51單片機(jī)自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、項(xiàng)目?jī)?nèi)容及要求。內(nèi)容：設(shè)自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求是：?jiǎn)?dòng)后先開(kāi)啟進(jìn)水閥進(jìn)水，水位到達(dá)設(shè)定值后關(guān)閉，然后波輪按正轉(zhuǎn)5秒、反轉(zhuǎn)5秒，正、反轉(zhuǎn)之間停3秒的規(guī)律不斷循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至達(dá)到設(shè)定時(shí)間停止，之后打開(kāi)排水閥放水，水放完后洗衣桶旋轉(zhuǎn)脫水，1分鐘后停止并關(guān)閉排水閥，洗衣過(guò)程結(jié)束。要求水位設(shè)置不少于高、中、低三檔，洗衣時(shí)間在312分鐘范圍內(nèi)可調(diào)，以1分鐘為單位，排水時(shí)間定為1分鐘。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器用指示燈模擬，水位用開(kāi)關(guān)模擬，試設(shè)計(jì)該洗衣機(jī)的控制電路。要求： 畫(huà)出控制系統(tǒng)的框圖，說(shuō)明系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的思路、理由或依據(jù)； 選擇、確定組成控制系統(tǒng)的各個(gè)單元，并闡述選擇確定的原則或依據(jù)； 畫(huà)出完整

2、的電氣原理圖，介紹整體電路的工作原理、性能或特點(diǎn)； 如采用單片機(jī)控制，給出單片機(jī)程序的流程圖和清單，說(shuō)明程序的工作原理。 制作實(shí)物電路，驗(yàn)證設(shè)計(jì)、制作是否正確。二、題目分析及設(shè)計(jì)思路。1.技術(shù)要點(diǎn)：要對(duì)自動(dòng)洗衣機(jī)的整個(gè)流程要清楚，要清楚哪些步驟比較重要。對(duì)于洗衣機(jī)優(yōu)先級(jí)最高的應(yīng)該是暫停這個(gè)功能。因?yàn)橐坏┊?dāng)洗衣機(jī)蓋子被打開(kāi)或者發(fā)生什么意外情況，洗衣機(jī)必須馬上停止工作，這也是出于對(duì)安全問(wèn)題的考慮。洗衣機(jī)在洗衣的過(guò)程中波輪按正轉(zhuǎn)5秒、反轉(zhuǎn)5秒，正、反轉(zhuǎn)之間停3秒的規(guī)律不斷循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至達(dá)到設(shè)定時(shí)間停止。當(dāng)?shù)搅嗽O(shè)定的時(shí)間以后洗衣機(jī)便要進(jìn)入下一個(gè)的洗衣流程。設(shè)置洗衣機(jī)時(shí)間和水位必須要顯示結(jié)果，方便用戶查

3、看。單片機(jī)程序中的設(shè)計(jì)洗劑時(shí)間這些要做到比較精確，這樣才能保證洗衣機(jī)能將衣服洗的比較干凈。水位設(shè)置的處理，因?yàn)榭紤]到身邊沒(méi)有水位傳感器，這里我用限時(shí)的方法來(lái)完成低、中、高三個(gè)水位的設(shè)置。進(jìn)水和出水的電磁閥我這里都是用LED燈顯示來(lái)代替了，進(jìn)水和出水我會(huì)將對(duì)應(yīng)的LED點(diǎn)亮來(lái)表示進(jìn)水和出水。三、方案設(shè)計(jì)說(shuō)明。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、洗衣、排水和脫水等階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源模塊、單片機(jī)控制系統(tǒng)和外部硬件電路構(gòu)成。電源采用三端集成固定穩(wěn)壓器7805提供+5V電源，單片機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過(guò)程，主要由AT89S51單片機(jī)、2位共陽(yáng)數(shù)碼管、按鍵、LED指示燈組

4、成；外部硬件電路有繼電器、三極管、電動(dòng)機(jī)。1、按鍵洗衣機(jī)面板上有5個(gè)按鈕K1、K2、K3、K4、K5。K1為水位設(shè)置。K2洗劑時(shí)間設(shè)定。K3啟動(dòng)。K4停止（模擬洗衣機(jī)的蓋板，蓋板打開(kāi)時(shí)洗衣機(jī)將停止工作）。K5返回。2、洗衣過(guò)程洗滌過(guò)程 通電后，只要用戶對(duì)水位和洗劑時(shí)間設(shè)定后，按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)就進(jìn)入了洗劑過(guò)程。首先進(jìn)水閥LED燈點(diǎn)亮，開(kāi)始向洗衣機(jī)供水，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求水位時(shí)，進(jìn)水閥LED熄滅，停止進(jìn)水；電機(jī)M接通，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)，形成洗衣水流。電機(jī)M是一個(gè)正反轉(zhuǎn)電機(jī)，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。排水過(guò)程電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥的LED指示燈點(diǎn)亮。這里會(huì)有一分鐘的排水時(shí)間。脫水過(guò)程 洗滌或排水過(guò)程結(jié)

5、束后，排水閥LED接通，開(kāi)始脫水。排水閥動(dòng)作的同時(shí)，電機(jī)M也接通，此時(shí)電機(jī)是朝著一個(gè)方向高速的旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)可以帶動(dòng)內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)。從而將衣服上的水脫掉。3、設(shè)計(jì)總體方框圖四、單元設(shè)計(jì)說(shuō)明。1、單片機(jī)的時(shí)鐘電路、和復(fù)位電路。 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路由晶振元件與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單 片機(jī)信號(hào)定時(shí)和計(jì)時(shí)。在AT89S51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端引腳為XTAL1，其輸出端為XTAL2。只要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C1、C2，就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。本設(shè)計(jì)采用如圖所示電路。一般地，電容C1和C2取33pf左右；晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振，頻率范

6、圍是1.212MHz。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。在通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振。如果系統(tǒng)中使用了單片機(jī)的串行口通信，則一般使用頻率為11.0592MHz的晶振。而在本次設(shè)計(jì)中采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。 單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位電路 上電復(fù)位是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間RST端的電位與VCC相同，隨著電容C3充電電流的減小，+5V的電壓立即加到了RST端，該高電平使得單片機(jī)復(fù)位。2、LED顯示電路。 LED（Light Emiting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫(xiě)。本次設(shè)計(jì)中我們采用發(fā)光二極管主

7、要是用來(lái)指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。4個(gè)發(fā)光二極管分別跟單片機(jī)的P2.6、P2.7、P3.0、P3.1連接，如圖3所示。當(dāng)發(fā)光二極管的陽(yáng)極所對(duì)應(yīng)的單片機(jī)管腳為高電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通。3、數(shù)碼管顯示電路。 常用的LED為8段或7段。每一個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。這種顯示器有共陽(yáng)極和共陰極2種。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽(yáng)極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，通常此公共陽(yáng)極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。為了使LED顯示器顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，就

8、要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要為L(zhǎng)ED顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼可使LED相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱之為段碼（或稱為字型碼）。4、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。 這里我采用的是利用兩個(gè)12V的繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)P2.4為高電平，P2.5為低電平時(shí)NPN型的三極管Q1導(dǎo)通，Q2截止，電機(jī)就正轉(zhuǎn)。反過(guò)來(lái)當(dāng)Q1截止，Q2導(dǎo)通，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。這里采用的原理就是H橋的一個(gè)原理。如下圖。 當(dāng)SW1和SW4同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)候電機(jī)就會(huì)正轉(zhuǎn)，當(dāng)SW2和SW3同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)候電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。五、完整電路原理分析。自動(dòng)洗衣機(jī)完整電路設(shè)計(jì)圖在Proteus7.9中仿真結(jié)果。給模塊上電后上電指示燈會(huì)點(diǎn)亮

9、。說(shuō)明上電正常。分別按下水位設(shè)置開(kāi)關(guān)、洗劑時(shí)間設(shè)置開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。洗衣機(jī)就開(kāi)始自動(dòng)的洗劑過(guò)程。水位設(shè)置開(kāi)關(guān)盒洗劑時(shí)間設(shè)置開(kāi)關(guān)都是采用重復(fù)按來(lái)讓水位循環(huán)和設(shè)置時(shí)間循環(huán)。如果不設(shè)定水位和洗劑時(shí)間，直接按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)就會(huì)以默認(rèn)的值來(lái)洗劑。當(dāng)打開(kāi)洗劑蓋板和有緊急情況的時(shí)候按下停止開(kāi)關(guān)就能瞬間停止下來(lái)。再按下返回按鍵，洗衣機(jī)就能繼續(xù)之前的洗劑過(guò)程。6、 軟件設(shè)計(jì)流程。 開(kāi)始 初始化鍵盤掃描設(shè)置水位按鍵按下 設(shè)置洗劑時(shí)間按鍵按下Y設(shè)置洗劑時(shí)間子程序 設(shè)置水位子程序啟動(dòng)啟動(dòng)按鈕按下洗衣程序洗劑時(shí)間結(jié)束排水程序排水一分鐘結(jié)束脫水程序脫水一分鐘結(jié)束洗衣結(jié)束七、程序清單#include #define uch

10、ar unsigned char#define uint unsigned int/*/sbit moto_r=P24;/電機(jī)右控制器sbit moto_l=P25;/電機(jī)左控制器sbit key_sw=P10;/水位設(shè)置sbit key_xjsj=P11; /設(shè)置漂洗時(shí)間sbit key_qidong=P12;/啟動(dòng)按鈕sbit dul1=P36;sbit dul2=P37;/*/sbit led_in=P26;/進(jìn)水指示燈sbit led_out=P27;/出水指示燈sbit led_sw_h=P20;/高水位指示燈sbit led_sw_m=P21;/中水位指示燈sbit led_sw_

11、l=P22;/低水位指示燈sbit led_xi=P30;sbit led_tuo=P31;sbit wring=P23;/警告sbit key_fanhui=P14;/*/uchar code num10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示數(shù)組/*/char min=1;/時(shí)間uchar flag0=0;/洗衣標(biāo)志uchar flag1=0;/啟動(dòng)按鍵標(biāo)志uchar flag2=0;/出水標(biāo)志uchar flag3=0;/啟動(dòng)按鈕的按下次數(shù)計(jì)數(shù)uchar erro=0;/報(bào)警標(biāo)志uinta=0;uintb=1

12、;uintnum0=2;uintc;uintd;uinte;uintf;uintg;uinth;uinti;uintj;uintk;/*函數(shù)聲明*/void delay(uint xms);/延時(shí)函數(shù)void in();/進(jìn)水子程序void out();/出水子程序void over();/結(jié)束子程序void xi();/洗衣程序void key_scan();/按鍵掃描子程序void SED_display();/顯示時(shí)間子程序void on();/工作程序/*延時(shí)函數(shù)*/void delay(uint xms)uint i,j;for(i=xms;i0;i-) for(j=110;j0;j

13、-);/*脫水子程序*/void over() while(num0!=0) led_out=1; moto_r=1; moto_l=0; led_tuo=1; delay(5000); num0-; num0=2; led_out=0; led_tuo=0; moto_r=0; moto_l=0; flag1=0; min=1;P0=0;P2=0;P3=0xFC;EA=1;ET0=1;ET1=1;EX0=1;IT0=0;TMOD=0x01;dul1=0;dul2=0;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;/*進(jìn)水子程序*/void in()l

14、ed_in=1;delay(5000);led_in=0;/*出水子程序*/void out() while(num0!=0) led_xi=0; moto_r=0; moto_l=0; led_out=1; delay(5000); num0-; num0=2; /*洗衣子程序* */void xi() TR0=1; b=min*1200; while(flag0=0) led_xi=1; moto_r=1; moto_l=0; delay(5000); moto_r=0; moto_l=0; delay(3000); moto_r=0; moto_l=1; delay(5000); mot

15、o_r=0; moto_l=0; delay(3000);/*中斷子程序*/void T0_time() interrupt 1TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;b=b-1;if(b=0)led_xi=0; moto_r=0; moto_l=0;led_sw_h=0; led_sw_m=0;led_sw_l=0;flag0=1;TR0=0;/*中斷子程序*/void INT_0() interrupt 0TR0=0;EX0=0;c=moto_r;d=moto_l;e=led_sw_h;f=led_sw_m;g=led_sw_l;h=led

16、_xi;i=led_tuo;j=led_in;k=led_out;led_sw_h=0;led_sw_m=0;led_sw_l=0;led_xi=0;led_tuo=0;led_in=0;led_out=0; moto_r=0; moto_l=0;while(1)if(key_fanhui=0) delay(10);if(key_fanhui=0)while(!key_fanhui);moto_r=c;moto_l=d;led_sw_h=e; led_sw_m=f;led_sw_l=g;led_xi=h;led_tuo=i;led_in=j;led_out=k; /*顯示子程序*/void S

17、ED_display()dul1=1;P0=nummin/10;delay(5);dul1=0;dul2=1;P0=nummin%10;delay(5);dul2=0;/*按鍵掃描子程序*/void key_scan() if(key_sw= 0)delay(10);if(key_sw= 0)while(!key_sw);a=a+1;if(a=1)led_sw_l=1;if(a=2)led_sw_m=1;led_sw_l=0;if(a=3)led_sw_h=1;led_sw_m=0;if(a=4)a=0;led_sw_h=0;/*/if(key_xjsj=0)delay(10);if(key_

18、xjsj=0)while(!key_xjsj);min+;SED_display();if(min=13)min=1;/*/if(key_qidong=0)delay(10);if(key_qidong=0)while(!key_qidong);flag1=1;flag0=0;/*主函數(shù)*/void main()P0=0;P2=0;P3=0xFC;EA=1;ET0=1;ET1=1;EX0=1;IT0=1;TMOD=0x01;dul1=0;dul2=0;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;while(1)key_scan();SED_display();if(flag1=1)in();xi();out(); over(); end; 八、制作、調(diào)試情況。遇到的問(wèn)題：1、 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)電路不能正常工作，上電之后就會(huì)一直死在那里。解決辦法：最