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1、唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：基于单片机洗衣机控制电路的设计 信息工程系06应用电子技术（1）班 系 别：_ 班 级：_姓 名：_指 导 教 师：_2006年6月3日基于单片机洗衣机控制电路的设计摘 要本设计是以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
2、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。关键字：AT89C2051、全自动洗衣机、工程设计、控制电路Washing machine control circuit based on single-chip design Abstract The AT89C2051 is designed as a core component, as a result of the pin AT89C2051 less memory capacity is not, therefore, under the control of the function of washing
3、machines have some limitations, however, as a result of the basic functions of washing machine is washing clothes, so the key Laundry is to process control. From this perspective, the function of the washing machine for analysis, design of automatic washing machines have the look of the seven main f
4、unctions: with strong and weak washing function; four Laundry work procedures, not only standard procedures, the economic process, separate procedures and drainage procedures; into the drainage system fault diagnostic function automatically; dehydration during the security protection and anti-vibrat
5、ion function; intermittent drive; suspended function; sound and light display. Keywords: AT89C2051, fully automatic washing machines, engineering design, control circuit目 录1 引言12.1方案选择22.1.1全自动洗衣机的控制功能要求22.1.2实现方法32.1.3整机组成框图32.2硬件电路设计42.2.1 全自动洗衣机的逻辑控制总电路42.2.2 AT89C2051单片机62.2.3数码管显示电路92.2.4电机控制电路
6、122.2.5进水阀控制电路132.2.6排水阀控制电路142.2.7按键及报警电路152.2.8洗衣机的暂停功能和安全保护及防振动功能采用中断处理方式电路172.3软件设计193 总结与体会22谢辞23参考文献24附录25外文资料341英文资料342中文翻译36唐 山 学 院 毕 业 设 计1 引言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、
7、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。 预计2005年洗衣机生产量将达1800万台左右，增长率在56之间，国内销量为1500万台左右，增长率在34之间。“更节水，更洗净”将成为今年中高档洗衣机最大的亮点和卖点。随着更多国内外强势品牌加入研究新的技术，开发新的产品，洗衣机行业将爆发新一轮以“绿色环保”、“节水节能”为主题的大战。而技术制高点则是未
8、来的竞争焦点。消费者选择自动选择进水量和洗衣程序，进一步实现省水、省电。在国内从洗衣机市场得到的商情显示，由于受水资源不断减少，自来水费有所提高等因素的影响，市场上那些用水量较大的洗衣机销售受阻，而具有节水功能的洗衣机销路不断看好。针对市场需求的变化，一些生产厂家如小天鹅、小鸭、海尔等，先后向市场推出了一批节水型全自动洗衣机，受到消费者的青睐，成为洗衣机中的购买热点。节水型全自动洗衣机的主要特点是可供用水水位在选择上有6种、8种、10种等多种。有的节水型全自动洗衣机最低水位在12升至20升之间，用水量大大减少。除此之外，由于传统双缸洗衣机用水量可以随意选择，因此又重新被消费者认可。 本设计采用
9、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.2全自动洗衣机电路设计2.1方案选择2.1.1全自动洗衣机的控制功能要求：洗衣机要完成洗衣工作，除了对一般洗
10、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低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。所以，对全自动洗衣机，一般要求具有如下基本功能。1、 强、弱洗涤功能。要求强洗时正、反转驱动时间各为4s，间歇时间为1s，弱洗是正、反转驱动时间各为3s，间歇时间为2s。2、 4种洗衣工作程序，即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序。标准程序是进水洗涤漂洗排水脱水，如此循环3次，每循环一次洗涤
11、或漂洗环节时间比上一循环同一环节时间减少2min，具体是：第一循环为洗涤，时间为6min，第二，第三次循环为漂洗，时间分别为4min和2min。排水时间采用动态时间法确定，脱水时间为2min。经济程序与标准程序一样，只是循环次数为二次。单独次序是进水洗涤（6min）结束（留水不排不脱）。排水程序是排水脱水结束，时间确定与上述程序相应环节相同。3、 进、排水系统故障自动诊断功能。洗衣机在进水或者排水过程中，若在一定的时间范围内进水或排水未能达到预定的水位，就说明进、排水系统有故障，此故障由控制系统测知并通过警告程序发出警告信号，提醒操作者进行人工排除。4、 脱水期间安全保护和防振动功能。洗衣机在
12、脱水期间若打开机盖时，洗衣机就会自动停止脱水操作。脱水期间，如果出现衣物缠绕引起脱水桶重心偏移而不平衡，洗衣机也会自动停止脱水，以免振动过大，待人工处理后恢复工作。脱水期间采取间歇驱动方式，以便节能。本系统要求驱动5s，间歇2s，间歇期间靠惯性力使脱水桶保持高速旋转。5、 暂停功能。不管洗衣机工作在什么状态，当按下暂停键时，洗衣机须停止工作，待驱动键按下后洗衣机又能按原来所选择的工作方式继续工作。6、 声光显示功能。洗衣机各种工作方式的选择和各种工作状态均有声、光提示或显示。2.1.2实现方法基于上述要实现软硬件结合，软件控制硬件电路，考虑到AT89C2051的特点，完全有能力控制实现上述功能
13、，所以以AT89C2051作为核心器件，控制系统主要由电源电路、数字控制电路和机械控制电路三大模块组成，电源电路为数字控制电路提供稳定的+5V直流电压，为电动机提供220V市电；数字控制电路负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89C2051单片机、两位共阴数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；机械控制电路实现水位监测、电机驱动、进水、排水等功能，主要由水位检测器、电动机、传动系统部件、进水排水电磁阀组成。2.1.3整机组成框图针对上述，一方面涉及到硬件电路，另一方面要配合相应的软件，才能完成上述功能。下面为本设计的整机框图如图1。 单 片 机 AT 8 9 C20 51 电机控制电路进水阀控
14、制电路排水阀控制电路洗衣机的暂停功能和安全保护及防振动功能采用中断处理方式电路数码管显示电路按键控制及报警电路图1整机电路组成框图2.2硬件电路设计2.2.1 全自动洗衣机的逻辑控制总电路全自动洗衣机的逻辑控制总电路如图2所示。它由单片机AT89C2051为核心加上有关集成电路及元器件组成。从图中看出，这个全自动洗衣机控制逻辑电路相当简单。全自动洗衣机的工作部件有3个，这就是电机、进水阀和排水阀。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，从而时现对衣物的洗涤。进水阀用于控制洗衣机的进水量。排水阀用于控制排水。电机在脱水时还高速旋转带动衣物脱水。电机的状态有3种，即正转、反转及停止状态。电机一般工作在这三种状态的不断转换之中，从而实现洗涤。但在脱水时，只工作在正转高速状态。进水阀和排水阀则只有开、关这两种状态。从图2的控制电路中可以看出：AT89C2051的P1端口中的P1.0P1.3共四条I/O线通过4块SP111O新型固态继电器分别直接驱动洗衣机的这些工作部件。SP1110是一种固态继电器，内有发光二极管及光触发双向可控硅，1050mA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），浪通电流15A（不重复）。之所以选用这个器件，是因为它一方面可
