自动洗碗机的控制系统设计

基于PLC的自动洗碗机系统设计的设计任务书
基于PLC的自动洗碗机系统设计的设计思路
查阅资料了解当前的自动洗碗机系统特点和当前状况，即当前自动洗碗机控制系统的优点和缺点，了解现代生活对自动洗碗机的要求，调查现在的洗碗机控制系统存在哪些缺点不能满足现在生活现代化的需求，根据这些缺陷有针对性的对电路和程序进行改在性的设计。

目前比较成熟的控制系统有PLC、微型计算机、单片机等，根据工业的需求选择PLC对自动洗碗机系统设计，既符合现代生活需求的舒适性，又能提高现代生活需要的自动化程度。

基于以上思路对论文进行准备工作。

1、查阅相关资料和手册深入了解自动洗碗机的工作原理、各部分的功能和工业需求。

2、了解当前的自动洗碗机控制系统的状况和现代生活对其是否有更高的要求。

3、目前在市场上应用较为成熟的自动洗碗控制系统，通过比较和前人的研究选择PLC作为工具对自动洗碗机的控制。

4、学习PLC的工作要求，和对生产生活控制的突出优点。

5、深入学习PLC的编程，通过软件编程实现对自动洗碗机的控制
6、查找PLC需要的硬件要求
7、对设计进行软硬件组合、模拟其实现的功能
8、对设计总结，将全过程形成书面文字、完成论文设计。

自动洗碗机的控制系统设计分析与研究结合洗碗机的功能需求需要对控制系统设计方法进行深入研究。

本文先阐述了自动洗碗机控制系统的设计思路，并从水温检测、水位检测以及液晶显示三方面分析了自动洗碗机控制系统的电路设计内容，同时分析了控制系统的软件设计方法，为提高自动洗碗机控制系统运行的稳定性提供参考。

标签：自动洗碗机；控制系统；系统设计前言随着经济及科学技术的发展，洗碗机作为一种自动化设备逐渐被应用于各个家庭中，极大的减轻了人们的家务负担。

在洗碗机的自动控制系统中主要分为硬件电路设计以及软件设计，为了确保自动洗碗机控制系统能够满足人们不同洗涤温度、洗涤时间及消毒等各种需求，需要提升自动控制系统运行的稳定性。

一、自动洗碗机控制系统的设计思路自动洗碗机控制系统主要包含水位、水温检测电路，门控、键盘电路、警报器及液晶显示电路。

控制系统中水位检测电路的主要功能是检测水位的高度，进而控制进水及排水阀。

水温检测电路能够根据用户的设定要求控制电阻丝，进而使水温达到用户要求。

门控电路主要检测洗碗机门的关闭状态。

键盘电路主要供用户设置洗涤条件。

液晶显示及报警器主要是显示洗碗机的工作状态并且在系统运行故障时能够控制报警器提醒用户排查故障。

应用强电驱动电路控制进水、排水电磁阀、加热电阻丝以及消毒器。

二、自动洗碗机控制系统的电路设计（一）水温检测在控制系统中的水文检测电路可以应用单总线器件，此类器件可以将地址线、控制线等合为信号线，具有成本低、操作简便、较强抗干扰性能的优点[1]。

在应用单片水文检测电路时需要选择外部供电的方式，最终实现测量水温的目标，并提高水温检测的精准度。

为了使控制中心读取到水温测量的结果，需要首先初始化水温检测电路及存储器操作命令，当水温检测电路上电后，向中心控制系统发送应答脉冲，进而显示工作状态已调整完毕。

此时中心控制系统采用拉低总线电平的方式将脉冲复位，最终将总线释放进入信号接收状态。

因此在应用水温检测电路时，可以在系统中写入固定代码便可以向系统输入操作命令，进而实现对系统水温的控制，如果需要改变设定的水温，则可以向控制中心发送温度转换的命令实现温度转换。

自动洗碗机的控制系统设计目录一、引言 (1)二、自动洗碗机的基本结构和工作原理 (2)三、AT89LS825高性能8位单片机介绍 (3)3.1 AT89C51简介 (3)3.2 主要特性 (4)四、洗碗机的设计 (5)4.1洗碗机控制系统的硬件设计 (6)4.2洗碗机控制系统的软件设计 (7)五、总结 (9)六、参考文献 (9)一、引言随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。

作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，以及定时和故障报警等功能。

从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图１所示的一些具体要求，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。

图1.1中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几方面的功能：（１）用温度传感器实现水温／消毒水温度检测；（２）通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示以及故障类型显示等；（３）根据用户需要通过设置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能；（４）机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等；（５）故障报警以及、洗涤完成报告等。

设计洗碗机的工程师对改善其产品两个主要特点很有兴趣。

当然首先是高效率的清洁，这也是最大的营销特点，然而消费者对安静的操作也很感兴趣。

清洁系统包括洗涤塔和喷雾器臂，门的开口、水泵的功率、内架的位置都是设计洗碗机所要考虑的因素。

在90年代末，消费者对洗碗机作为一个消毒碗碟的工具越来越感兴趣，所以设计一直努力通过加热的方法来杀死细菌。

制造商采取各种不同的方法保持洗碗机尽可能的安静。

基于51单片机的洗碗机控制系统设计一、引言洗碗机控制系统是指基于51单片机的电子控制系统，用于控制洗碗机的各种功能和操作。

本文将介绍基于51单片机的洗碗机控制系统的设计方案。

二、设计思路1.系统组成洗碗机控制系统主要由51单片机、传感器、电机驱动模块和显示屏组成。

其中，传感器用于检测洗碗机内部的水位、温度和洗涤剂浓度等参数；电机驱动模块用于控制洗碗机的电机运行；显示屏用于显示洗碗机的状态和操作界面。

2.功能设计洗碗机控制系统的主要功能包括选择洗碗程序、设置洗碗时间、调节洗涤剂浓度、监测洗碗机状态等。

用户可以通过按键或触摸屏选择不同的洗碗程序，并可以根据需要调节洗涤剂浓度。

洗碗机在洗碗过程中会根据传感器检测到的水位、温度和洗涤剂浓度等参数进行相应的控制，并可以在显示屏上显示当前的洗碗状态和剩余时间。

三、系统设计1.硬件设计洗碗机控制系统的硬件设计主要包括51单片机的选型和外围电路的设计。

在选型方面，应选择适合洗碗机控制需求的51单片机，考虑其性能、存储容量和接口数量。

在外围电路设计方面，需根据具体传感器和电机的特性设计相应的电路，包括信号放大、滤波、隔离等。

2.软件设计洗碗机控制系统的软件设计主要包括洗碗程序的选择、传感器参数的读取和电机控制等。

其中，洗碗程序的选择可以通过按键或触摸屏输入，并通过51单片机的输入端口进行检测和处理。

传感器参数的读取可以通过51单片机的ADC（模拟数字转换）输入端口进行采集，然后进行处理和控制。

电机控制可通过51单片机的IO（输入输出）口和电机驱动模块进行控制，根据传感器的参数进行相应的启停和调速。

四、系统测试洗碗机控制系统设计完成后，需要进行系统测试以验证其功能和性能。

测试可以分为单元测试和集成测试两个阶段。

在单元测试中，需分别测试各个模块和组件的功能，如按键输入、传感器读取、电机控制等。

在集成测试中，将各个模块和组件进行整合，测试系统的整体功能和性能。

五、总结本文介绍了基于51单片机的洗碗机控制系统的设计方案。

家用电动洗碗机的结构和控制系统分析家用电动洗碗机是一种方便、高效的家用电器。

一般由洗涤室、漂洗室、烘干室、进水系统、水箱、水泵、电控系统等构成。

电控系统是电动洗碗机最为关键的部分之一。

本文将对家用电动洗碗机的结构和控制系统进行分析。

1.洗涤室洗涤室一般可以容纳多个洗碗篮。

洗碗篮的数量和大小取决于洗碗机的规格和品牌。

洗涤室由不锈钢或塑料等材料制成，防止酸碱及高温的腐蚀。

在洗涤室中还有喷水系统，水流通过喷嘴喷洒到碗具表面，把污物冲洗掉。

2.漂洗室漂洗室主要是将洗涤器中的洗涤剂及脏水排出，并通过喷淋喷射水清洗残留于洗涤器中的洗涤剂和污水，合理地利用用水。

3.烘干室烘干室通过加热、风机等设备对洁净的碗具进行干燥处理。

4.进水系统进水系统可以通过水箱和水泵来实现。

家用电动洗碗机进水量一般在5-15升之间。

5.电控系统电控系统是实现洗碗机运行控制的核心部分。

家用电动洗碗机的电控系统主要由主控板、电机、传感器、保护器、配电器等部分组成。

控制系统的主要任务是实现洗碗机各功能模块的控制。

1.主控板主控板是电动洗碗机控制系统的核心部分。

通过芯片、逻辑电路等模块实现对洗碗机的运行控制。

传感器检测到洗碗机盘中的温度、水位，电机转速等信息，由主控板进行处理。

2.电机家用电动洗碗机主要用到了直流无刷电机，无刷电机具有转速高、精度好、寿命长、无电刷磨损等特点。

3.传感器传感器可对进水、高水位、低水位、水温、洗涤机器等进行检测，并把检测数据反馈给主控板，从而实现对洗碗机的运行控制。

4.保护器保护器一般包括过压保护、过流保护、过温保护等，主要通过电路来实现电路保护，保证洗碗机运行安全。

5.配电器配电器主要起到分配电源、隔离电路等作用。

家用电动洗碗机在电控系统的控制下，便可以实现自动清洗、自动加热、自动烘干和水量控制等各种功能。

综上，家用电动洗碗机的结构和控制系统是一系列比较复杂的机电电一体化系统，但其设计初衷是为了更方便、更快捷地完成洗碗这项家务活，它的出现，无疑是给人们带来了很大的方便，也提高了洗碗的效率，使我们更有时间去享受生活的乐趣。

家用电动洗碗机的结构和控制系统分析家用电动洗碗机是一种方便快捷的家用电器，可以代替手动洗碗清洗餐具。

它由多个部件组成，包括洗碗室、水箱、洗涤系统、排水系统以及控制系统。

下面对家用电动洗碗机的结构和控制系统进行分析。

1. 结构分析家用电动洗碗机的主要结构包括洗碗室、水箱、洗涤系统、排水系统以及外壳。

- 洗碗室：洗碗室是放置餐具的区域，通常带有可调节的隔板和餐具篮，以容纳不同大小和类型的餐具。

洗碗室内部还配有喷淋臂，用于向餐具提供高压水流进行清洗。

- 水箱：水箱用于储存洗涤用水。

它一般位于洗碗室下方，通过水管与洗涤系统相连接。

水箱通常具有水位传感器，用于检测水位，以确保正确的使用水量。

- 洗涤系统：洗涤系统是家用电动洗碗机的核心部分，包括洗涤泵、加热器、喷淋臂和洗涤剂装置。

洗涤泵负责将水从水箱输送到喷淋臂，通过高压水流清洗餐具。

加热器用于提供热水，提高洗涤效果。

喷淋臂通过旋转和喷射水流，覆盖整个洗碗室，确保餐具全面清洗。

洗涤剂装置根据用户的选择，向洗涤系统中添加适量的洗涤剂。

- 排水系统：排水系统用于将洗碗过程中产生的脏水排出。

它通常包括排水管、废水过滤器和废水泵。

废水经过过滤器过滤后，通过废水泵排出。

- 外壳：外壳是家用电动洗碗机的外部包装，通常由塑料或金属制成。

外壳必须结实耐用，以保护内部结构，并且具有良好的密封性，防止水漏和电器部件的损坏。

2. 控制系统分析家用电动洗碗机的控制系统是实现洗碗和排水功能的关键。

控制系统包括控制面板、主控芯片、传感器和电路板等。

- 控制面板：控制面板位于洗碗机的外部，提供用户操作界面。

一般包括按键、指示灯和显示屏等。

通过控制面板，用户可以选择洗涤模式、调节洗涤时间和温度等。

- 主控芯片：主控芯片是洗碗机的核心控制部件，负责处理用户输入的命令和控制洗涤系统的工作。

主控芯片具有高性能的微处理器，能够根据预设程序和传感器反馈的信息，自动调控洗碗机的各项操作。

- 传感器：传感器用于监测和反馈洗碗机的运行状态。

基于51单片机的洗碗机控制系统设计洗碗机是一种自动化设备，用于洗刷餐具和餐盘等。

传统的洗碗机通常由水泵、加热器、电机等组成，通过控制这些设备的工作来实现洗碗的功能。

本文将基于51单片机设计一个洗碗机控制系统。

首先，我们需要确定洗碗机的功能和工作流程。

一个典型的洗碗机工作流程如下：1.加载餐具和餐盘进入洗碗机。

2.打开水泵将洗涤液送入洗碗机。

3.启动加热器将洗涤液加热至适宜的温度。

4.启动电机，通过旋转喷嘴使得洗涤液均匀地喷洒到餐具和餐盘上。

5.停止电机和加热器，关闭水泵。

6.打开排水装置将洗涤液排出。

7.完成洗碗过程。

接下来，我们需要设计系统的硬件。

主要包括51单片机、水泵、加热器、电机、用户界面等。

51单片机作为核心控制器，负责控制其他设备的工作。

水泵负责将洗涤液送入洗碗机，加热器负责加热洗涤液，电机负责控制喷嘴的旋转。

用户界面可以使用LCD显示屏和按键等来实现用户与洗碗机的交互。

然后，我们需要设计系统的软件。

通过编程控制51单片机实现洗碗机的自动控制。

主要包括以下几个方面：1.检测传感器：使用温度传感器来检测洗涤液的温度，当温度达到设定值时启动电机和加热器，否则等待。

2.控制设备：通过控制端口控制水泵、加热器和电机的工作。

当启动电机后，通过定时器控制电机的工作时间，然后停止电机。

3.用户界面：通过LCD显示屏显示系统的状态和用户操作的指示。

通过按键来设置洗涤液的温度和启动洗碗过程。

最后，我们需要测试和优化系统。

通过实际测试来验证系统的稳定性和可靠性。

如果存在问题，需要对系统进行调试和优化，确保系统正常工作。

总之，基于51单片机的洗碗机控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

通过控制水泵、加热器和电机等设备的工作来实现洗碗机的自动控制。

通过编程和测试来优化系统的工作效果，提高系统的稳定性和可靠性。

摘要目前我国家电产品普及程度已经相称高，然而，家用洗碗机一直还是一块存在巨大市场潜力而又未被开发旳领域。

究其原因，首先是由于中国老式手动洗碗习俗旳影响，另首先则是由于老式旳洗碗机不能适应中餐餐具旳洗涤规定，并且耗能大，安全性不够高，价格昂贵。

针对这些问题，开发出一款节能环境保护，安全廉价旳家用全自动洗碗机。

基于全自动洗碗机旳功能规定，这款洗碗机在洗涤工艺、自动控制、安全保障和价格廉价四个方面做出了全新设计。

1. 自动控制方面，选择使用AT89C51单片机为控制关键，以各个部件旳作用时间为逻辑次序，实现了洗涤过程旳智能化控制；2.洗涤工艺方面，可提供三种不一样方式旳洗涤，即清洗、原则洗和烘干，使清洗效果到达最佳；3.安全保障方面，采用漏电检测和看门狗复位电路，充足保障洗涤过程旳安全性规定。

该系统具有构造简朴，可靠性高，成本低旳特点。

关键词：洗碗机;键盘/显示; AT89C51AbstractNow the popularization of our electrical household products has already reached to quite high degree. However, the field of home dishwasher has had enormous market potential but undeveloped field all the time. It is mainly because the traditional dishwasher products can't meet the needs of washing of Chinese tableware, energy consumption is great and provide lessly safty . Aimed at these problems, an ultrasonic dishwasher with energy-conservation and environmental protection was encouraged to research and develop.with the function of automatic dishwasher,a bran-new design is made in three aspects of the dishwasher: washing technique,automatic control and Security.1. In the aspect of automatic control,AT89C51 is chosen as the core of the control and the working time of every assembly unit is used as logic order.So the intellectualized control of washing process is realized；2.In the aspect of cleaning technique,these can supply there washing methods,washing, standard washing and dring to make the cleaning effect best；3.In the aspect of Security,We uesd creepage detecting and watchdog rest circuit to ensure safety demands adequately. This control system has simple structure,high dependability,and low costs.Key words：Dishwasher；Keybord/Display；AT89C51目录摘要 (VI)Abstract (VI)1 绪论 (1)1.1 全自动洗碗机旳发展 (1)1.2 全自动洗碗机概述 (2)2 全自动洗碗机控制系统硬件设计 (6)2.1 控制系统硬件构造 (6)2.2 AT89C51单片机简介 (7)2.3 键盘/显示电路 (10)2.4 温度检测电路 (11)2.5 水位检测电路 (12)2.6 看门狗复位电路 (13)2.7 过零检测电路 (15)2.8 输出驱动电路设计 (16)2.9 音响提醒电路 (20)2.10 源电路设计 (20)3 全自动洗碗机控制系统软件设计 (22)3.1 系统主程序设计 (23)3.2 各功能模块子程序 (24)3.3 汇编语言编程程序清单 (27)结论 (29)谢辞 (30)参照文献 (31)1 绪论1.1 全自动洗碗机旳发展伴随人们生活品质旳提高和工作节奏旳加紧，选购家用电器为自己减轻家务，享有更多旳休闲时间，已经是不争旳时尚。

全自动洗碗机控制系统的设计
全自动洗碗机的出现为人们的生活带来了很大的便利，而其中控制系统的设计则是实现这一功能的关键。

本文将介绍一个基于嵌入式系统的全自动洗碗机控制系统的设计。

系统功能
该控制系统具有多种功能，包括：水位控制、温度控制、时间控制、加热控制、电机控制等。

通过这些功能的协调，用户可以实现一键洗碗，省时省力，减少繁琐的家务活。

系统架构
在系统的物理架构中，传感器负责检测洗碗机内部的水位、温度等信息，转化为电信号后传输给控制芯片。

控制芯片则根据这些信号和用户在面板上的输入指令，控制各个部件的运行，以达到用户所需的功能。

系统实现
此控制系统采用基于Cortex-M4内核的ST系列单片机。

软件
部分采用C语言编写，具有良好的可维护性和可移植性。

在硬件部分，采用多个传感器与外设芯片，实现对洗碗机各部件的精确控制。

系统测试
在系统开发完成后，进行了多个方面的测试，包括：系统稳定
性测试、水位控制测试、温度控制测试、时间控制测试、加热控制
测试、电机控制测试等。

通过这些测试，证明了系统在各个方面的
功能性和稳定性。

结论
该控制系统设计成功实现了全自动洗碗机的控制功能，采用嵌
入式系统实现了对各部件的全面控制，为人们的生活增添了便捷和
舒适。