基于单片机的全自动洗衣机的设计
- 格式:docx
- 大小:42.56 KB
- 文档页数:5
基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计
本文基于单片机技术,设计了一种全自动洗衣机控制系统。
该系
统采用了微控制器作为主控芯片,利用多种传感器对洗衣机的运行状
态进行监控和反馈,并采用液晶显示屏和按键操作界面,实现了对洗
衣机的全面控制和调节。
首先,本文介绍了洗衣机控制系统的设计原则和功能要求。
针对
用户需求,系统应该具备自动化操作、清洗效果稳定、耗能低等特点。
为达到这些要求,设计人员利用已有的电子和机械技术,创新性地将
控制系统进行了完善和优化,使其在技术和应用水平上均能满足用户
的需求。
其次,本文阐述了洗衣机控制系统的硬件实现方案。
主要涵盖了
微控制器的选型、传感器的选择与应用、负载驱动模块的设计等方面,全面展示了整个控制系统的结构和工作原理。
接着介绍了系统关键部
件的详细设计方案,包括自动化程序的设计、数据采集与处理的方法、通信协议的制定等,为系统的良好运行提供了坚实的技术保障。
最后,本文对系统的实验结果进行了分析和评测。
从洗衣机的功耗、清洗效果、安全性、用户友好性等多个维度对系统进行了考核和
评估,并得出了较为准确和权威的测试结论。
结果表明,本文设计的
洗衣机控制系统在自动化程度、清洗效果、耗能等方面均优于传统洗
衣机,可以达到用户期望的高度。
综上所述,本文基于单片机技术,设计了一种全自动洗衣机控制
系统。
具备自动化操作、清洗效果稳定、耗能低等特点,具有广阔的
应用前景和市场潜力。
本文的成果对洗衣机的自动化控制技术和应用
研究具有一定的启发和参考价值。
摘 要基于模糊控制的全自动洗衣机自动控制系统基于模糊控制的全自动洗衣机自动控制系统, ,所有的电路都是在单片机的控制下工作的,目前通常采用的是Motorola 公司的MC6805系列的单片机,而本设计中采用了Intel 公司的89C51作为控制核心,以单片机289C51为核心结合接口芯片及外围电路以实现洗衣机的智能控制。
其中模糊控制器的设计是关键环节,采用传感器检测洗衣过程必需的物理量,进入模糊控制器,通过模糊推理,实现对洗衣机自动识别衣质、衣量,自动识别肮脏程度,自动决定水量,自动投入恰当的洗涤剂等功能的控制。
本设计在洗涤过程中采用了实时模糊控制,提高洗衣质量提高洗衣质量,,节约能源。
硬件结构框图及软件流程图是该系统的重要组成部分件流程图是该系统的重要组成部分,,在整个控制过程中,模糊控制软件起了决定性的作用。
用。
关键词关键词::模糊控制,模糊控制,AT89C51AT89C51单片机,全自动洗衣机单片机,全自动洗衣机AbstractAutomatic washing machines based on fuzzy control automatic control system, all the circuits are under the control of the microcontroller, the current commonly used is Motorola's MC6805 series of microcontrollers, and the design of Intel Corporation 89C51 used as a control center to 89C51 microcontroller core with the interface chip and the external circuit in order to achieve intelligent control of washing machines. Design of fuzzy controller which is the key point, the use of sensors to detect physical quantities necessary for laundry into the fuzzy controller by fuzzy reasoning, the quality of the clothes washing machine automatic identification, clothing and the amount of automatic identification soiled, water is determined automatically, automatic detergents and other functions into the appropriate control. The design used in the washing process real-time fuzzy control and improve the quality of laundry to save energy. The block diagram of the hardware and software flow chart is an important part of the system in the whole control process, thefuzzy control software has played a decisive role.KEY WORDS: fuzzy contro,AT89C51SCM,Automatic La目 录................................................................................................................................. I I 摘 要 .......................................................................................................................................................................................................................................................... I I I ABSTRACT ........................................................................................................................................................................................................................................................ I I II 目 录 ............................................................................................................................... (11)第1章 绪 论 ................................................................................................................. 1.1 全自动洗衣机的介绍 (1)1.2 全自动洗衣机的发展背景 (1)1.3 全自动洗衣机的发展前景 (2)1.4 全自动洗衣机的设计目的 (2) (33)第2章 全自动洗衣机的设计方案 ................................................................................... 2.1 系统总体框图 (3)2.2 系统流程图 (4) (55)第3章 硬件电路介绍 ...................................................................................................... 3.1 主控模块.. (5)3.2 电源模块 (6)3.3 按键模块 (7)3.4 检测模块 (8)3.4.1 负载传感器 (9)3.4.2 TS污浊度传感器 (9)3.4.2 水位传感器 (10)3.5 电机控制模块 (11)3.6 状态显示模块 (13)3.7 进出水阀电路 (15)3.8 系统总电路图 (16) (117)第4章 软件设计 ........................................................................................................... 4.1 全自动洗衣机中的模糊控制. (17)4.1.1 模糊控制理论简介 (17)4.1.2 模糊控制器 (18)4.1.3 模糊控制实现方法 (18)4.2 洗衣程序 (19)4.2.1 洗涤过程 (19)4.2.2 漂洗过程 (19)4.2.3 脱水过程 (20)4.3 软件流程图 (20) (331)结 论 ............................................................................................................................ (332)致 谢 ............................................................................................................................ (333)参考文献 ........................................................................................................................ (334)附录 ................................................................................................................................第1章 绪 论1.1 全自动洗衣机的介绍全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成,洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,而全自动式洗衣机因使用方便更加得到大家的青睐,控制器通常设有几种洗涤程序,对不同的衣物可选择不同的洗涤方式。
全自动洗衣机课程设计基于51单片机,C语言实现。
基本要求模拟全自动洗衣机工作过程。
以电机替代洗衣机电机。
显示洗衣机工作的状态(进水、浸泡、洗衣、脱水、结束)。
显示工作剩余时间(洗衣程序可自定义,时间精度:秒)。
洗衣时交替正、反转。
扩展要求洗衣和脱水时电机转速不同。
增加水位传感器输入。
故障报警。
增加声音提示。
其它自定义功能。
设计用Preteus仿真:仿真图如下:C文件函数代码:#include<reg51.h>//****************************//#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//*******************************////***************************//sbit mo_r = P3^2; //电机右控制线sbit mo_l = P3^3; //电机左控制线//****************************//sbit key_menu = P3^4; // 菜单按键sbit key_on = P3^5; // 开始按键sbit key_off = P3^6; // 结束按键sbit key_se = P3^7; // 菜单选择按键//***************************//sbit led_in = P0^0; // 进水指示灯sbit led_xi = P0^1; // 洗衣指示灯sbit led_pao = P0^2; // 泡洗指示灯sbit led_xx = P0^3; // 脱水指示灯sbit led_out = P0^4; // 出水指示灯sbit led_over = P0^5; // 洗衣结束指示灯sbit led_work = P0^6; // 电机工作指示灯sbit led_wring = P0^7; // 报警指示灯sbit other = P3^1; // 脱水电源控制开关sbit anther = P3^0; // 洗衣电源控制开关//******************************//uchar code num[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 };////*****************************//char sec = 0; // 时间秒char min = 0; // 时间分uchar count=0; // 中断计数uchar flag0=0; // 洗衣机工作状态标志uchar flag1=0; // 进水次数标志uchar flag2=0; // 出水次数标志uchar flag3=0; // 泡洗次数标志uchar err =0; // 报警标志uchar quan = 0;//正反转计数//**********************************//// 函数声明//*************************************// void delay();// 延时函数void in(); // 进水子程序void out(); // 出水子程序void over(); // 结束子程序void xi(); // 洗衣子程序void pao(); // 泡衣子程序void xx(); // 脱水子程序void on(); // 工作on处理子程序void se(); // 显示菜单选择void SEG_display(); //显示时间子程序void key_scan(); // 按键扫描子程序//*****************************//// 延时函数//****************************//void delay(uint i){uint x,y;for(x=i;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}//******************************// // 工作on处理子程序//********************************// void on(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;P0 = 0xff;if(flag0 == 0)in();if(flag0 == 1)xi();if(flag0 == 2)pao();if(flag0 == 3)xx();if(flag0 == 4)out();}//*******************************// // 结束子程序//*********************************// void over(){ other=0;anther=0;P0 = 0xff;mo_r=0;mo_l=0;led_over = 0;EA=0;}//*********************************// // 进水子程序//*********************************// void in(){ anther=0;other=0;P0 = 0xff;led_in = 0;flag1++;mo_r = 0;mo_l = 0;min = 0;sec = 8;}//*********************************// // 洗衣子程序//*********************************// void xi(){ anther=1;other=0;P0 = 0xff;led_work = 0;led_xi = 0;mo_r = 1;mo_l = 0;min = 1;sec = 36;quan = 0;}//*********************************// // 泡衣子程序//*********************************// void pao(){anther=1;other=0;P0 = 0xff;led_pao = 0;led_work = 0;flag3++;mo_r = 1;mo_l = 0;min = 1;sec = 35;quan = 0;}//*********************************// // 脱水子程序//*********************************// void xx(){ other=1;anther=0;P0 = 0xff;led_xx = 0;mo_r = 0;mo_l = 1;min = 0;sec = 50;}//*********************************// // 出水子程序//*********************************// void out(){ anther=0;other=0;P0 = 0xff;led_out = 0;flag2++;mo_r = 0;mo_l = 0;min = 0;sec = 5;}//*********************************// // 显示菜单选择//*********************************// void se(){P0 = 0xff;if(flag0 >= 5)flag0 = 0;if(flag0 == 0){led_in = 0;}if(flag0 == 1){led_xi=0;}if(flag0 == 2){led_pao=0;}if(flag0 == 3){led_xx=0;}if(flag0 == 4){led_out=0;}}//********************************// // 菜单处理子程序//**********************************// void menu(){min = 0;sec = 0;mo_r=0;mo_l=0;SEG_display();while(1){if(key_on == 0){delay(5);if(key_on == 0){while(!key_on);on();break;}}//**************************// if(key_off == 0){delay(5);if(key_off == 0){while(!key_off);over();break;}}//****************************//if(key_se == 0){delay(5);if(key_se == 0){while(!key_se);flag0++;se();}}}}//*********************************// // 按键扫描子程序//*********************************// void key_scan(){if(key_menu == 0){delay(5);if(key_menu == 0){while(!key_menu);menu();}}//********************************// if(key_on == 0){delay(5);if(key_on == 0){while(!key_on);on();}}//*********************************// if(key_off == 0){delay(5);if(key_off == 0){while(!key_off);over();}}}//*******************************// // 显示子程序//*********************************// void SEG_display(){P1=0x01;P2 = num[min/10];delay(10);P1 = 0x02;P2 = num[min%10];delay(10);P1 = 0x04;P2 = num[sec/10];delay(10);P1 = 0x08;P2 = num[sec%10];delay(10);}//*********************************// // 主函数//*********************************// void main(){led_in=0;anther=0;other=0;while(1){SEG_display();key_scan();}}//**********************************// // 定时器0中断处理程序//**********************************//void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){count = 0;sec--;if((flag0==1)||(flag0==2)){quan++;switch(quan){case 1:mo_r=1;mo_l=0;break;case 10:mo_r=0;mo_l=0;break;case 15:mo_r=0;mo_l=1;break;case 25:mo_r=0;mo_l=0;break;default:;}if(quan==30){quan=0;}}//**********************************//if((sec == 0)&&(min != 0)){min--;sec = 59;}//**********************************// if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==0)) //进水结束{switch(flag1){case 1:flag0=1;xi();break;case 2:flag0=2;pao();break;case 3:flag0=2;pao();break;case 4:flag0=2;pao();break;default: err=1;led_wring = 0;}}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==1)) //洗衣结束{flag0 = 4;out();}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==2)) //泡衣结束{switch(flag3){case 1:flag0=4;out();break;case 2:flag0=4;out();break;case 3:flag0=4;out();break;default: err=1;led_wring = 0;}}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==4)) //出水结束{switch(flag2){case 1:flag0=0;in();break;case 2:flag0=0;in();break;case 3:flag0=0;in();break;case 4:flag0=3;xx();break;default: err= 1;led_wring = 0;}}//***********************************// if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==3)){ sec = 0;over();}}}。
基于单片机的全自动洗衣机系统设计基于单片机的全自动洗衣机系统设计自动洗衣机作为现代家庭必备的家电之一,无疑给我们的生活带来了诸多便利。
随着科技的不断进步,洗衣机的功能也在逐步完善和智能化。
本文将介绍一个基于单片机的全自动洗衣机系统设计,该系统结合了传感器、执行器和单片机的控制,实现了洗涤、漂洗、脱水等一系列工作的自动化。
首先,我们需要了解单片机的基本原理和功能。
单片机是一种集成电路,拥有微处理器的功能,能够实现数据的处理、控制和通信等任务。
在全自动洗衣机系统中,单片机起到了控制中枢的作用,通过对各个部件的控制来完成洗衣过程。
在本系统中,我们需要使用多个传感器来获取洗衣机内部的信息。
例如,温度传感器可以检测洗衣水的温度,以便根据洗涤衣物的要求进行调整。
水位传感器可以检测洗衣机内部的水位,以确保水量的控制在适当的范围内。
此外,还可以使用压力传感器来检测洗涤和脱水的程度,从而调整相应的参数。
在洗衣机的控制中,单片机还需要根据洗涤过程的不同阶段来控制执行器的工作。
例如,在洗涤阶段,单片机可以控制洗衣机的电机以适当的速度旋转,同时根据不同程序要求来控制加热器的温度。
在漂洗和脱水阶段,单片机可以控制洗衣机内的叶轮进行高速旋转,从而有效去除衣物上的水分,使衣物更加干燥。
除了基本的洗涤功能外,现代洗衣机还具备一些智能化的特点。
在本系统中,单片机可以通过与用户界面的连接实现人机交互。
用户可以通过操作面板向单片机输入洗涤程序、选取适当的温度和转速等参数,单片机则根据用户的选择进行相应的控制。
同时,单片机还可以通过与互联网的连接,将洗衣机的状态和故障信息传输到用户的手机端,提醒用户维修等操作。
在设计全自动洗衣机系统时,还需要考虑到系统的安全性和可靠性。
例如,在电路设计中,应该安装过载保护装置,以防止电机过载、漏电等情况发生。
同时,还应该考虑到洗衣机的稳定性和耐用性,选用优质的材料和结构设计,以延长洗衣机的使用寿命。
综上所述,基于单片机的全自动洗衣机系统设计能够有效地提高洗衣效率和用户体验。
山东协和学院工学院,山东济南 250109【摘要】采用了STC89C52单片机进行设计控制系统,控制系统主要是四个部分构成:用户参数输入、洗涤、脱水、最后报警。
以单片计算机为主体构成的主要控制系统,主要控制系统是以STC89C52单片机为内核,使用键盘、蜂鸣器、电源、水位传感器等为核心,完成对洗衣机内各步骤的管理。
【关键词】STC89C52单片机洗衣机控制系统1总体方案设计1.1设计任务1.研究内容:利用单片机实现了一种新型的洗衣机控制装置。
利用MCU作为主机,通过对所需的外部电路进行扩充,实现了对全自动洗衣机的控制。
2.主要功能:(1)标准:12 min的浸洗、2 min的冲洗、3 min的脱水;(2)快速:4 min的浸洗,2 min的冲洗,2 min的脱水;(3)轻柔:3 min的浸洗,3 min的冲洗,2 min的脱水;(4)调试模式:整个的处理时间为1分钟;(5)有开机/停机按键的操作:先按下菜单,然后再按下选单,选好要做的工作,当工作完成后,再按下停止。
(6)具有脱水功能。
(7)具有指示功能:入水时显示,洗净时显示,排干时显示,漂洗时显示,脱水时显示。
1.2洗衣机的设计方案本控制系统由按钮输入、浸洗、洗涤、漂洗、排气、再洗涤等五个环节构成的。
本控制系统由主回路和单片机系统,外围硬件回路构成[8]。
用STC89C52单片机控制器为基础,以二个共阳数码管,键盘,蜂鸣器,水位传感器,以及发光二极管等为中心元件;由继电器,充气三极管,发电机,以及步进马达驱动器等组成的外围硬件。
1.2.1 按键在洗衣机的控制器上有四个按键,分别是K1、K2、K3、K4K1是单选按键,使用K4前先将K1按下,避免出现错误。
K2是开机按键、K3是停止按键、K4是菜单。
1.2.2 洗衣程序(1)水洗工序接通电源后,如果没有选择清洗时间,那么洗衣机将从清洗程序启动。
进入清洗程序,先加水,当加水指示灯点亮,启动加水,达到所需的时间后,加水停止;马达 M开启,推动水轮转动,产生洗涤水。
基于单片机的智能洗衣机控制系统设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活水平的提高,家电产品逐渐向着智能化、自动化的方向发展。
洗衣机作为家庭日常生活中不可或缺的家电设备,其性能的优化和智能化升级显得尤为重要。
本文将详细介绍一种基于单片机的智能洗衣机控制系统设计,旨在提高洗衣机的自动化程度,改善用户体验,并实现节能环保的目标。
该控制系统以单片机为核心,结合传感器技术、电机控制技术、人机交互技术等多个领域的知识,实现洗衣机的智能控制。
通过传感器实时监测洗衣过程中的水量、温度、衣物重量等参数,单片机根据这些参数自动调节洗涤程序,以达到最佳的洗涤效果。
同时,系统还具备人机交互功能,用户可以通过简单的操作界面选择洗涤程序、设定洗涤参数,实现个性化洗涤。
本文首先将对智能洗衣机控制系统的总体设计方案进行介绍,包括硬件和软件的设计思路。
然后,详细阐述各个功能模块的实现方法,包括传感器模块、电机控制模块、人机交互模块等。
接着,对系统的硬件和软件进行集成和调试,确保系统的稳定性和可靠性。
对智能洗衣机控制系统进行性能测试和实验验证,以评估其实际应用效果。
通过本文的研究和设计,期望能够推动洗衣机行业的智能化升级,为用户提供更加便捷、高效、节能的洗涤体验。
也希望本文的研究方法和成果能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、单片机基础知识单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
单片机也被称为微控制器,它的应用领域非常广泛,包括智能家居、医疗设备、工业控制、航空航天等。
单片机的主要特点包括:集成度高,体积小,功耗低,可靠性高,控制功能强,扩展灵活,以及易于实现智能化控制等。
基于单片机的全自动洗衣机系统设计一、本文概述随着科技的进步和人们生活水平的提高,家用电器在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
全自动洗衣机作为其中的一种,其便捷性和高效性受到了广大用户的青睐。
传统的洗衣机设计在智能化、节能性、操作简便性等方面仍有待提升。
为此,本文提出了一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计,旨在通过技术创新和智能控制,为用户提供更加人性化、高效且节能的洗衣体验。
本文将详细介绍该系统的设计原理、硬件构成、软件编程以及实际应用效果。
我们将对单片机的选择及其在系统中的作用进行阐述,同时分析洗衣机控制系统中所需的传感器和执行器。
接着,我们将深入探讨软件设计的关键技术和算法,包括控制逻辑的实现、人机交互界面的设计以及故障检测和处理机制。
我们将通过实际测试和用户体验反馈,对该系统的性能进行评估和优化。
本文旨在提供一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计方案,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
通过不断优化和创新,我们期待这种智能化、高效且节能的洗衣机能够在未来得到更广泛的应用,为人们的生活带来更多便利和舒适。
二、系统总体设计全自动洗衣机系统的设计,基于单片机作为核心控制器,旨在实现洗衣机的全自动化和智能化。
整个系统由单片机、电机驱动模块、水位检测模块、洗涤剂投放模块、温度控制模块、显示模块和用户交互模块等多个子模块组成。
我们选择一款性能稳定、价格适中且易于编程的单片机作为本系统的核心控制器。
该单片机将负责接收用户输入指令、处理传感器信号、控制各功能模块以及实现与显示模块的通信。
通过编程,单片机能够实现对洗衣机的全面控制,包括启动、停止、调整洗涤方式、设定洗涤时间等功能。
电机驱动模块是洗衣机的动力来源,负责驱动洗衣机的电机进行旋转。
我们选用一款能够驱动电机正反转且具备调速功能的驱动模块,通过单片机输出的PWM信号实现对电机转速的精确控制。
电机驱动模块还具备过流保护功能,以确保系统的安全可靠。
基于单片机的自动洗衣机设计基于单片机的自动洗衣机设计1 总体方案设计分析1.1全自动洗衣机控制方法选择在全自动洗衣机中,现在比较通用的控制手段是利用单片机或者PLC两种方法,本课设选用的是单片机。
之所以选用单片机主要考虑了以下原因,首先,单片机具有较强的抗干扰能力,当受到外部强干扰,程序出错时,可以自动使系统复位重新执行程序。
并且采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件,控制电磁阀和电机。
其次,单片机具有欠压和过压保护,欠压时,控制器不工作;超压时,保护电路起作用。
再次,单片机还具有瞬间掉电保护功能,电源短时间停电后,电压恢复时,能够维持原来运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。
最后,各种操作和洗衣机的运行状态均可以用LED显示。
此外,在硬件规模方面,单片机相当于将一个基本规模的单板机所具有的资源复合在一块芯片上,因此具有相当的规模;在功能方面,单片机已经超过了PLC的功能;在指令系统方面,如果将单片机的指令系统PLC的指令系统相比较,除单片机的数据传送能力较弱一点之外,单片机的指令系统已大大超过PLC;此外,无论在性价比方面,还是在体积、重量方面相比较,单片机都比PLC优越得多。
综合上述原因本章设采用单片机来完成。
二、方案构思全自动洗衣机由洗衣系统和控制电路组成。
其控制电路分为机械和电脑型,电脑型控制电路是以单片机作为控制电路的核心。
自动洗衣机的洗衣程序,键盘上有两个按钮01键和02键。
01键设为开始按钮;02键设为停止按钮,其功能是按下停止按钮后洗完一个周期后停止,中间不能停。
洗衣机的标准洗衣程序是;开始--进水--洗涤--排水--进水--清洗--排水--脱水。
1.洗涤过程通电后,洗衣机进入暂停状态,以便放好衣物并且等待按下开始按钮。
当按下开始按钮01时,进入洗涤过程。
首先进水阀打开,开始进水,向洗衣机供水;当到达预定水位时,进水阀关闭,停止进水;步进电动机接通电源,开始旋转,形成洗衣水流。
《基于单片机的全自动洗衣机系统设计》篇一一、引言随着科技的进步和人们生活水平的提高,全自动洗衣机已经成为了现代家庭不可或缺的家电之一。
为了提高洗衣机的智能化程度和用户体验,本文提出了一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计。
该系统通过单片机控制,实现了洗衣过程的自动化、智能化,提高了洗衣效率,同时也方便了用户的使用。
二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器,通过连接各种传感器、执行器等外部设备,实现对洗衣过程的自动化控制。
系统主要由单片机控制模块、电机驱动模块、水位检测模块、温度检测模块、洗衣程序模块等组成。
三、硬件设计1. 单片机控制模块:本系统采用单片机作为核心控制器,负责接收用户输入的指令,控制各个模块的工作。
单片机具有体积小、功耗低、性能稳定等优点,能够满足系统的需求。
2. 电机驱动模块:电机驱动模块负责驱动洗衣机的洗涤电机和脱水电机。
本系统采用PWM(脉宽调制)技术,通过单片机控制电机驱动模块的开关,实现对电机的精确控制。
3. 水位检测模块:水位检测模块通过传感器实时检测洗衣机内的水位,将检测结果反馈给单片机,以便单片机根据水位情况调整洗衣程序。
4. 温度检测模块:温度检测模块通过温度传感器实时检测洗衣机内的水温,将检测结果反馈给单片机,以便单片机根据水温情况调整洗涤时间和洗涤剂的使用量。
5. 洗衣程序模块:洗衣程序模块根据用户的选择和洗衣的实际需求,通过单片机控制电机驱动模块、水位检测模块和温度检测模块等外部设备,实现对洗衣过程的自动化控制。
四、软件设计本系统的软件设计主要包括单片机的程序设计、人机交互界面设计和洗衣程序的设计。
1. 单片机的程序设计:单片机的程序设计是实现系统功能的关键。
本系统采用C语言进行编程,通过编写相应的程序代码,实现单片机的控制功能。
2. 人机交互界面设计:人机交互界面是用户与系统进行交互的窗口。
本系统采用LCD显示屏作为人机交互界面,通过编写相应的程序代码,实现用户与系统的交互功能。
基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计-本科毕业设计论文1绪论1.1课题研究的背景和意义首先洗衣机是我们日常生活中最常见和最常用的一种家用电器。
随着社会的发展与进步,人们的生活节奏也随之加快,这也就意味着人们的工作负荷大大增加,因此我们通常用的半自动洗衣机的无形中就不再被大家接受。
其次传统的半自动洗衣机不但很费人力而且很浪费资源,在洗涤效果上也不被大家所认同。
在目前的社会背景下,健康、科学、节能才是人们的需求。
因此全自动洗衣机这款高科技产品必将是人们在洗涤方面的理性选择。
随着当前地球上各种不可再生资源的迅速减少,我们生活中的各种能源需求却不断增加,这两者之间产生了一种巨大矛盾。
为了人类的可持续发展,节能减排、绿色环保、人与大自然和谐共处成为了二十一世纪的目标。
洗衣机作为家电中很重要的一员,也就必须向着这一目标发展。
1.1.1各国洗衣机的发展历程洗衣机的诞生至今已有一个半世纪之久。
1858年,美国人汉密尔顿·斯密斯在匹兹堡制造出人类的第一台洗衣机。
该洗衣机由三个部分组成:圆筒、桨状叶子的直轴、曲柄。
通过人为转动连接桨状叶子的直轴的曲柄,让衣物在圆筒中进行洗涤。
由于此种做法过于费力,并且对衣物的损伤程度较大,于是并没有得到广泛应用,但是它代表着人类对“手洗时代”展开挑战的第一步。
随着蒸汽时代技术的成熟与应用,1880年美国人生产出一款蒸汽洗衣机。
它通过蒸气机的推动取代了人力。
与先前人力洗衣机相比,当时的蒸汽洗衣机取得了巨大的飞跃。
同时人们还采用了智能水循环系统,也就是洗衣机行业著名的“蒸汽洗”方式。
随后又相继出现了水力洗衣机、内燃机洗衣机等。
但是工作原理大致相同,基本上都属于拖动式,区别仅仅存在于动力方面的借助。
自然而然,电气时代的到来肯定会触动不少喜欢动脑人的灵感。
1910年美国人费希尔于美国芝加哥成功地制造出世界上第一台电动洗衣机。
它的诞生标志着人类家务劳动自动化的开端。
1992年玛塔依格公司对洗衣机的结构进行了一系列的改造,把先前的拖动式改变为搅拌式,完成了洗衣机的定格,第一台搅拌式洗衣机也就此诞生。
1、概述本设计是以AT89C2051作为核心元件,由于AT89C2051的引脚少,内存容量不大,所以,所控制的洗衣机的功能有一定的限制,但是,由于洗衣机的基本功能是对衣物的洗涤,所以,关键在于进行洗衣程序的控制。
从这一角度出发,对洗衣机的功能进行分析,设计的全自动洗衣机的主要功能有一下七项:具有强、弱洗涤功能;四种洗衣工作程序,既标准程序、经济程序、单独程序和排水程序;进、排水系统故障自动诊断功能;脱水期间安全保护和防振动功能;间歇驱动方式;暂停功能;声光显示功能。
2、选题依据及意义电子技术的飞速发展,人们生活水平的提高及生活节奏的加快,家电产品是越来越深入人们的日常生活。
以前,洗衣机的要求仅仅是能够把广大的家庭妇女从烦琐的家务中解放出来,但现代社会对工作节奏的加快,对洗衣机等家电用器提出了更高的要求:希望能够越来越少的参与家务劳动。
这就要求现代的洗衣机更加智能化、科学化、环保化。
本系统就是为实现上述功能而设计的。
3、可行性分析3.1 系统价值分析目前中国洗衣机市场正进入更新换代期,市场潜力巨大,人们对于洗衣机的要求也越来越高,目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能,在许多方面还不能达到人们的需求。
这就要求设计者们有更高的专业和技术水平,能够提出更多好的建议和新的课题,将人们的需要变成现实,设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。
目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容,大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长,突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能,洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的,单片机的体积小,控制功能灵活,因此,设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。
本设计采用物美价廉的ATMTEI单片机AT89C2051为控制核心,为保证洗衣机及人身安全,设计了蜂鸣报警电路。
因本设计输入按键较少,所以采用直接输入方式,使电路简单化。
电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V电源。
功率驱动电路由可控硅实施对电动机,进水阀,排水阀的控制。
为方便读者更快地了解,熟悉本设计,作为基础知识,还介绍了与全自动洗衣机有关的一些常见的电子元器件的基本功能。
本设计只设计了全自动洗衣机的基本功能,其他的一些功能可在原有的基础上扩展升级,使全自动洗衣机能更加智能化,更加完善。
3.2 技术分析由于AT89C2051的引脚少,内存容量不大,所以所控制的洗衣机的功能有一定的限制,但是由于洗衣机的基本功能是实现对衣物的洗涤,所以,关键在于洗衣程序的控制。
从这一角度出发,对洗衣机的功能进行分析,确定其最优化的功能.(1)、洗衣机的状态功能:强、弱洗涤。
在衣服多而脏的时候,可以选择强洗涤功能,此时洗衣机的洗衣强度增加,水流的速度增大,促进污渍的清除,但在洗涤羊毛类的衣物不宜选择此功能。
当衣物少而较干净或是丝织品是,可以选择此功能,可以保护衣物。
(2)、洗衣程序功能:含有4种程序功能,即标准洗衣程序、经济洗衣程序、单次洗衣程序、排水程序。
(3)、特殊功能:故障诊断、安全保护、防振、暂停、间歇工作功能,声光显示功能。
3.3 各部件研究①、电机电机是洗衣机的动力源,它的转动带动洗衣桶和波轮的转动。
电机的状态有3种,即正转、反转和停止状态。
他是由AT89C2051的14脚和15脚控制的,AT89C2051的15脚是控制它的正转,14脚控制它的反转,当AT89C2051的14和15脚呈高电平时,电机进入停止状态。
电机一般工作在这3种状态的不断转换之中,从而实现洗涤,但在脱水时,只工作在高速正转状态。
②、进水阀进水阀是用来控制洗衣机的进水量的,他只有开关两种状态。
进水阀是有AT89C2051的12脚控制的,当AT89C2051的12脚输出低电平时,洗衣机进水,当水位达到一定高度时,则给AT89C2051的12脚一个高电平使进水结束。
③、排水阀他是用来控制排水的,他只有开关两种状态。
他是由AT89C2051的13脚控制的,当AT89C2051的13脚输出低电平时,洗衣机进入排水状态,当洗衣机内的水位到达一定程度时,它给AT89C2051的13脚一个高电平,使洗衣机停止排水。
3.4 AT89C2051AT89C2051引脚图如图所示AT89C2051引脚图AT89C2051是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。
AT89C2051是一个功能强大的单片机,但它只有20个引脚,15个双向输入/输出(I/O)端口,其中P1是一个完整的8位双向I/O口,两个外中断口,两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口,一个模拟比较放大器。
同时AT89C2051的时钟频率可以为零,即具备可用软件设置的睡眠省电功能,系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口,系统唤醒后即进入继续工作状态。
省电模式中,片内RAM将被冻结,时钟停止振荡,所有功能停止工作,直至系统被硬件复位方可继续运行。
89系列单片机是ATMEL公司的8位单片机系列产品,其最大特点是片内含有Flash存储器(取代MCS-51中的ROM),并且和MCS-51兼容(AT89的片内含有51系列的8031)。
89系列单片机共有7种型号,而AT89C205是其中的低档型、低电压产品AT89C2051的产品.单片机系统,应包括相应的硬件和软件。
软件是指编程用的指令系统;硬件即芯片提供的硬件资源和与外部结构配置的器件,两者缺一不可。
①信号引脚功能AT89C2051是一种20引脚的双列直插式IC芯片,引脚是单片机的硬件外特性,用户通过引脚连接外部器件就能组建单片机系统。
(1)P1口:它是8位双向口线,即P1.0~P1.7。
口引脚P1.0({12}脚)和P1.1({13}脚)用于外部接口工作时,要求配置外部的上拉电阻;P1.2~P1.7内部设有上拉电阻,用于外部接口工作时,由外部负载工作方式决定是否配置上拉电阻。
P1口带有输出缓冲器,可吸收20mA的电流并能直接驱动LED显示。
P1口的功能之一是在闪速编程和程序校验期间接收代码数据(即编程的数据输入口)。
(2)P3口:它是带有内部上拉电阻的7位双向口线,即P3.0~P3.5和P3.7。
P3.6因内部功能的需要,它虽是通用的I/O口引脚但不可访问。
P3口的其它特性与P1口相同,此外P3口还具有第二功能。
(3)复位端RST(1脚):当1脚加“H”高电平时芯片内部的功能电路复位,此时I/O口线引脚复位到“1”电平。
(4)XTAL1(5脚):振荡器外接晶振,内部时钟发生器输入。
(5)XTAL2(4脚):振荡器外接晶振、反相放大器输出。
(6)电源端{20}脚(+2.7~6V)和10脚(地端)。
②引脚的复用功能由上述对AT89C2051引脚介绍可见:P1和P3口共占用15个引脚,外加复位、振荡(时钟)和电源端等已把芯片的引脚全部占完。
然而单片机在执行各种功能时还需要更多的引脚才能受控或与外界交换的信息,为解决这种矛盾,生产厂家给芯片的某些引脚设置了第二功能,通过它可完成单片机的多种控制功能。
例如要给AT89C2051编程,需由P3口的P3.3、P3 4、P3.5和P3.7端加控制信号以完成闪速编程;AT89C2051要完成串行的输入、输出,外中断功能和外部输入定时,需P3.0~P3.5端提供端口(功能表从略)。
再有P1.0、P1.1是内部比较器输入端口。
表4.1 AT89C2051引脚的复用功能· 兼容MCS51指令系统· 2k可反复擦写(>1000次)Flash ROM· 15个双向I/O口· 6个中断源· 两个16位可编程定时/计数器· 2.7-6.V的宽工作电压范围· 时钟频率0-24MHz · 128x8bit内部RAM· 两个外部中断源· 两个串行中断· 可直接驱动LED · 两级加密位· 低功耗睡眠功能· 内置一个模拟比较放大器· 可编程UARL通道· 软件设置睡眠和唤醒功能4、课题原理4.1功能分析:由于AT89C2051的引脚少,内存容量不大,所以所控制的洗衣机的功能有一定的限制,但是由于洗衣机的基本功能是实现对衣物的洗涤,所以,关键在于洗衣程序的控制。
从这一角度出发,对洗衣机的功能进行分析,确定其最优化的功能.(1)、洗衣机的状态功能:强、弱洗涤。
(2)、洗衣程序功能:含有4种程序功能,即标准洗衣程序、经济洗衣程序、单次洗衣程序、排水程序。
4.2全自动洗衣机的控制功能洗衣机要完成洗衣机工作,除了一般洗衣过程的人工工作及效能进行模拟之外,还要根据洗衣机的机械电子性质进行有关控制和检测。
对于一台套桶式单缸波轮全自动洗衣机而言,首先要求能完成洗衣功能;同时还要根据用户的不同要求设置几种不同的洗衣程序,还要考虑水流的情况决定洗涤的弱强情况;另外,还要对洗衣过程出现的故障进行诊断;保证高速运转时脱水的安全性等。
4.3电路图中各部件的分析(1)、全自动洗衣机的工作部件全自动洗衣机的工作部件有3个,就是电机、进水阀和排水阀。
①、电机:电机是洗衣机的动力源,它的转动带动洗衣桶和波轮的转动。
②、进水阀:进水阀是用来控制洗衣机的进水量的,他只有开关两种状态。
③、排水阀:他是用来控制排水的,他只有开关两种状态。
(2)、SP1110他是一种交流固态继电器,内有发光二极管及双向可控硅,10~50mA输入电流即可使双向可控硅完全导通,输出端通态电流为3A(平均值),浪涌电流为15A。
(3)、74S05他是六反相器,他在全自动洗衣机中做为中间缓冲器,其中的四个反相器可分别驱动四个SP1110继电器,剩余两反相器用于驱动两个发光二极管。
(4)、74LS139他是一个双2-4线译码器,用它可解决CPU I/O线数量不足。
(5)、AT89C2051他是全自动洗衣机实现智能化的心脏和大脑,选用它设计制作洗衣机控制电路,电路的组成相对简单,工作原理清晰。
5、系统预期效果由于洗衣机的基本功能是对衣物的洗涤,所以,关键在于进行洗衣程序的控制。
从这一角度出发,对洗衣机的功能进行分析,设计的全自动洗衣机的主要实现以下7个功能:强、弱洗涤功能;四种洗衣工作程序,既标准程序、经济程序、单独程序和排水程序;进、排水系统故障自动诊断功能;脱水期间安全保护和防振动功能;间歇驱动方式;暂停功能;声光显示功能。