自动洗衣机控制器需求分析说明概况

实验四全自动洗衣机控制器一、实验目的1．学习掌握全自动洗衣机的控制原理。

2．掌握基于有限状态机的控制电路设计方法。

二、预习要求1．预习全自动洗衣机的控制原理和基于有限状态机的控制电路的设计方法。

2．画出洗衣机控制器包括不同洗衣模式的完整的状态转移图。

3．用Verilog HDL语言编程实现全自动洗衣机控制器，并进行时序仿真。

4．对顶层设计文件进行引脚锁定。

三、实验要求1．设计一个全自动洗衣机控制器电路，实现对洗衣机的全自动控制。

根据全自动洗衣机的控制原理设计一个控制电路，使之能够控制全自动洗衣机完成整个工作过程。

洗衣机工作过程分为两种情况：（1）全部自动完成当按下复位按钮时，洗衣机上电，控制电路复位到初始状态（默认水位为“中”）；使用者可根据衣服的多少，按下水位控制按钮，改变水位设置，以控制上水时加水的多少；当按下启动/暂停按钮时，洗衣机开始洗衣的第一个操作：进水阀门打开，开始上水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间timeadd（8s、7s、6s、5s）；然后进水阀门关闭，电机开始运转，开始洗衣过程，并历时9s；然后电机停止运转，排水阀门打开，开始排水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间timedrain（7s、6s、5s、4s）；然后排水阀门关闭，进水阀门打开，开始第二次上水，并历时timeadd……当甩干结束后，整个洗衣过程完成，扬声器发出持续15秒的急促的“嘀嘀”音，提示用户洗衣结束。

正常运行状态下全自动洗衣机工作过程如图1. 1所示。

注意：在甩干过程中，电机一边高速旋转，一边排水。

图1. 1 正常运行状态下默认水位为“中”时全自动洗衣机工作过程从图中可以看出，洗衣机整个工作过程可分为9个状态，要求运用有限状态机的设计思想来实现。

（2）人工干预在每个工作状态下，如果想要洗衣机暂停工作，可按下启动/暂停按钮，则洗衣机立刻暂停当时的操作。

比如，在第一次加水过程中，若按下启动/暂停按钮，则进水阀门立刻关闭，暂停上水，计时暂停；当再次按下启动/暂停按钮，则进水阀门又打开，并继续计时，直到加水满timeadd后，进入洗衣过程。

全自动洗衣机控制器的设计一、本文概述随着科技的不断发展，家用电器的智能化和自动化水平日益提高，全自动洗衣机已经成为现代家庭不可或缺的家电设备。

全自动洗衣机控制器作为洗衣机的核心部件，其性能和设计直接影响到洗衣机的使用体验和效率。

因此，全自动洗衣机控制器的设计研究具有重要的现实意义和应用价值。

本文旨在探讨全自动洗衣机控制器的设计，包括硬件电路设计、软件编程、控制系统架构等方面。

通过深入研究洗衣机的工作原理和用户需求，设计出符合实际应用需求的控制器，以提高洗衣机的性能、稳定性和智能化水平。

本文还将探讨洗衣机控制器设计中的关键技术和难点，以及未来洗衣机控制器的发展趋势和前景。

通过本文的阐述，读者可以全面了解全自动洗衣机控制器的设计过程和技术要点，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

本文也希望能够促进洗衣机控制技术的不断创新和发展，为家庭生活的便捷和舒适做出更大的贡献。

二、全自动洗衣机控制器的基本原理全自动洗衣机控制器是洗衣机的大脑，负责控制洗衣机的所有操作过程。

其基本原理可以概括为：接收用户输入的操作指令，通过微处理器或控制芯片对指令进行解析和处理，然后根据预设的程序，控制电机、水泵、加热器、排水阀等各种部件的运行，实现洗衣机的全自动化运行。

全自动洗衣机控制器的核心是微处理器或控制芯片。

微处理器负责接收用户输入的指令，如洗衣模式、洗涤时间、洗涤温度等，然后根据预设的程序，控制各个部件的运行。

控制芯片则负责将微处理器的指令转化为具体的控制信号，以驱动电机、水泵、加热器、排水阀等部件的运行。

全自动洗衣机控制器还需要具备多种传感器，如水位传感器、温度传感器等，以监测洗衣机的运行状态。

水位传感器可以监测洗衣机内的水位，当水位达到预设值时，控制器会停止加水，并开始洗涤。

温度传感器可以监测洗涤水的温度，当温度达到预设值时，控制器会停止加热，以避免过热对衣物造成损害。

全自动洗衣机控制器还需要具备安全保护功能。

例如，当洗衣机出现故障时，控制器会自动切断电源，以避免造成更大的损失。

全自动洗衣机的控制系统设计说明全自动洗衣机的控制系统是确保洗衣机正常运行和完成洗衣任务的关键部分。

控制系统通过各种传感器、执行器和微处理器等电子元件实现衣物洗涤、漂洗、脱水等各个环节的自动控制和协调。

下面是一份全自动洗衣机控制系统的设计说明，包含洗涤、漂洗和脱水的三个阶段，以及保护功能和用户界面设计。

一、洗涤阶段控制1.温度控制：通过温度传感器实时监测水温，并根据用户设定的洗涤程序，在合适的时间段内控制加热元件的加热功率，以达到所需的洗涤温度。

2.转速控制：通过电机转速传感器实时监测电机转速，并根据用户设定的洗涤程序，在洗涤阶段内控制电机的转速，以达到合适的衣物搅拌效果。

3.水位控制：通过水位传感器实时监测洗衣机内的水位，并根据用户设定的洗涤程序，在洗涤阶段内动态控制进水和排水阀门的开启和关闭，以确保合适的水平。

二、漂洗阶段控制1.水位控制：在漂洗阶段，根据用户设定的漂洗次数，在每个漂洗周期内通过水位传感器控制进水和排水阀门的开启和关闭，以及根据需要增加合适的水位和水流量。

2.转速控制：根据用户设定的漂洗程序，在漂洗阶段进行适当的转速控制，以确保充分的漂洗效果。

三、脱水阶段控制1.转速控制：根据用户设定的脱水程序，在脱水阶段内控制电机的转速，以达到合适的脱水效果。

2.平衡控制：通过重力传感器或倾斜传感器实时检测洗衣机的平衡状态，在脱水阶段内根据检测结果控制电机的转速和加速度，以避免洗衣机在高速旋转时产生过大的震动和噪音。

四、保护功能1.温度保护：通过温度传感器实时监测洗衣机内的温度，当温度过高时，控制系统自动停止加热功率输出，以避免温度过高引起安全事故。

2.电流保护：通过电流传感器实时监测电机的电流，当电流异常时，控制系统自动切断电机电源，以避免电机过载损坏。

3.漏水保护：通过水位传感器实时监测洗衣机底部的水位，当水位超过安全范围时，控制系统自动关闭进水阀门，并进行相应的报警提示。

4.电子锁保护：在洗涤和脱水阶段，通过电子锁控制洗衣机门的关闭状态，以确保用户的安全。

《全自动洗衣机控制系统的PLC设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，人们对于生活品质的要求也在逐渐提高。

全自动洗衣机作为现代家庭中不可或缺的家电产品，其控制系统的设计对于提高使用体验和效率至关重要。

本文将详细介绍全自动洗衣机控制系统的PLC（可编程逻辑控制器）设计，包括其设计原理、实现方法以及应用效果。

二、全自动洗衣机控制系统的需求分析在全自动洗衣机控制系统的设计中，首先需要进行需求分析。

这包括洗衣机的功能需求、安全需求以及性能需求等。

全自动洗衣机需要具备的基本功能包括进水、洗涤、漂洗、脱水、排水等。

此外，还需要考虑洗衣机的安全保护措施，如过载保护、电机过热保护等。

同时，为了提高使用体验，还需要考虑洗衣机的性能指标，如洗涤效果、耗电量、耗水量等。

三、PLC设计原理PLC是全自动洗衣机控制系统的核心部件，其设计原理主要包括硬件设计和软件设计两部分。

硬件设计主要包括PLC主机、输入输出设备、通信接口等。

软件设计则需要根据洗衣机的功能需求和安全需求进行编程，实现洗衣机的各项功能。

在硬件设计方面，PLC主机是核心部分，负责接收输入信号、处理数据并输出控制信号。

输入设备包括传感器、开关等，用于检测洗衣机的状态和用户的操作。

输出设备则包括电机、电磁阀等，用于控制洗衣机的各项功能。

通信接口则用于实现PLC与上位机（如手机APP）的通信，方便用户进行远程控制。

在软件设计方面，需要根据洗衣机的功能需求和安全需求进行编程。

这包括洗涤程序的设计、安全保护措施的实现、通信协议的制定等。

洗涤程序需要根据不同的衣物类型和洗涤需求进行设计，以实现最佳的洗涤效果。

安全保护措施则需要考虑过载保护、电机过热保护等方面，以确保洗衣机的安全运行。

通信协议则需要与上位机进行协调，以便用户进行远程控制。

四、实现方法全自动洗衣机控制系统的实现方法主要包括硬件连接和软件编程两部分。

在硬件连接方面，需要根据洗衣机的结构和工作原理，将PLC主机、传感器、开关、电机、电磁阀等设备进行正确的连接。

全自动洗衣机的PLC 控制系统设计是一个复杂而关键的工程，需要考虑多个方面来确保洗衣机的正常运行和性能优化。

以下是设计全自动洗衣机PLC 控制系统时可能涉及的一些关键方面：
1. 功能需求分析：首先需要明确定义全自动洗衣机的功能需求，包括各种洗涤程序、水位控制、温度控制、脱水程序等，以此为基础设计PLC 控制逻辑。

2. 传感器与执行元件：设计适当的传感器用于检测洗衣机的状态，如水位传感器、温度传感器、转速传感器等；同时选择合适的执行元件，如电磁阀、电机等。

3. PLC选型：根据洗衣机的控制需求选择适合的PLC 控制器，考虑其输入输出点数、处理速度、通信接口等因素。

4. 控制逻辑设计：设计洗衣机的控制逻辑，包括各种洗涤程序的步骤、传感器反馈与执行元件控制之间的逻辑关系等。

5. 人机界面设计：设计用户友好的人机界面，包括显示屏、按钮、指示灯等，使用户能够方便地选择洗涤程序和监控洗衣机状态。

6. 安全保护设计：考虑洗衣机在异常情况下的安全保护措施，如漏
水保护、过载保护、电气安全等，确保用户和设备的安全。

7. 系统调试与测试：在完成设计后进行系统调试与测试，验证控制系统的可靠性和稳定性，确保洗衣机能够按照设计要求正常运行。

通过综合考虑以上方面，设计出合理有效的全自动洗衣机PLC 控制系统，可以实现洗衣机的自动化控制，提升洗衣机的性能和用户体验。

同时，也需要不断改进和优化控制系统，以适应市场需求和技术发展的变化。

《全自动洗衣机控制系统的PLC设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，自动化技术在各个领域的应用越来越广泛。

全自动洗衣机作为现代家庭中不可或缺的家电之一，其控制系统的设计对于提高洗衣效率、节省能源和保护环境具有重要意义。

本文将介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）设计的全自动洗衣机控制系统，以提高洗衣机的自动化程度和操作便捷性。

二、全自动洗衣机控制系统需求分析1. 功能需求全自动洗衣机需要具备洗衣、漂洗、脱水等功能，并能够在运行过程中根据洗涤物的种类、颜色和质地等不同条件自动选择合适的程序。

此外，还应具备故障诊断和报警功能，以便在出现异常情况时及时提醒用户。

2. 性能需求全自动洗衣机控制系统应具备高可靠性、高稳定性和低故障率等特点，以确保洗衣机的长期稳定运行。

同时，还应具备较高的控制精度和响应速度，以满足用户对洗衣效果的需求。

三、PLC设计原理及系统架构1. PLC设计原理PLC是一种基于微处理器的数字电子设备，具有逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能。

在全自动洗衣机控制系统中，PLC通过读取用户输入的指令和传感器信号，根据预设的程序进行逻辑运算和控制输出，实现对洗衣机的控制。

2. 系统架构全自动洗衣机控制系统的架构主要包括PLC控制器、传感器、执行器、人机界面等部分。

其中，PLC控制器作为核心部件，负责接收用户指令和传感器信号，进行逻辑运算和控制输出；传感器用于检测洗衣机的运行状态和洗涤物的状态；执行器根据PLC 的指令控制洗衣机的各个部件进行相应的动作；人机界面用于显示洗衣机的运行状态和用户操作界面。

四、PLC程序设计及实现1. 程序设计流程全自动洗衣机控制系统的程序设计主要包括输入处理、逻辑运算、输出控制等部分。

首先，通过人机界面读取用户输入的指令和参数；然后，PLC控制器根据预设的程序和传感器信号进行逻辑运算，确定洗衣机的运行状态和动作；最后，通过执行器控制洗衣机的各个部件进行相应的动作。

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。

第一章文献综述1.1 洗衣机的国内外现状随着洗衣机质量不断提高和居民购买能力的增强，洗衣机行业迎来了成熟期之后市场需求的提升。

人们在注重产品品质和价格的同时，对产品外观和功能的要求也越来越高[1]。

目前，国内外大部分洗衣机的外观都相差不大，只有中外合资企业LG、三星、松下、惠而浦、东芝、夏普等的外观较为独特。

近年来，许多新技术和新工艺应用于洗衣机上，例如：离心原理应用、无离合器技术、波轮与内桶一体化技术、无孔内桶技术等等。

目前国内外洗衣机技术主要表现在以下几个方面[2]：①外观造型方面亚洲风格：荣事达和日本的圆弧流线型设计。

亚欧结合：方形透明视窗，洗衣一目了然，拱形箱体设计，美观大方、结实牢固、增大内部活动空间，防振抗振效果更佳。

新概念外观，彩色化设计：不锈钢波轮，汽车用超豪华漆，打破家电黑白框框，更符合家居装饰化。

②生产工艺方面采用VFD(真空荧光显示)技术在黑暗的场所也清晰可见。

全塑外壳，减振树脂外壳，箱体与底座连成一体。

面贴与面板一次成型，牢靠、美观且耐用。

③内部水流方面喷淋喷射网络水流：从上下左右，四面八方彻底搓洗衣物，不漏掉一点污渍，不缠绕不打结，减少衣物摩擦。

组合波轮，喷泉式循环水流：由外围大波轮形成旋转大循环水流和中间小波轮形成的向上冲击水流组成。

组合波轮的洗衣机由大波轮产生混力水流，由无孔内桶形成独特的上下水流。

松下龙瀑布水流：水流从四个瀑布口强力喷射而出，宛如四龙腾飞。

龙瀑布洗衣机打破了普通瀑布水流的固有模式，当波轮运转时，水流被吸纳入特殊设置的循环水道口，沿循环水道迅速爬升，从上下四个瀑布口强力喷射而出，形成强劲的上下两组对流式瀑布水流，从不同方位立体洗涤衣物，里里外外洗净衣物，同时降低了衣物的缠绕。

松下双瀑布立体循环水流：促成上下水平揉搓的洗涤方式，特宽型双瀑布，内槽上端两处不断循环强力注水，形成两个形似瀑布的特宽水流。

强劲水柱：从底部中央喷出来的强劲水柱，产生三维多循环水流，改善了洗衣过程中衣物往中心集中，互相打结的现象；减少了衣物与波轮的摩擦，并具有古代棒打洗衣原理，强力捶打衣物。

全自动洗衣机的控制设计摘要本文描述了采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件，并利用计算机进行模拟监控的全自动洗衣机控制系统。

文章介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮，等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。

由于洗涤，排水，脱水的时间均由PLC计数器控制，所以只要改变定时器参数就可以改变时间。

对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的正常运行、简易模式及强制性停止功能。

具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。

关键词：PLC 自动定时器控制Fully automatic washing machine control designAbstractThis paper describes the use of programmable logic controller (PLC) as the core control unit, and monitoring the use of computer simulation control system for automatic washing machine. This paper introduces the structure of the washing machine, full automatic washing machine control system is analyzed, on this basis was proposed based on fully automatic washing machine PLC control program, and a demonstration program, according to the washing machine working principle, design a process and procedures, buttons, and other some input / output control points to achieve the automation of the process of washing laundry. As washing, drainage, dewatering of the time by the counter within the PLC control, so long as the parameters can change the timer time. On which software design, hardware design issues such as analysis and research, to achieve the normal operation of the automatic washing machine, simple patterns and mandatory stop function. With a high degree of intelligence, secure, reliable, convenient and flexible.Key word: PLC automatic Timer control目录1 绪论 (1)1.1选题背景意义 (1)1.2洗衣机的发展历史 (1)1.3控制系统的选择 (2)1.4本次毕业设计主要研究的容 (3)2 全自动洗衣机控制系统的控制要求 (4)2.1全自动洗衣机的工作原理 (4)2.2设备控制要求 (5)3 硬件的理论与设计 (6)3.1全自动洗衣机整体结构图 (6)3.2硬件设计 (7)3.3继电器 (8)3.4可编程序控制器 (9)3.5洗衣机的组态仿真界面 (14)4 软件设计 (18)4.1I/O分配表 (18)4.2洗衣机PLC运行过程分析 (20)4.3程序的流程图、构成和相关设置 (21)4.4梯形图 (24)5 结束语 (27)致 (28)参考文献 (29)附录 (30)1 绪论本章阐述了毕业论文选题的背景意义、洗衣机的发展历史以及自动化控制在工业生产和生活中所体现的应用价值，包括目前的应用围及发展的前景。

全自动洗衣机控制器的设计随着科技的不断发展，家用电器也在不断地升级和改进。

其中，全自动洗衣机已经成为现代家庭中不可或缺的电器之一。

而全自动洗衣机的控制器则是整个洗衣机的核心部件，它决定了洗衣机的性能和功能。

本文将围绕全自动洗衣机控制器的设计展开讨论，包括需求分析、系统设计和实现方案三个部分。

在全自动洗衣机控制器设计的前期，首先需要对用户需求进行调研和分析。

用户对洗衣机的需求主要是以下几个方面：功能需求：用户需要洗衣机能够完成洗涤、漂洗、脱水、烘干等基本功能，同时还需要能够根据衣物材质和污渍程度自动调整水温和洗涤时间。

操作便捷性：用户希望洗衣机具备易于操作的特点，拥有简单明了的用户界面，以及能够远程控制的功能。

可靠性：用户对洗衣机的可靠性要求极高，特别是对于忙碌的现代人来说，洗衣机的稳定性和耐久性是非常重要的。

能耗：随着环保意识的提高，用户对洗衣机的能耗要求也越来越高，低能耗、低排放的洗衣机成为市场上的主流。

根据用户需求和市场调研结果，我们可以得出目标用户群体和市场需求的数据支持，为下一步的系统设计打下基础。

在全自动洗衣机控制器设计的中期，需要根据需求分析的结果进行系统设计。

本节将从硬件和软件两个方面来阐述控制器系统的设计。

控制器硬件设计的核心是选择合适的微控制器（MCU）。

我们选用的是一款具有丰富的I/O端口、内置ADC和DAC模块，同时具有强大的处理能力的MCU。

该MCU可以满足洗衣机各种控制功能的实现，并且具有较高的性价比。

除了MCU之外，还需要设计其他外围硬件电路，如电源电路、水位传感器、进水电磁阀、洗涤电机、漂洗电机、脱水电机、烘干电机等。

这些硬件电路需要与MCU连接，并受MCU控制。

控制器软件的设计的目的是为了实现洗衣机的各种控制功能。

具体来说，软件需要完成以下任务：通过接收用户输入的指令，如选择洗涤程序、开始/停止洗涤等，对洗衣机的各个电机进行控制；通过水位传感器获取水位信息，并反馈给MCU，由MCU根据预设的程序自动调整进水电磁阀的开度，以保持水位稳定；根据衣物的材质和污渍程度，自动调整洗涤时间和水温；在洗涤过程中，根据洗涤程序的不同阶段，控制各个电机的运行和停止；通过LED显示屏或手机APP反馈洗涤进程和故障信息给用户。