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1、编号 XXXXX 毕业论文 2021 届本科题 目： 基于单片机的全自动洗衣机 控制系统设计 学 院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： XXX 指导教师： XXX 职称： XXX 完成日期： 2021 年 5 月 5 日二一二 年 五 月目 录基于单片机的全自动洗衣机控制系统5第一章 功能设计61.1 程控器功能设计及说明61.1.1 六个全自动程序功能设计61.1.2 预约功能设计6.3 不平衡调整功能设计61.1.4 自动断电功能设计71.1.5 运动浸泡功能设计71.1.6 故障报警功能设计71.1.7 桶洁净功能设计71.1.8 童锁功能设计71.1.9
2、冷、热进水功能设计71.2 面板简图8第二章 设计方案选择和确定9目前主要应用的单片机机型9负载控制电路的选择9第三章 系统硬件电路的设计103.1 硬件结构概述及组成框图103.1.1 概述103.1.2 组成框图103.2 微处理器103.2.1 TMP86C846N的封装及引脚功能103.3 双向晶闸管控制驱动电路设计133.3.1 双向晶闸管的结构及工作原理13双向晶闸管控制驱动电路原理图及工作原理14蜂鸣器153.5 水位传感器153.6 LED和数码管显示及按键电路16第四章系统软件设计194.1 软件编程思路194.2 各模块程序流程图194.2.1 监控程序模块19主洗程序模块
3、214.2.3 漂洗程序模块224.2.4 脱水程序模块23总 结24参考文献25致 谢26附 录27基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计摘 要：全自动洗衣机电脑程控器由东芝单片机控制。由于其具有内存容量大、输入输出口多、I/O的驱动能力强、指令系统丰富等特点，将其应用在家用电器控制中，可大大简化系统的硬件电路，使系统具有更高的可靠性。采用双向晶闸管实现无触点控制电机和电磁阀，利用谐振式水位传感器检测水位，发光二极管及数码管显示，按键扫描共用I/O端口，单片机电源引脚及直流电源处都有容阻吸收和电容滤波电路实现硬件滤波。软件编程实现多功能、多程序方便用户选择和出厂调试。关键字：东芝；单片机；双向
4、晶闸管；软件编程；Abstract：automatic washing machine with a computer programmed by Toshiba SCM control. Because of its large capacity memory, input and output port, I / O-driven capability and Instruction System features rich, In its application to control household appliances, greatly simplify the hardware
5、circuit, the system has higher reliability. Two-way, non-contact thyristor controlled motors and solenoids, use of resonant water level sensors, LED and LED display, keypad scanning shared I / O ports, Power MCU pins and DC Power Department has resistance capacity to absorb and filter capacitor filt
6、er circuit hardware. Software programming multi-function, multi-user-friendly procedures for the selection and testing manufactured.Keywords：Toshiba；SCM control；Two-way; Software programming第一章 功能设计洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，开展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐，全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几种洗涤程序，对不同的衣物可供用户选择。变频控
7、制依其高性能、节能等优点在洗衣机的控制中得到广泛应用，而单片机在洗衣机中的控制做用是决定性作用的。1.1 程控器功能设计及说明参考数据：1最高工作电压为2最低工作电压与时钟频率有关：16MHZ时为，8MHZ时为3在该洗衣机控制电路中需要+5V直流电供应单片机及显示局部，+12V直流电源驱动继电器和蜂鸣器，220V交流电源驱动电机和各种交流电磁阀。4洗衣机的电源电压为220伏特，50赫兹。1 六个全自动程序功能设计六个全自动程序，各程序洗衣特点如表1-1所示：表1-1 六种全自动程序洗衣特点程序水流及特点缺省时间标准洗涤12分钟，漂洗2次，脱水6分钟，洗净能力强。43分钟快洗洗涤分钟，漂洗1次并
8、喷淋，脱水分钟，洗净能力较轻。10分钟纤细洗涤10分钟，漂洗2次，脱水2分钟，适合洗涤纤细及高档衣物。33分钟大物洗涤15分钟，漂洗2次，脱水7分钟，洗涤能力特别强。47分钟防皱洗涤8分，漂洗2次，免脱水(仅排水)，洗涤怕脱水时皱折衣物。27分钟羊毛洗涤15分钟，漂洗2次，免脱水(仅排水)，适合洗涤羊毛衫。34分钟 预约功能设计按动预约键，数码管闪烁显示预约洗衣开始时间进入预约设定状态，可在48小时之间选择。每按一次预约键，预约时间增加1小时。到48小时后再按一次回到起始状态。按住预约键不放，时间自动连续增加，可一次设置48小时。在预约启动后假设开盖，那么程序报警提示。 不平衡调整功能设计.1
9、 不平衡调整的判断在平安开关接通的状态下，假设间歇脱水或脱水过程中，出现45520010ms的瞬间断开，那么进入不平衡调整状态。断开超过200ms，判断为开盖。断开缺乏40ms，不予处理。.2 不平衡调整的工作过程进入不平衡调整状态，在漂洗状态原选中的灯进行闪烁显示，脱水状态那么回到漂洗灯闪烁显示。同时，注水到当前设定水位后，摆平水流运行1分钟，结束后排水回到原来脱水行程中。假设进行如此2次修正无效后，那么蜂鸣器报警，等待人工处理。1 自动断电功能设计启动自动断电功能的工作情况：第一，开机10分钟后，不启动程序，那么自动切断电源。第二，洗衣程序结束并进行六次蜂鸣后即时自动切断电源。 运动浸泡功
10、能设计其洗涤方式是首先预备洗涤搅拌，然后浸泡,搅拌,如此循环。具体洗涤方式如表1-2所示。表1-2 运动浸泡的洗涤方式浸泡过程20搅拌2浸泡3搅拌1浸泡4搅拌2浸泡3搅拌1浸泡4 故障报警功能设计在洗衣机工作过程中，假设出现表1-3所列的故障，那么单片机能检测故障类型，同时发出报警信号，提醒操作者排除故障。表1-3 故障报警工作状况故障原因故障显示蜂鸣报警报警解除进水报警进水16分钟不到设定水位数码显示“E1蜂鸣器连续鸣响10秒钟，假设报警未被解除,以后每隔16分钟重复蜂鸣10秒钟翻开机盖,处理故障,然后关上机盖，解除报警排水报警排水4 分钟不到空水位数码显示“E4开盖报警预约启动后开盖；进入
11、脱水状态时开盖数码显示“E2不平衡报警第3次不平衡检测数码显示“E3 桶洁净功能设计目的就是洗衣结束后清洁洗衣桶。翻开电源，在未启动状态下，按程序预约键可选那么桶洁净功能，然后按启/停键即进入洁桶程序。在此工作状态下只有启/停键及电源键响应，仅有脱水一个灯闪烁。 童锁功能设计程序启动后，按水位功能键即可启动童锁功能。在童锁工作状态下，数码管显示“CL ，而且所有按键均封锁住不可选，再按水位功能键可以解除童锁功能。 冷、热进水功能设计冷水灯亮进水时，由冷水进水阀翻开；热水灯亮进水时，由热水进水阀翻开；冷、热水灯同时亮那么进水时两进水阀同时翻开。1.2 面板简图如图1-1所示：8档水位采用4个灯，
12、一个发光二极管可以显示两种状态，到达节省硬件的目的。程序按键对应的三个灯也是如此，一个灯可以表示两个状态。图1-1 面板简图第二章 设计方案选择和确定1Intel公司的单片机Intel是最早推出单片机的公司之一，主要有MCS-48、MCS-51系列8位单片机和MCS-96系列的16位单片机。在20世纪八、九十年代，MCS-51和MCS-96曾经是我国最流行的单片机，得到广泛的应用。这几年Intel公司注重于奔腾系列微处理器，没有推出新的单片机。2东芝(TOSHIBA)公司的单片机东芝公司主要有TLCS-870、TLCS-870/X、TLCS-870/C等系列的8位单片机，TLCS-900系列的
13、16位单片机，这些单片机是近几年推出的新型单片机，功能强、可靠性高。在本洗衣机控制系统中，要求洗衣机能自动检测水位、水温、门开关等参数，自动确定标准洗及快速洗等时间、漂洗次数，并能自动控制洗衣机电机、进水阀、排水阀的工作，同时要求有七个按键输入和六路显示电路，因此该系统是一个多输入、多输出系统。假设用Intel的51系列单片机，要么需要进行I/O扩展，要么由于这些单片机驱动能力有限，需外加驱动电路，从而使硬件电路过于复杂。综合上述考虑，决定选用内部有A/D转换器、驱动能力强的TOSHIBA单片机作为该系统的微处理器，TMP86C846N单片机是TLCS-870/C系列单片机中的典型产品，具有高
14、速率、高性能、低功耗的优点，且结构先进、功能强大。因此我们选择TMP86C846N单片机作为主芯片。在洗衣机工作过程中，需要电机的正反转、进水电磁阀及排水电磁阀的频繁动作，因此就需要一种能适应工作于频繁切换场合的开关器件来控制这些负载的工作。普通开关设备，均属于有触点开关。由于这些开关在开断的过程中，存在着机械触点的位移和产生电火花的可能，所以一般都有着动作速度慢和维修工作量大等缺陷。普通开关的寿命和开断的次数相关，因此在频繁切换的场合其应用受到了一定的限制。晶闸管作为交流无触点开关没有以上普通开关的各种缺陷，在控制中有着动作快、维修量少、通断次数几乎无限制和没有噪音等优点，因此应用广泛。鉴于晶闸管自身不可替代的优点，在本控制系统中，采用双向晶闸管作为开关器件来控制电机的正反转及各种电磁阀的通断。第三章 系统硬件电路的设计3.1 硬件结构概述及组成框图 概述本程控器有七个按键(水位K1、程序K2、功能K3、水温K4、启动/暂停K5、预约K6、电源K7)，十四个发光二极管四个八
