全自動洗衣機課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

1、精品文檔全自動洗衣機的設(shè)計、 題目 全自動洗衣機的設(shè)計1.1 全自動洗衣機的介紹 洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器 ,發(fā)展非?？?,而全自動式洗衣機 因使用方便更加得到大家的青睞 ,全自動即進(jìn)水、 洗滌、漂洗、甩干等一系列 過程自動完成 , 控制器通常設(shè)有幾種洗滌程序 , 對不同的衣物可選擇不同的洗 滌方式。1.2 全自動洗衣機的發(fā)展背景 從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務(wù)勞動，而在洗衣機出現(xiàn)以前，對 于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、 甩打這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動， 留給人的感受常常是： 辛苦勞累。 1858年，漢密爾頓史密斯制成了世界上第一臺洗

2、衣機。 1874 年, “手洗時 代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人比爾布萊克斯發(fā)明了世界上第一臺人 工攪動洗衣機。 1911 年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機。 1920 年美 國的瑪依塔格公司又把洗衣機的木制桶改為鋁制桶體，第二年又把鋁制桶體 改為外層鑄鋁、內(nèi)層為銅板的雙層結(jié)構(gòu)。 1936 年，他們又將搪瓷用于洗衣機 桶體。與此同時，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機。歐洲國家研究成功了噴流 式洗衣機和滾筒式洗衣機。1932 年后，美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機， 洗滌、 漂洗和脫水都在同一個滾筒內(nèi)自動完成， 使洗衣機的發(fā)展躍上了一個新臺階。 這種滾筒洗衣機，目前在歐洲、美

3、洲等地得到了廣泛的應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風(fēng)格的 波輪式洗衣機。 這種洗衣機由于其波輪安裝在洗衣桶底， 又稱渦卷式洗衣機。 近幾十年，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，全自動洗衣機制造技術(shù)又得到迅速發(fā)展，其年 總產(chǎn)量及社會普及率均以達(dá)到相當(dāng)高得水平。像我國的世界 500 強海爾，由 一個頻臨破產(chǎn)的企業(yè)一躍成為全球洗衣機頂級制造商。它制造的海爾洗衣機 暢銷全球。1.3 全自動洗衣機的發(fā)展前景 全自動洗衣機的發(fā)展首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水 流的改變、動力的加大?，F(xiàn)在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運用， 使洗衣機的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化

4、學(xué)作用和強弱變化的水 流機械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變，特別是電解水、超音 波技術(shù)在洗衣機行業(yè)的運用幾乎改變了洗衣機的歷史洗衣不用或少用洗 衣粉、洗滌劑，減少化學(xué)品對皮膚的損害和對環(huán)境的污染。電解水、臭氧、 蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞，引發(fā)了洗衣機消費健康潮。 另一變化就是高度自動化、智能化、人性化。從半自動、全自動到現(xiàn)在流行 的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕 一切搞定！同時，用戶可以按照 自己的洗衣習(xí)慣，自主選擇時間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨 心所欲。人性化還表現(xiàn)在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣機可以做到不 同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方

5、便不需深彎腰；蒸汽烘 干功能使得晾曬更加方便， DD直驅(qū)電機在節(jié)能降噪方面效果更加突出， 等等。另外，大容量成為不變的消費趨勢。前幾年，洗衣機容量多為 4-5 公斤，精品文檔精品文檔6 公斤的大容量尚很少見?，F(xiàn)在， 7 公斤的容量已經(jīng)很普遍， 8 公斤也正常。 現(xiàn)代人居空間不斷擴大，對寬敞、舒適、方便要求更多，大能容小，大容量 洗衣機一臺可頂一套。業(yè)內(nèi)人士表示，尖端洗滌技術(shù)的革新，所表現(xiàn)出的洗衣方式更加注重健康和 個性化，已在市場發(fā)展中倍受歡迎。1.4 全自動洗衣機的設(shè)計目的 目前中國洗衣機市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機的 要求也越來越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進(jìn)

6、排水系統(tǒng)故障自動 診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求 設(shè)計者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將 人們的需要變成現(xiàn)實，設(shè)計出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣 機。目前的洗衣機都沒有實現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品 牌的洗衣機的特 長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能， 洗衣機 的各項功能是由單片機控制實現(xiàn)的， 單片機的體積小， 控制 功能靈 活，因此，設(shè)計出基于單片機的全自動洗衣機控制電路系統(tǒng)具有很強的實用 性。二、主要技術(shù)指標(biāo)：1、要求學(xué)生自行設(shè)計硬件電路圖， 了解單片機硬件設(shè)計原理， 單片機通信 原理，單片

7、機控制原理。2、掌握基本的焊接技術(shù)， 無虛焊，錯焊發(fā)生， 布線合理，連接線長度適中， 元件不損壞。3 題目要求 :（1）全自動洗衣機的設(shè)計 設(shè)計一個用單片機控制的洗衣機控制器 . 以單片機為主控制器，擴展必 要的外部電路，設(shè)計制作一個洗衣機控制器。（2）洗滌三個控制按鈕（標(biāo)準(zhǔn)方式）：洗滌 12 分鐘；漂洗 5 分鐘二次；脫水 3 分鐘。（ 輕柔方式 ） ：洗滌 3 分鐘；漂洗 3 分鐘，二次；脫水 2 分鐘。（ 快速方式 ） ：洗滌 4 分鐘；漂洗 1 分鐘，二次；脫水 2 分鐘。（3）洗滌時洗滌指示燈閃爍； 漂洗時漂洗指示燈閃爍； 脫水時脫水指示燈閃爍。（4）加啟動暫停按鈕控制：第一次啟動，

8、標(biāo)準(zhǔn)洗滌；工作時按此按鈕暫停， 再按則恢復(fù)工作；有電源開關(guān)。洗滌、漂洗 22 秒正轉(zhuǎn)，停 8 秒，反轉(zhuǎn) 22 秒，停 8 秒。三、課程設(shè)計要求：1 、學(xué)生自由成組，每組人數(shù)不得多于三人，小組成員要明確設(shè)計分工；2 、每個組自由選擇設(shè)計題目，但每個題目最多限兩個組同時選擇；3 、嚴(yán)格遵守設(shè)計時間，服從指導(dǎo)老師安排；4 、獨立完成設(shè)計，不得抄襲他人成果；5 、按時完成設(shè)計任務(wù)， 認(rèn)真撰寫設(shè)計報告， 要求每組交一份符合要求的 設(shè)計報告，并在最后附加每個組員的個人總結(jié)。精品文檔精品文檔四、方案論證及選擇：【方案一】選擇用一個 L298 作為驅(qū)動電動機的驅(qū)動電路，然后用程序（ pwm）來實現(xiàn)電動機的調(diào)速

9、，使洗衣機擁有標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速等 三種洗滌方式，經(jīng)仿真驗證該方案的不足之處就是電動機的調(diào)速程序?qū)r間的要 求很嚴(yán)格， 因為洗衣機的耗時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到該要求， 即無法實現(xiàn)對電動機的多種 速度的控制?！痉桨付吭摲N方案不是用 L298作為驅(qū)動電路， 而是通過控制電路的繼電器 的多個常開觸頭的兩端并聯(lián)電阻， 用繼電器的常開觸頭的閉合與否， 使電路中是 否串入電阻，或者分別串入多個不同阻值的電阻（包括滑動變阻器） ，來達(dá)到對 電動機速度控制，從而使洗衣機擁有的標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速的三種洗滌方式?！痉桨溉吭摲桨敢彩遣捎?L298 作為電路的驅(qū)動電路， 是在實現(xiàn)一種洗滌方 式后，然后復(fù)制該程序兩次，作為另外兩

10、種洗滌方式，之所以這樣做，是因為考 慮到方案一和二的不確定因素。選擇：考慮到制作電路的成本和簡易程度，以及現(xiàn)實中的某些因素，故舍棄 【方案二】，【方案一】，故選擇【方案三】。五、系統(tǒng)組成方框圖5.1 洗衣機流程圖：精品文檔精品文檔5.2 整個設(shè)計框圖：5.2 單元電路及設(shè)計說明：圖 5.1.11) 該圖中有三個按鈕， 分別是 s1、s2、s3，它們的作用是分別作為洗衣機標(biāo)準(zhǔn)、 輕柔、快速等三種方式的啟動按鈕。圖 5.1.22) 該圖中，有三盞 LED燈，從左至右依次為紅、綠、黃，三盞，分別代表洗滌、漂洗和脫水等三種運行方式的指示燈，洗衣機運行時，三盞燈分別閃爍。精品文檔精品文檔圖 5.1.33

11、）該圖就是 L298，就是整個電路的驅(qū)動電路，右面四個腳就是連接電動機的， 左邊六個腳就是連接單片機的。圖 5.1.44）該圖就是直流測速電動機連接驅(qū)動裝置 L298的圖， OUT1和 OUT3連接在一端 的， OUT2和 OUT4連接在一端，當(dāng) OUT1和 OUT3得到來自單片機的信號，則電動 機順時針轉(zhuǎn)動（正轉(zhuǎn)） ，OUT2和 OUT4得到來自單片機的信號時，電動機逆時針 轉(zhuǎn)動（反轉(zhuǎn)）。、5.3 單片機部分電路設(shè)計：1）該圖中有兩個 30pF的電容，作用是微調(diào)，還有一個 22uF 的晶振，作用是提 高系統(tǒng)的時鐘頻率，把電容和晶振并聯(lián)，一端接 XTAL1, 另一端接 XTAL2，就構(gòu) 成了一

12、個穩(wěn)定的自己振蕩器。精品文檔精品文檔圖 5.2.22）該圖中有兩個電阻，一個電解電容和一個按鈕組成，作用是按鍵復(fù)位，在電 路中是作為暫停按鈕使用， EA 是接高電平有效，否則該電路不起作用。圖 5.2.33）這個圖就是整個電路的核心部分，單片機 AT89C51，整個程序就是靠它來實 現(xiàn)，由他來輸出信號到驅(qū)動電路， 讓驅(qū)動電路來驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)， 本次實訓(xùn)就是 學(xué)習(xí)他的各個功能。六、總體電路圖：精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔七、控制洗衣機運行的單片機程序標(biāo)準(zhǔn)方式洗滌輕柔方向洗滌快速方向洗滌紅燈，為洗衣機洗滌指示燈綠燈，為洗衣機漂洗指示燈黃燈，為洗衣機脫水指示燈#include sbit s1=P

13、10;/ sbit s2=P11;/ sbit s3=P12;/ sbit L1=P30;/ sbit L2=P31;/ sbit L3=P32;/ sbit motor1=P20;sbit motor2=P21;sbit motor3=P22;sbit motor4=P23;void delay(unsigned int i)unsigned int j,k;for(j=0;ji;j+)for(k=0;k120;k+);void main()unsigned int n,m,x,y,z,h;P3=0x00;if(s1=0)/ 洗衣機的標(biāo)準(zhǔn)洗滌方式精品文檔精品文檔P2=0x01;motor1=

14、1;motor3=1;motor2=0;motor4=0;delay(100);/ 紅燈閃爍，洗衣機進(jìn)行正轉(zhuǎn)洗滌 for(n=0;n14;n+)P3=0x01;L1=1; L2=0; L3=0;delay(200);P3=0x00;delay(200); / 洗衣機進(jìn)行正轉(zhuǎn)洗滌六秒P2=0x00;delay(1000);/ 洗衣機正轉(zhuǎn)六秒后，停一秒，進(jìn)行反轉(zhuǎn)P2=0x01;motor1=0;motor2=1;motor3=0;motor4=1;delay(100);/ 紅燈閃爍，洗衣機進(jìn)行反轉(zhuǎn)洗滌for(m=0;m14;m+)P3=0x01;L1=1; L2=0; L3=0;delay(200

15、);P3=0x00;delay(200);/ 洗衣機進(jìn)行反轉(zhuǎn)洗滌六秒P2=0x00;delay(1000);/ 洗衣機洗滌后，停止一秒，再進(jìn)行漂洗 for(h=0;h2;h+)/ 洗衣機進(jìn)行漂洗兩次P2=0x01;motor1=1;motor2=0;delay(100) ;/ 綠燈閃爍，洗衣機進(jìn)行 正轉(zhuǎn)漂洗for(x=0;x14;x+)P3=0x01; L1=0; L2=1; L3=0;delay(200) ;精品文檔精品文檔P3=0x00;delay(200);/ 洗衣機進(jìn)行正轉(zhuǎn)漂洗六秒P2=0x00;delay(1000);/ 洗衣機正轉(zhuǎn)六秒后，停一秒，進(jìn)行反轉(zhuǎn)P2=0x01;motor1

16、=0;motor2=1;delay(100) ;/ 綠燈閃爍，洗衣機進(jìn)行 反轉(zhuǎn)漂洗for(y=0;y14;y+)P3=0x01; L1=0; L2=1; L3=0;delay(200) ;P3=0x00;delay(200);/ 洗衣機進(jìn)行反轉(zhuǎn)漂洗六秒P2=0x00;delay(1000);/ 洗衣機在進(jìn)行第一次漂洗后，停止一秒，進(jìn)行第 二次漂洗P2=0x00;delay(1000);/ 洗衣機漂洗兩次后，停止一秒，再進(jìn)行脫水P2=0x01;motor1=1;motor2=0;motor3=1;motor4=0;delay(100);/ 黃燈閃爍，洗衣機進(jìn)行脫水for(z=0;z14;z+)

17、P3=0x01; L1=0; L2=0; L3=1;delay(200) ;P3=0x00;delay(200);/ 洗衣機進(jìn)行脫水六秒P2=0x00;P3=0x00;/ 洗衣機脫水后停止運轉(zhuǎn) motor1=0;motor2=0;motor3=0;motor4=0;elseP2=0x00;P3=0x00;精品文檔精品文檔 /* 由于考慮的程序的篇幅太長了，所以，只寫出了一種方式，然后復(fù)制該程序 2 次程序去實現(xiàn)另外幾種洗滌方式。 */八、調(diào)試過程及測試結(jié)果：8.1 硬件電路的調(diào)試過程： 電子產(chǎn)品中元器件間最常用的連接方法是錫焊。在焊接過程中，其焊點的 質(zhì)量對整機的工作狀態(tài)有很大的影響。焊點質(zhì)量

18、的要求： 焊點要有可靠的電連接，要有穩(wěn)定且足夠的接觸面積，保證，保證足夠的 機械強度，能可靠的通過一定的電流。外觀光潔整齊，焊點表面光澤平滑，無夾渣、針孔。焊接時要使焊錫完全 冷卻凝固，避免裂紋。料的連接呈半弓形凹面， 管腳露出焊料高度為 2 至 3mm，且無漏焊、虛焊、 焊料拉尖、焊料飛濺、短路等問題。電路的調(diào)試： 上電觀察：將已核定的電源接入待測電路，觀察有無冒煙、異味、電源電流 過大、元器件發(fā)燙等異常現(xiàn)象，如有，立即 關(guān)閉電源，檢查及排除故障。 靜態(tài)調(diào)試：在不加外加信號的條件下用萬用表測試電路的工作點和數(shù)字電路 中的高低電平值。動態(tài)調(diào)試： 在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上， 進(jìn)行分級動態(tài)調(diào)試。 在電路

19、的各級輸入端 加入所要求的信號，用示波器逐級測其輸出，并分級調(diào)整，使各級電路達(dá)到 設(shè)計要求。整機調(diào)試：分級調(diào)試后， 在電路總的輸入級加入規(guī)定的信號， 用儀器測量整 的輸出，經(jīng)調(diào)整后使其滿足整機指標(biāo)。若分級調(diào)試調(diào)好后，整機調(diào)試卻達(dá)不 到預(yù)定的指標(biāo)，通常問題是出在級間匹配電路。測試結(jié)果： 各項指標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到預(yù)設(shè)要求。8.2 軟件電路的調(diào)試過程：1）在設(shè)置按鍵復(fù)位電路時，跟按鈕 s0 并聯(lián)的電解電容的極性不能放反，否 則復(fù)位按鈕不起作用。2）在放置電源時，必須都是相同的，不能標(biāo)有一個是 +5v，而另外的只是標(biāo) 上 5v ，應(yīng)該都是同時標(biāo)上 +5v。在電路中不能出現(xiàn)這種情況的，否則在仿真 軟件里通不過，在

20、實際軟件中更是通不過。在編寫程序中，一個丁點兒的錯誤的不能出現(xiàn)，這是非常嚴(yán)格的，否則， 程序是無法通過的。 在洗衣機轉(zhuǎn)動的同時，相應(yīng)的指示燈會同時閃爍，洗衣機停止運轉(zhuǎn)，則相應(yīng) 的只是燈也就停止閃爍了。在進(jìn)行這個程序的調(diào)試時，我一開始就認(rèn)為，首 先設(shè)定洗衣機的轉(zhuǎn)動時間，然后在這個時間段內(nèi)再設(shè)計一個程序，讓洗衣機 相應(yīng)的只是燈也跟著閃爍起來，但是結(jié)果表明，這樣的程序只是在電動機開精品文檔精品文檔始轉(zhuǎn)完設(shè)計的時間后，指示燈才開始閃爍，此時電動機也還在轉(zhuǎn)，等到指示 燈不在閃爍了，電動機也就停止運轉(zhuǎn)了，該程序的缺陷有兩個：一個前面設(shè) 計的電動機轉(zhuǎn)動的時間內(nèi)，相應(yīng)的指示燈沒有閃爍；二個后面等到指示燈在 電動機轉(zhuǎn)動的時間內(nèi)閃爍時，電動機的運轉(zhuǎn)早就超出了先前給它設(shè)定的運轉(zhuǎn) 時間了。對于這個方法的改進(jìn)，我是這樣做的，因為之前考慮到前面有段時 間相應(yīng)的指示燈沒有閃爍，所以大大減小了之前電動機的運轉(zhuǎn)時間，也就是 減小到 100ms左右，這樣就基本上達(dá)到了電動機運轉(zhuǎn)的同時相應(yīng)的指示燈也 就閃爍起來了。達(dá)到了設(shè)計的要求后，我便利用指示燈閃爍的時間來控制電 動機相應(yīng)的動作的時間， 就是用指示燈的一閃一滅所用的時間，然后與它 閃爍的次