《简单全自动洗衣机控制系统讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单全自动洗衣机控制系统讲解（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机系统课程设计课程设计名称： 基于89C51的全自动洗衣机控制系统#单片机系统课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目基于89C51的全自动洗衣机控制系统课题性质工程设计课题来源自拟指导教师臧海河主要内容（参数）利用89C51设计PLD系列全自动洗衣机的控制系统，实现以下功能：1 能够全程自动实现对衣服的清洗；2 能够实现自动定时进水、漂洗、排水功能；3.能够实时显示洗衣机的工作状态；4能够实时显示该工作状态持续的时间；任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及 元件参数选择要有依据，各单
2、元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格 式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。主要参考资料1 张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术（第 2版）M.北京： 国防工业出版社，20042 夏路易 石宗义电路原理图与电路板设计教程Protel99SE北京希望电子出版社4 阎石数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社5 康华光电子技术基础模拟部分（第五版）咼等教冃出版社6 中国电子网 http:/www.21IC.com审查意见系（教研室）主任签字：年月日目录1 引言 42
3、总体方案设计 5.2.1硬件组成 5.2.2 方案论证 6.2.3 总体方案 7.3 硬件电路设计 8.3.1 单片机及其外围电路 8.3.2 显示电路 9.3.3 执行电路 1.0.4 系统软件设计 1.2.4.1 主程序设计 1.2.4.2 中断服务程序设计 1.34.3 部分主要子程序的设计 1.45 系统调试与总结 1.7.5.1 系统功能测试 1.7.5.2 技术指标测试 1.8.5.3 总结1.8.参考文献 1.9.附录 A 系统原理图 2.0.附录 B 源程序 2.1.#1 引言洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电， 已经成为人们生活中不可缺少的 家用电器。随着社会的发展，洗衣机
4、正朝着智能化、水流方式多样化、洗衣方式 创新化、设计更趋人性化四大特征方向发展。 传统的电气控制已经不能满足现状 的要求了。智能化的控制取代了传统的工业控制已是大势所趋了。随着先进科学技术发展， 应用于洗衣机上的技术越来越成熟， 洗衣机的发展 也越来越快，将来的洗衣机主要主要朝以下几个方面发展：（1）高度智能化；（2）人性化；（3）节水节能；（4）大容量和微型化； 本次设计主要采用单片机原理及其接口技术来设计全自动洗衣机控制系统， 跟传统的洗衣机相比更具有智能， 实时监控，人性化的功能。 本系统最大的优点 集中体现在：实现功能齐全、外围电路简单、时间计算精确以及可维护方便等。 具有可靠性高、安
5、全性好、开发价值高等一系列优点。如图 1.1 所示，全自动洗衣机包括启动按钮、进水口、控制器、洗涤桶、波 盘、排水口、洗涤电机等组成。当洗涤衣服时，按下启动按钮，由单片机控制进 水泵从进水口进水， 进水五分钟后， 由单片机控制进水泵停止工作； 然后由单片 机控制洗涤电机转动进行洗涤， 洗涤二十分钟后， 单片机控制洗涤电机停止工作； 接着，单片机控制排水泵开始工作， 使洗涤衣物后的污水从排水口排出， 排水五 分钟后关闭排水泵，洗涤结束。图1.1 全自动洗衣机外型图全自动洗衣机控制要求是能实现自动进水、 洗涤、排水和实时显示洗衣机的 工作状态及其该状态的工作时间的控制要求。按下启动按扭，开始进水，
6、进水泵工作五分钟后自动停止工作， 开始洗涤洗涤时，洗涤电机开始工作，带动波盘旋转进行洗涤如此洗涤电机工作二十分钟后，停止工作，开始排水排水时，启动排水泵，排水五分钟后关闭排水泵，洗涤结束另外，洗衣机工作时，有五位LED实时显示洗衣机的工作状态及其该状态 的工作时间2总体方案设计2.1硬件组成按照全自动洗衣机对控制系统的技术要求，控制系统的硬件应包括以下几部 分：（1）单片机。作为控制系统的核心，在洗涤衣物时，由启动按钮给单片机 一相应脉冲使单片机按照设定好的程序控制进水泵、洗涤电机、排水泵的启停， 依次完成进水、洗涤、排水和实时显示的功能。（2）启动按钮。给单片机一相应脉冲，使全自动洗衣机开始
7、工作。（3）进水泵。控制器输出的控制信号启动进水泵，向洗衣机中进水。（4）洗涤电机。控制器输出的控制信号启动洗涤电机， 从而带动波盘旋转, 进行洗涤。（5）排水泵。控制器输出的控制信号启动排水泵，排除洗衣机中的水。（6）显示器。从单片机中输出相应的数据传输到显示单元，从而显示出当 前的工作状态及其工作时间。硬件方框图如图2.1所示。图2.1硬件方框图2.2方案论证（1）控制器控制器的选择是确定整个系统硬件方案的关键，它关系到其它几个部分方案的确定，对于全自动洗衣机，控制器的可选方案有以下三种： 采用工业控制计算机。工业控制计算机是专门为工业现场的自动控制而设计的计算机，其主要特点是与个人计算机
8、兼容，具有友好的人机界面和丰富的 应用软件，能较好的适应高温、严寒、震动、粉尘、潮湿以及具有较强电磁干扰 等场合的工业现场的应用。但价格较贵，也不适合用于野外建筑施工现场， 且一 般要求操作者应具有一定的计算机专业知识。 采用PLC。PLC是一种专门为在工业环境下的应用而设计的专用计算机。其特点是抗干扰能力强，具有很高的可靠性高；各种接口配套齐全，功能完善，适用性强。采用PLC构成的控制系统的工作量小，维护方便，适合于野外使用， 但价格昂贵21。 采用MCU。MCU也是针对工业控制而推出的单片计算机， 其最大特点是 价格低廉、体积小、重量轻，适合于嵌入式的应用。但采用 MCU构成控制系统， 硬
9、件电路需要自行设计，工作量大，如果电路设计或PCB设计不合理抗干扰能力 差，难以保证可靠工作。全自动洗衣机机作为一种常用的家用电器， 本身价值不高， 更要求控制系统 具有较好的性价比，经上述分析比较，确定采用 MCU 作为控制器。（2）启动按钮 由于只需要简单的启动全自动洗衣机，只需要简单的独立按键就行了。（3）进水泵和排水泵 水泵的标准所牵涉的产品种类也非常多，有离心泵、计量泵、螺杆泵、往复 泵、水轮泵、潜水泵、油泵、清水泵、试压泵、旋涡泵、低温泵、真空泵、罗茨 泵、分子泵、齿轮泵、泥浆泵、耐腐蚀泵、深井泵、水环泵、混流泵、轴流泵、 锅炉给水泵、液下泵、注水泵、化工流程泵、不堵式泵、无泄漏泵
10、、塑料泵、消 防泵等等，还有很多。离心泵已经有很长的使用历史， 用途广泛， 使用面广， 所以全自动洗衣机就 采用离心泵。（4）显示器。显示器主要有以下几种形式： CRT显示器：显示信息量大，操作方便，显示界面友好，但价格高，适 用于采用工控机作控制器的场合。 工业人机界面（触摸屏）：和CRT显示器一样，具有显示信息量大，操作 方便，显示界面友好， 适合恶劣的工业环境使用等特点， 但价格更高，一般与 PLC 配套使用。 LED或LCD数码显示器：价格低廉、体积小是其最大优点，应用于以MCU 为控制器的系统中较合适。考虑价格及系统构成等因素，显示器采用 LED数码显示器。2.3 总体方案按照上述方
11、案论证的结果，全自动洗衣机控制系统的总体方案框图如图 2.2 所示。图 2.2 中，启动按钮发出启动信号，使单片机发出信号给继电器控制电路， 启动进水泵开始工作， 当进水泵工作一段时间之后， 单片机发出另一控制信号使 进水泵停止工作，按照同样方法依次启动洗涤电机、排水泵，工作一段时间后，再停止工作。在这一过程中LED显示器始终在工作中，实时显示全自动洗衣机的 工作状态以及该工作状态的工作时间。图2.3总体方案框图3硬件电路设计3.1单片机及其外围电路微控制器采用AT89C51AT89C51是美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列 单片机完全兼容的高性能CMOS 8位单片机，MCS-51系列
12、单片机以其推出时间 早、配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单 片机的主流品种。AT89C51的内部资源主要包括：高性能8位CPU;4K字节可重复编程的Flash存储器；128字节的SRAM ;4个8位的并行口，共32条I/O 口线；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，2个中断优先级的中断系统；一个全双工的串行口；内部振荡器。#+ P10P00 P11P01 P12P02P13P03P14P04.P15P05+ P16P06.P仃P07INT1P20INT0P21P22+ T1P23 T0P24P25 EA/VPP26P27X1 X2-RESETRXDTXDRD
13、AL E/PWRPSENU1soK1K280C51FA1D2D3D4D5D6D7D8DSR#图3.1 89C51 外形图AT89C51的外围电路主要包括控制电路、显示驱动电路、执行电路等。 整个电路只有一个启动键，当按下启动键即启动P1.0 口程序自动执行进水洗涤一一排水的三个过程（即全自动过程）3.2显示电路（1）执行时间显示电路为了更加人性化的设计全自动洗衣机，在本次设计中，加入了洗衣时间的显 示,本设计模块是用单片机来控制数码管显示时间的，在洗衣机开始工作起，单片 机就开始通电，数码管开始显示数字0 ，并正序计时，时间是通过汇编程序语言程 序来控制的。每一个阶段显示的时间都是该阶段进行了
14、多长时间。显示电路图如图 3.2。显示电路是有芯片74IS373驱动，数码管显示时间分与秒。74IS373是一个八D 锁存器，它的输出端0007可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平 时，O0O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE为高电平时，O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影 响。当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。当LE为低电平时，O被 锁存在已建立的数据电平。当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直 流噪声抗扰度被改善400mV 引出端符号：D0D7数据输入端OE三态允许控制端（低电平有效）LEO0O7真值表如表3.1所示,锁存允许端输出端表3.1 74LS373的真值表PO.OPOTP0.2PUTP0.4P0.5P0.6PUTOC.C1Q2Q1D3Q2D4Q.3D5Q4D6Q5D7Q6D.7D.8D8QAMBE RCCU3OCC1Q2Q1D3Q2D4Q3D5Q4D6Q5D7Q
