基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目名稱： 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 目 錄題目I摘要及關(guān)鍵詞I1緒 論11.1課題研究的背景和意義11.1.1各國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程11.1.2我國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程11.1.3洗衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)21.1.4新型洗衣機(jī)控制技術(shù)31.2課題的意義31.3設(shè)計(jì)內(nèi)容32系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42.1方案選擇42.1.1 PLC控制方案42.1.2 PIC系列單片機(jī)方案42.1.3 51系列單片機(jī)方案42.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.3模塊電路設(shè)計(jì)與元件選擇62.3.1電源設(shè)計(jì)62.3.2主控芯片AT89C5262.3.3 LED燈顯示與74HC573鎖

2、存器72.3.4七段數(shù)碼管顯示82.3.5濁度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)92.3.6電機(jī)控制112.3.7水閥132.3.8水位傳感器143系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)153.1系統(tǒng)主程序153.2計(jì)算時(shí)間子程序153.4顯示時(shí)間子程序183.5濁度數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換及漂洗控制子程序183.6鍵盤掃描子程序193.7鍵盤服務(wù)子程序203.8工作模式設(shè)定程序213.8.1“厚物洗滌”與“薄物洗滌”子程序223.8.2“漂洗”子程序233.8.3“脫水”子程序253.9系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序254系統(tǒng)調(diào)試與分析265結(jié)論與總結(jié)27參考文獻(xiàn)28致 謝29附錄一 系統(tǒng)電路圖30附錄二 源程序31II全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：洗衣機(jī)是我們

3、生活中必不可少的家用電器，全自動(dòng)洗衣機(jī)更是受到千家萬(wàn)戶的青睞。本文根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的各種功能要求，利用對(duì)比的方案，選用AT89C52單片機(jī)作為控制部分的核心，來(lái)實(shí)現(xiàn)以洗衣方便、快捷、干凈為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念。 本文對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的各個(gè)模塊與其相對(duì)應(yīng)的功能有明確的解釋與說(shuō)明。與生活中常見的洗衣機(jī)大體相同，我們可以通過(guò)鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)自己洗衣的各種需求。同時(shí)附加傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣過(guò)程中水位、水的混濁程度的參數(shù)檢測(cè)，反映給單片機(jī)，單片機(jī)自主利用八個(gè)字程序?qū)嵤┨幚?，進(jìn)而決定洗滌時(shí)間與漂洗次數(shù)等。 關(guān)鍵詞：洗衣機(jī) 單片機(jī) 濁度檢測(cè)Abstract: The washing machine is essential

4、 to our lives appliances , automatic washing machines but also by thousands of families of all ages. Based on the functional requirements of the various automatic washing machine , using comparison program , use AT89C52 microcontroller as the core control part to achieve a laundry convenient, fast ,

5、 clean -based design.     In this paper, automatic washing machine for each module and its corresponding functions with clear explanations and instructions. Common washing machine and living much the same , we can achieve through the keyboard to the various needs of their ow

6、n laundry . While additional sensors to achieve the laundry process water , water turbidity parameter detection , reflected to the microcontroller, the microcontroller to implement self- handling procedures use four words , and then decided to wash and rinse times and other times .Keywords : washing

7、 machine SCM turbidity testing1緒 論 1.1課題研究的背景和意義首先洗衣機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姾妥畛Ｓ玫囊环N家用電器。隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活節(jié)奏也隨之加快，這也就意味著人們的工作負(fù)荷大大增加，因此我們通常用的半自動(dòng)洗衣機(jī)的無(wú)形中就不再被大家接受。其次傳統(tǒng)的半自動(dòng)洗衣機(jī)不但很費(fèi)人力而且很浪費(fèi)資源，在洗滌效果上也不被大家所認(rèn)同。在目前的社會(huì)背景下，健康、科學(xué)、節(jié)能才是人們的需求。因此全自動(dòng)洗衣機(jī)這款高科技產(chǎn)品必將是人們?cè)谙礈旆矫娴睦硇赃x擇。隨著當(dāng)前地球上各種不可再生資源的迅速減少，我們生活中的各種能源需求卻不斷增加，這兩者之間產(chǎn)生了一種巨大矛盾。為了人類

8、的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能減排、綠色環(huán)保、人與大自然和諧共處成為了二十一世紀(jì)的目標(biāo)。洗衣機(jī)作為家電中很重要的一員，也就必須向著這一目標(biāo)發(fā)展。1.1.1各國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程洗衣機(jī)的誕生至今已有一個(gè)半世紀(jì)之久。1858年，美國(guó)人漢密爾頓·斯密斯在匹茲堡制造出人類的第一臺(tái)洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)由三個(gè)部分組成：圓筒、槳狀葉子的直軸、曲柄。通過(guò)人為轉(zhuǎn)動(dòng)連接槳狀葉子的直軸的曲柄，讓衣物在圓筒中進(jìn)行洗滌。由于此種做法過(guò)于費(fèi)力，并且對(duì)衣物的損傷程度較大，于是并沒有得到廣泛應(yīng)用，但是它代表著人類對(duì)“手洗時(shí)代”展開挑戰(zhàn)的第一步。隨著蒸汽時(shí)代技術(shù)的成熟與應(yīng)用，1880年美國(guó)人生產(chǎn)出一款蒸汽洗衣機(jī)。它通過(guò)蒸氣機(jī)的推動(dòng)取代

9、了人力。與先前人力洗衣機(jī)相比，當(dāng)時(shí)的蒸汽洗衣機(jī)取得了巨大的飛躍。同時(shí)人們還采用了智能水循環(huán)系統(tǒng)，也就是洗衣機(jī)行業(yè)著名的“蒸汽洗”方式。隨后又相繼出現(xiàn)了水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)等。但是工作原理大致相同，基本上都屬于拖動(dòng)式，區(qū)別僅僅存在于動(dòng)力方面的借助。自然而然，電氣時(shí)代的到來(lái)肯定會(huì)觸動(dòng)不少喜歡動(dòng)腦人的靈感。1910年美國(guó)人費(fèi)希爾于美國(guó)芝加哥成功地制造出世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。它的誕生標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。1992年瑪塔依格公司對(duì)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的改造，把先前的拖動(dòng)式改變?yōu)閿嚢枋?，完成了洗衣機(jī)的定格，第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)也就此誕生。這種洗衣機(jī)在圓筒中心設(shè)有一個(gè)由電機(jī)帶動(dòng)的立軸，下方

10、設(shè)有攪拌翼。隨著電機(jī)帶動(dòng)立軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌翼正反擺動(dòng)，使得衣物與水流持續(xù)翻滾，相互摩擦，達(dá)到對(duì)衣物的洗滌作用。因?yàn)樗目茖W(xué)合理性，所以它的問世受到了大家的歡迎。1932年，美國(guó)德克斯航空公司成功研制出一款將洗滌、漂洗、脫水集中于同一滾筒內(nèi)完成的前裝式滾筒洗衣機(jī)，標(biāo)志著電動(dòng)洗衣機(jī)的又一次巨大飛躍，向著自動(dòng)化的方向再次邁出巨大的一步。1955年，日本人在英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上研究出了一款至今仍在使用的波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)的底部裝有波輪，再點(diǎn)擊的帶動(dòng)下波輪正反向旋轉(zhuǎn)，壓在波輪上的衣物也就隨之翻轉(zhuǎn)，水流同時(shí)也會(huì)使得衣物翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)衣物的洗滌。此時(shí)，洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的三種方式得以定性：波輪式、

11、滾筒式、攪拌式。1.1.2我國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程相對(duì)歐美和日本等國(guó)家而言，我國(guó)的洗衣機(jī)發(fā)展相對(duì)較晚。隨著改革開放的腳步，我國(guó)的洗衣機(jī)工業(yè)開始起步，大概可歸納為三個(gè)階段。第一階段始于上世紀(jì)八十年代中后期，這個(gè)階段我們國(guó)家全靠引進(jìn)一些先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)與設(shè)備，最典型的就是對(duì)日本的波輪洗衣機(jī)的引進(jìn)。對(duì)先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備的引進(jìn)迅速打破了我國(guó)在洗衣機(jī)行業(yè)的空白。對(duì)日本的波輪洗衣機(jī)的引進(jìn)也奠定了中國(guó)今后在洗衣機(jī)研發(fā)方面的目標(biāo)。第二階段始于上世紀(jì)九十年代初中期，隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，設(shè)備的完善，我國(guó)洗衣機(jī)生產(chǎn)行業(yè)處于飛速發(fā)展的階段。我們擁有了不少自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，打破了完全引進(jìn)制造的困境，無(wú)論是從成本降低或是自主品牌的創(chuàng)

12、建方面都取得了巨大的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)品牌也慢慢取代了外國(guó)品牌在中國(guó)市場(chǎng)的位置。之后的時(shí)間也就是第三階段，隨著改革開放的深入，招商引資為我國(guó)的洗衣機(jī)行業(yè)再次注入新的血液。原本在我國(guó)市場(chǎng)漸漸淡出的國(guó)外品牌再次登錄。主要的是生產(chǎn)滾筒洗衣機(jī)的歐洲企業(yè)1。生產(chǎn)商的劇增，自然伴隨著同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。目前，我國(guó)的洗衣機(jī)生產(chǎn)研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，各種性質(zhì)的企業(yè)遍布全國(guó)各地，我國(guó)也成為世界上洗衣機(jī)的消費(fèi)大國(guó)和生產(chǎn)大國(guó)2。我國(guó)每年的洗衣機(jī)生產(chǎn)量目前是世界第一。這不僅僅滿足了我們自身的需求，同時(shí)出口到世界各地，這代表著我國(guó)已處于國(guó)際同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)行列。1.1.3洗衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)洗衣機(jī)的誕生讓我們告別了“手洗時(shí)代”，隨著科技

13、的不斷進(jìn)步，洗衣機(jī)也由最初的半自動(dòng)洗衣機(jī)轉(zhuǎn)化到了如今的全自動(dòng)洗衣機(jī)?，F(xiàn)在我們所使用的洗衣機(jī)絕大部分都采用了微處理器控制，它通過(guò)對(duì)洗衣機(jī)核心電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制，讓洗衣機(jī)的功能得到了更大的提升。生產(chǎn)商們通過(guò)微處理器的程序設(shè)定，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)各個(gè)模塊的多樣化，同時(shí)還能滿足對(duì)各種材質(zhì)、不同污濁程度的衣物進(jìn)行洗滌。并且在使用操作過(guò)程中簡(jiǎn)單明了。還有就是，通過(guò)對(duì)洗衣機(jī)自身結(jié)構(gòu)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)之間的巧妙配合，使得洗衣機(jī)內(nèi)部的水流得到了很好的控制，讓我們的洗滌效果更加明顯。小天鵝公司推出的“水魔方”技術(shù)就是其中的一個(gè)例子。時(shí)代在不停更迭，人們對(duì)洗衣機(jī)的要求也不盡相同，因此洗衣機(jī)的也有自己的發(fā)展方向。高度智能化。隨著社會(huì)形勢(shì)

14、的發(fā)展，一鍵進(jìn)水，洗滌，漂洗，出水，甩干，自主識(shí)別衣物材質(zhì)、污濁程度，自主控制水流狀態(tài)等一系列已達(dá)不到人們的需求。健康、低碳環(huán)保、節(jié)能減排成為了洗衣機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。而這一切都取決于微處理器和傳感器，因?yàn)橄匆聶C(jī)智能化技術(shù)有賴于微處理器和傳感器的發(fā)展3。BACK1.2課題的意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以會(huì)選擇利用單片機(jī)完成“全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，取決于自己的專業(yè)，大學(xué)四年來(lái)我們與單片機(jī)的接觸最多。日常生活中的全自動(dòng)洗衣機(jī)都是一個(gè)固定的模式，開始以后按照一個(gè)固定的程序洗滌，很多情況下會(huì)造成不必要的水電浪費(fèi)。但是如果能夠根據(jù)衣物的污濁程度來(lái)進(jìn)行洗滌，那么就能減少很多不必要的浪費(fèi)。本次設(shè)計(jì)利用濁度傳

15、感器對(duì)洗滌過(guò)程中水的污濁程度進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，確定最合適的洗滌時(shí)間與次數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳，最節(jié)約的洗滌方案。濁度檢測(cè)也是本文的亮點(diǎn)。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容本文以AT89C52單片機(jī)為控制核心，包括按鍵模塊：根據(jù)衣物厚度選擇薄或厚的洗滌方式，開始，暫停，機(jī)蓋開關(guān)控制等；報(bào)警模塊：洗滌完成或者中途打開機(jī)蓋后有提示效果；顯示模塊：記錄每個(gè)過(guò)程的時(shí)間；進(jìn)出水模塊；復(fù)位模塊；電機(jī)模塊；濁度傳感器模塊：采集水的渾濁度進(jìn)行比對(duì)，決定洗滌次數(shù)。通過(guò)C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，結(jié)合Keil軟件實(shí)現(xiàn)Protues仿真。2總體方案設(shè)計(jì)2.1方案比較2.1.1 PLC設(shè)計(jì)人機(jī)界面 控制系統(tǒng) PLC 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 圖2.1 P

16、LC控制系統(tǒng)組成PLC控制系統(tǒng)可分為 4個(gè)部分：人機(jī)界面、電氣控制系統(tǒng)、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。以電氣控制系統(tǒng)為核心，人們可以通過(guò)人機(jī)界面選擇需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)的控制，電機(jī)部分是洗衣機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，可通過(guò)對(duì)PLC編程實(shí)現(xiàn)對(duì)其控制，檢測(cè)系統(tǒng)最主要是傳感器部分（水位傳感器 濁度傳感器），檢測(cè)采集數(shù)據(jù)，還有報(bào)警系統(tǒng)模塊。2.1.2 AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)利用AT89C52單片機(jī)作為核心系統(tǒng)，包括按鍵輸入、機(jī)蓋開關(guān)、水位傳感器、濁度傳感器、倒計(jì)時(shí)顯示、報(bào)警系統(tǒng)、進(jìn)水排水系統(tǒng)等幾個(gè)模塊組成。通過(guò)單片機(jī)編程，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的有序運(yùn)行。倒計(jì)時(shí)顯示 AT89C52按鍵輸入LED顯示機(jī)蓋開關(guān) 進(jìn)/出水閥水位傳感器

17、報(bào)警系統(tǒng)濁度檢測(cè)AD轉(zhuǎn)換電機(jī)驅(qū)動(dòng) 圖2.2 AT89C52控制系統(tǒng)組成2.2方案論證與選擇PLC可編程控制器功能十分強(qiáng)大，它擁有足夠多的編程元件，同時(shí)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，適用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單。按理說(shuō)用來(lái)作為全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)會(huì)非常合適，但是其價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們心中的期望值，對(duì)于一般的家用電器都不會(huì)采用，通常應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域?？紤]到成本問題，我們不予以選擇。 AT89C52單片機(jī)功耗低，體積小巧，攜帶方便，價(jià)格低廉，同時(shí)應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟。對(duì)于像全自動(dòng)洗衣機(jī)這樣的控制系統(tǒng)，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，實(shí)用價(jià)值極高。 因此，本次設(shè)計(jì)采用以 AT89C52單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，完成全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能設(shè)

18、計(jì)。 3. 單元模塊設(shè)計(jì)3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)3.1.1 電源模塊設(shè)計(jì) 電源模塊是所有電氣設(shè)備的物質(zhì)基礎(chǔ)，是整個(gè)系統(tǒng)得以正常運(yùn)行的動(dòng)力部分。通常需要我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源模塊，直流穩(wěn)壓電源一般情況下包括整流橋、濾波電路和穩(wěn)壓電路幾個(gè)部分。 圖3.1 雙路直流穩(wěn)壓電源模塊本次設(shè)計(jì)電源模塊設(shè)計(jì)采用雙路直流穩(wěn)壓電源，首先將常用的220V電壓降壓為15V,然后經(jīng)過(guò)整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓電路分別得到12V和5V電壓，作為電磁閥驅(qū)動(dòng)電源和電路工作電源。原理圖如圖2.1所示。3.1.2 LED顯示模塊設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中LED的狀態(tài)有6種：薄物洗滌、厚物洗滌、漂洗、甩干、暫停、停止和報(bào)警，也代表著

19、真?zhèn)€過(guò)程中的運(yùn)行順序。他們通過(guò)與鎖存器相連接，有單片機(jī)的P1口進(jìn)行控制。原理圖如圖2.2所示。 圖3.2 LED顯示模塊原理圖3.1.3倒計(jì)時(shí)顯示模塊設(shè)計(jì) 圖3.3 LM016L液晶倒計(jì)時(shí)顯示模塊本次設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LM016L液晶，其工作原理圖如圖2.3所示。LM016L是字符液晶顯示器，分兩行進(jìn)行顯示，每行能夠顯示16個(gè)字符。兩行字符的地址分別為：80H-8FH與C0H-CFFH。2500Hz是它的工作頻率。元件引腳功能說(shuō)明：（1） D0-D7為數(shù)據(jù)端；（2） RS=0表示對(duì)指令寄存器的選擇，RS=1表示對(duì)數(shù)據(jù)寄存器的選擇；（3） RW=0代表進(jìn)行寫的操作，RW=1代表進(jìn)行

20、讀的操作。3.1.4 濁度傳感器模塊的設(shè)計(jì) 濁度傳感器是對(duì)水的透明度進(jìn)行檢測(cè)，一般情況應(yīng)用在洗衣機(jī)的排水管道附近，如圖3.4所示。 圖3.4 濁度傳感器的工作示意圖 本次設(shè)計(jì)采用TS濁度傳感器對(duì)排水口水的透明度進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)ADC0804進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到相關(guān)數(shù)據(jù)，然后后反映給單片機(jī)，從而確定合理的洗滌時(shí)間，其工作原理圖如圖3.5所示，衣物濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系如表3-1所示。B圖3.5濁度傳感器的工作示意圖 表3-1 洗滌水濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系情況濁度值A(chǔ)（A/D值/十進(jìn)制）洗滌時(shí)間（分鐘）1A 556255 < A 948394 < A 126104126 < A

21、 152125152 < A 173146173 < A 191167191 < A 208188A > 20820表表表3.1.5 水閥模塊設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中對(duì)于水閥的動(dòng)作采用電磁閥來(lái)進(jìn)行控制，然后用通過(guò)HRS2H-S電磁繼電器耦合對(duì)該大功率的電磁閥進(jìn)行控制，由于有進(jìn)水和排水兩個(gè)過(guò)程，所以需要兩個(gè)電磁閥。在進(jìn)水和排水即將開始時(shí)，單片機(jī)便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的指令，使得繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行吸合動(dòng)作，進(jìn)而接通水閥的電磁鐵，帶動(dòng)閥門完成相應(yīng)的動(dòng)作。由于是進(jìn)行仿真，本次設(shè)計(jì)特意增加了兩個(gè)發(fā)光二極管使得效果更加明顯，水閥對(duì)應(yīng)電路圖如3.6所示。 圖3.6 水閥控制電路3.1.6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)

22、計(jì)3.1.7單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括三個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。晶振電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，單片機(jī)的引腳XTAL1與XTAL2分別為這個(gè)高增益反向放大器的輸入端和輸出端。XTAL1與XTAL2跨接石英振蕩器（晶振）和兩個(gè)磁片電容，構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，也就是晶振電路。晶振的震蕩頻率的范圍通常處于1.2MHz-12MHz之間。復(fù)位電路：復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可以使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位時(shí)，PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。正

23、常情況下復(fù)位引腳與復(fù)位電路之間通過(guò)一個(gè)施密特觸發(fā)器相連接，目的是為了抑制噪聲。本次設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)電路圖如3.7圖所示。 圖3.8 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2 特殊器件的介紹3.2.1 AT89C52AT89C52是日常應(yīng)用較為廣泛的一種8位CMOS單片機(jī)，它電壓低、性能高。其主要功能如表3-2所示，其封裝引腳排列如圖3.9所示。 表3-2 AT89C52的主要功能兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低

24、功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 圖3.9 AT89C52封裝與引腳排列AT89C52單片機(jī)的40個(gè)引腳基本上可以按照功能分為3類： （1）Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2被歸納為：電源及時(shí)鐘引腳。 （2）PSEN、ALE、EA、RESET被歸納為：控制引腳。 （3）P1、P2、P3、P4被歸納為：I/O口的外部引腳。這3類中各個(gè)引腳的具體功能如表3-3所示。 表3-3 AT89C52各個(gè)引腳的功能電源及時(shí)鐘引腳 功能Vcc(40)單片機(jī)的工作電源，接+5V電源Vss(20)接地XTAL1(19) XTAL2(18)通常情況下用于單片機(jī)最小系統(tǒng)中，晶振電路的構(gòu)成，分別連接晶振的兩

25、端控制引腳RST(9)連接單片機(jī)最小系統(tǒng)部分外圍的復(fù)位電路，通過(guò)按鍵操作，高電平有效ALE(30)單片機(jī)上電正常工作情況下，連續(xù)輸出正脈沖信號(hào)；單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器情況下，用于單片機(jī)發(fā)出的低8位地址的鎖存PSEN(29)單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器情況下，發(fā)出信號(hào)作為讀取的選通信號(hào)，能夠驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載EA內(nèi)外部程序存儲(chǔ)器選擇控制端。在高電平的情況下，單片機(jī)對(duì)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問；相反在低電平情況下，單片機(jī)則會(huì)對(duì)片外程序存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問I/O口引腳P0口雙向8位三態(tài)I/O口，它是地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線進(jìn)行分時(shí)的復(fù)用口，它能夠驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載P1口8位準(zhǔn)雙向I/O口，能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)L

26、S型的TTL負(fù)載P2口8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線的高8位復(fù)用，能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型的TTL負(fù)載P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口，它是一個(gè)雙功能復(fù)用口，能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型的TTL負(fù)載在I/O口中存在準(zhǔn)雙向口和雙向三態(tài)口，這兩者之間是有差別的，需要特別注意。兩者的區(qū)別最主要體現(xiàn)在片內(nèi)有無(wú)固定上拉電阻，P1、P2、P3這3個(gè)8位準(zhǔn)雙向I/O口在片內(nèi)均有固定的上拉電阻，而P0口片內(nèi)沒有固定上拉電阻。再者，準(zhǔn)雙向口在作為輸入口應(yīng)用時(shí)，必須先向這個(gè)口進(jìn)行寫1，另外它不存在高阻的“浮空”狀態(tài)。而P0口是通過(guò)兩個(gè)MOS管串接的，它不僅能開漏輸出，還能處于高阻“浮空”狀態(tài)，這也是之所以把它稱為雙向三態(tài)I/O 口的原因

27、。AT89C52的特點(diǎn)：AT89C52單片機(jī)功耗低，體積小巧，攜帶方便，價(jià)格低廉，同時(shí)應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，性價(jià)比極強(qiáng)。這也是本次設(shè)計(jì)選擇它的最重要原因。3.2.2濁度傳感器3.2.3 ADC08043.2.4 繼電器 表2-1 AT89C52主要功能Table 2-1 the main function of AT89C52兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫中斷口線3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚

28、醒功能圖2.4 AT89C52引腳排列與引腳功能Fig.2.4 the AT89C52 pin and pin function2.3.3 LED燈顯示與74HC573鎖存器節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)有六個(gè)基本的狀態(tài)，分別是厚物洗滌，薄物洗滌，漂洗，脫水，暫停，停止和報(bào)警。本系統(tǒng)用六個(gè)發(fā)光二極管作為狀態(tài)指示燈，使用共陽(yáng)極接法，由單片機(jī)P1口通過(guò)一個(gè)鎖存器來(lái)控制它們的亮滅。LED燈的電路接法如圖2.5所示。圖2.5 LED狀態(tài)指示燈Fig.2.5 LED status indicator鎖存器(Latch)是一種對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。典型的鎖存器邏輯電路是

29、D 觸發(fā)器電路13。本設(shè)計(jì)使用的74HC573鎖存器的真值表如表2-2所示。表2-2 鎖存器的真值表Tab Table 2-2 latch truth table輸出使能(/OE)鎖存使能(LE)輸入端(D)輸出端(Q)LHHHLHLLLLXQ0HXXZ74HC573的八個(gè)鎖存器都是透明的D型鎖存器，當(dāng)使能引腳LE為高電平時(shí)，Q輸出將隨數(shù)據(jù)D輸入而變化；反之，鎖存器進(jìn)入鎖存狀態(tài)，D將保持原有信號(hào)的輸出而不受輸入信號(hào)變化的影響14。鎖存器的引腳功能與封裝如圖2.6所示。在在本課題的應(yīng)用中，單片機(jī)P0口和P1口的八路 I/O 口上分別需要外接鎖存器，這是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和地址在I/O口上的復(fù)用。2.3

30、.4七段數(shù)碼管顯示圖2.6鎖存器的引腳及其功能Fig. 2.6 lock pin and function registerLED（Light Emiting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫。常用的LED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15。本次設(shè)計(jì)是用于顯示時(shí)間，采用共陰極LED顯示就可以有較好的顯示效果。在多位LED顯示時(shí)，通常將所有位的段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由1個(gè)8位I/O口控制，形成段碼線的多路復(fù)用，而各位的共陰極或共陽(yáng)極分別由相應(yīng)的地址線控制，形成各位的分時(shí)選通16。七段數(shù)碼管電路如圖2.7所示。圖2.7 七段數(shù)碼管顯示

31、Fig. 2.7 seven digital tube display2.3.5濁度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)TS濁度傳感器是GE公司開發(fā)的一種專門用于家電產(chǎn)品的低成本傳感器，主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測(cè)量，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖2.8所示。此種濁度傳感器體積小，兼容TTL電平，使用方便17，故本次設(shè)計(jì)采用TS濁度傳感器。圖2.8 TS濁度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖Fig. 2.8 TS turbidity sensor principle structure diagram濁度傳感器的工作原理是：當(dāng)光線穿過(guò)一定量的水時(shí)，光線的透過(guò)量取決于該水的污濁程度：水越污濁，透過(guò)的光就越少。光接收端把透過(guò)的光強(qiáng)度

32、轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓大小。通過(guò)測(cè)量接收端的電壓，就可以計(jì)算出水的污濁程度。洗滌水的透光度與洗滌時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖2.9所示。（a）圖為洗滌全過(guò)程的濁度變化(a) diagram for turbidity change the whole process of washing （b）圖為輕污和重污的透光度比較(b) diagram for light pollution and heavy pollution of the transmittance comparison圖2.9洗滌水的透光度與洗滌時(shí)間t的關(guān)系曲線Fig. 2.9 Relation curves of washing water

33、 transmittance and washing time t在節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)中，濁度傳感器安裝在洗衣機(jī)的排水管口附近，如圖2.10所示，在洗衣機(jī)開始排水時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果送單片機(jī)。濁度值是由TS濁度傳感器測(cè)得濁度數(shù)據(jù)，送ADC0804進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后所得的數(shù)值。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同容量的洗衣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)確定更準(zhǔn)確的濁度值與對(duì)應(yīng)的洗滌時(shí)間。表2-3表明衣物濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系。圖2.10 濁度傳感器的工作示意圖Fig. 2.10 schematic diagram of turbidity sensor work表2-3 洗滌水濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系Table

34、2-3 relationship between washing water turbidity and washing time reference 序號(hào)污濁程度A（十進(jìn)制A/D值）洗滌時(shí)間（min）1A 556255 < A 948394 < A 126104126 < A 152125152 < A 173146173 < A 191167191 < A 208188A > 20820ADC0804是用CMOS集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與控制器連接時(shí)，無(wú)須附加邏輯接口電路。逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)

35、換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)多次比較而輸出數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是速度高、功耗低。ADC0804引腳如圖2.11所示。在本系統(tǒng)中，濁度信號(hào)轉(zhuǎn)換為0V5V電壓信號(hào)，濁度傳感器連接ADC0804的輸入接口進(jìn)行采樣處理，然后將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位數(shù)值0x000xff送入單片機(jī)P1口。TS濁度傳感器及其數(shù)據(jù)AD采樣電路如圖2.12所示。2.3.6電機(jī)控制 BACK圖2.11 ADC0804引腳功能Fig.2.11 the ADC0804 pin function圖2.12 TS濁度傳感器及其數(shù)據(jù)AD采樣電路 Fig.2.12 TS turbid

36、ity sensor and AD data sampling circuit本設(shè)計(jì)采用家用洗衣機(jī)常用的單相交流電機(jī)，這種電機(jī)有兩個(gè)繞組：主繞組和副繞組，兩個(gè)繞組在空間上相差90度。在啟動(dòng)繞組上串聯(lián)一個(gè)容量較大的啟動(dòng)電容，由于電容器作用使啟動(dòng)繞組中的電流在時(shí)間上比運(yùn)行繞組超前90度角，先到達(dá)最大值。在時(shí)間和空間上形成兩個(gè)相同的脈沖磁場(chǎng)，使定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。普通單相電機(jī)這兩個(gè)繞組完全一樣，互相可以交換。要使電機(jī)反轉(zhuǎn)，只要交換兩個(gè)繞組中的一個(gè)繞組的首尾接線就可反轉(zhuǎn)。電機(jī)的調(diào)速是通過(guò)一個(gè)串接線圈實(shí)現(xiàn)。單相交流電機(jī)

37、的正反轉(zhuǎn)控制原理如圖2.13所示。在本設(shè)計(jì)中，采用兩只HJR1-2C電磁繼電器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，一只HRS2H-S電磁繼電器控制電機(jī)的旁路繞阻以實(shí)現(xiàn)脫水時(shí)電機(jī)的高轉(zhuǎn)速工作。電機(jī)控制部分的電路原理圖如圖2.14所示。圖2.13 單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制Fig.2.13 single-phase AC motor positive inversion control圖2.14 電機(jī)控制部分Fig. 2.14 motor control part2.3.7水閥水閥的動(dòng)作采用電磁閥控制，使用兩只HRS2H-S電磁繼電器耦合來(lái)控制兩個(gè)大功率電磁閥。進(jìn)水或排水時(shí)，由單片機(jī)發(fā)出指令，使繼電器觸點(diǎn)吸合，接通水閥

38、的電磁鐵，帶動(dòng)閥門執(zhí)行進(jìn)水或排水操作。水閥電路如圖2.15所示。圖2.15 水閥控制電路Fig. 2.15 the water valve control circuit2.3.8水位傳感器水位傳感器采用吸簧式浮子傳感器，它本身輸出的就是數(shù)字信號(hào)。當(dāng)水位有變化時(shí)，浮子隨著水位上下浮動(dòng)，內(nèi)置磁石使對(duì)應(yīng)高度的簧片吸合，觸點(diǎn)導(dǎo)通；浮子離開時(shí)，當(dāng)前觸點(diǎn)斷開，到下一個(gè)觸點(diǎn)吸合。單片機(jī)掃描觸點(diǎn)變化信號(hào)就可判斷當(dāng)前洗衣桶內(nèi)的水位。水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.16所示。 圖2.16 水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 Fig. 2.16 schematic diagram of water level sensor str

39、ucture2.3.9電磁繼電器本電路系統(tǒng)是低壓控制高壓類型的程控電子線路，由芯片輸出的邏輯電平+5V來(lái)控制交流220V的負(fù)載電機(jī)。當(dāng)繼電器線圈兩端有電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁通使銜鐵吸向鐵芯極面，從而推動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合；當(dāng)線圈兩端電流小于一定值時(shí)，機(jī)械反力大于電磁吸力，銜鐵回到初始狀態(tài)，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。繼電器原理圖如圖2.17所示。 圖2.18 繼電器原理圖Fig. 2.18 schematic diagram of relay3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主程序根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求，控制主程序流程如圖3.1所示。洗衣機(jī)通電后，單片機(jī)上電進(jìn)行程序的初始化操作，默認(rèn)洗衣機(jī)工作模式為“厚

40、物洗滌”，并顯示此工作模式下的預(yù)設(shè)時(shí)間，然后掃描鍵盤，等待用戶命令。當(dāng)按下“開始”鍵后，系統(tǒng)就開始倒計(jì)時(shí)，并進(jìn)入相應(yīng)的工作模式程序開始洗滌.B主程序設(shè)定采用死循環(huán)的工作模式，在系統(tǒng)初始化后就一直按次序反復(fù)執(zhí)行各個(gè)功能模塊的子程序，檢查各標(biāo)志位的狀態(tài)。這樣即使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間地處在暫?；蛲Ｖ?fàn)顟B(tài)下，依然能夠及時(shí)響應(yīng)用戶的操作，快速恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)中，有效避免程序跑飛使控制器死機(jī)的情況。3.2計(jì)算時(shí)間子程序計(jì)時(shí)子程序用定時(shí)器0工作在方式0進(jìn)行定時(shí)，每隔50ms產(chǎn)生一次中斷，計(jì)數(shù)變量計(jì)滿20次則為1秒，每一秒都讓秒值自減1，從而實(shí)現(xiàn)較精確的1秒倒計(jì)時(shí)。分鐘值則以秒值的變化情況作為條件作出相應(yīng)的計(jì)算。走

41、時(shí)結(jié)束后程序會(huì)關(guān)停定時(shí)器，以避免干擾和其他不可預(yù)知的情況出現(xiàn)。在分鐘變量與秒鐘變量被重新賦初值后，程序會(huì)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前工作模式來(lái)決定是否開啟定時(shí)器。計(jì)算時(shí)間的程序流程如圖3.2所示。 圖3.1 主程序流程圖Fig.3.1The main program flow 3.3中斷程序系統(tǒng)用定時(shí)計(jì)數(shù)器0工作在方式0，每500毫秒溢出產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)中斷，用于定時(shí)1秒鐘的計(jì)時(shí)服務(wù)。中斷程序流程如圖3.3所示。圖3.2 計(jì)算時(shí)間子程序流程Fig. 3.2 computing time subprogram flowACK主程序流圖3.3 中斷程序Fig.3.3 interrupt program3.4顯示時(shí)間子

42、程序顯示時(shí)間子程序用于洗衣機(jī)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示。當(dāng)定時(shí)器T0啟動(dòng)后，單片機(jī)P0口發(fā)送時(shí)間數(shù)據(jù)與位選信號(hào)，用數(shù)碼管掃描方式顯示時(shí)間值。顯示時(shí)間子程序如圖3.4所示。圖3.4 顯示時(shí)間子程序流程Fig.3.4 shows the time subprogram flow3.5濁度數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換及漂洗控制子程序ADC程序主要用于處理來(lái)自TS濁度傳感器的模擬數(shù)據(jù)，將濁度信號(hào)轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制信號(hào)，送單片機(jī)處理判斷。當(dāng)本子程序被調(diào)用時(shí)，會(huì)先啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換并讀取數(shù)據(jù)，若轉(zhuǎn)換結(jié)果允許顯示，則調(diào)用顯示AD結(jié)果的子程序，否則其數(shù)據(jù)就僅僅用于給單片機(jī)判斷濁度，這樣避免了不必要的顯示，提高程序效率。本部分是實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)的

43、核心環(huán)節(jié)，其程序流程圖如圖3.5所示。 圖3.5 ADC子程序流程圖Fig.3.5 the ADC subroutine flow chart3.6鍵盤掃描子程序本設(shè)計(jì)采用4×4矩陣鍵盤作為系統(tǒng)輸入模塊，其4根行線和4根列線都由單片機(jī)P3口的8個(gè)位來(lái)控制。按鍵采用逐行掃描的方式，分別對(duì)4行掃描，相應(yīng)地讀取4列的電平變化，再將行與列的值比較，其交點(diǎn)處就是有動(dòng)作的按鍵，由此就可計(jì)算出相應(yīng)的鍵值而判斷是哪個(gè)按鍵被按下了。掃描矩陣鍵盤的程序流程圖如圖3.6所示。 圖3.6 鍵盤掃描子程序流程Fig. 3.6 keyboard scanning subroutine flow程序中設(shè)定了鍵值有

44、效性的判斷，若按鍵鍵值無(wú)效或程序沒檢測(cè)到按鍵操作，系統(tǒng)將跳過(guò)鍵盤服務(wù)子程序，僅僅對(duì)其進(jìn)行掃描。當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，程序才調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)子程序。這樣節(jié)約了程序在非用戶操作時(shí)的運(yùn)行時(shí)間，減少調(diào)用繁雜的子程序所占用的線程，提高M(jìn)CU運(yùn)行效率。3.7鍵盤服務(wù)子程序鍵盤服務(wù)子程序是根據(jù)按鍵指令來(lái)決定系統(tǒng)工作的服務(wù)程序，它僅在鍵值有效時(shí)才被調(diào)用執(zhí)行，這樣可充分利用單片機(jī)內(nèi)有限的硬件資源，加快程序的運(yùn)行速度和減短程序的掃描周期。鍵盤服務(wù)子程序采用多分支判斷結(jié)構(gòu)，讀入不同的鍵值來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的程序。每一次掃描僅作一次判斷，并設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)工作模式標(biāo)志，以此來(lái)決定整機(jī)的工作狀態(tài)與下達(dá)動(dòng)作指令。鍵盤服務(wù)子程序流程如圖3

45、.7所示。圖3.7 鍵盤服務(wù)子程序 Fig. 3.7 keyboard subprogram3.8工作模式設(shè)定程序單片機(jī)根據(jù)鍵盤和倒計(jì)時(shí)模塊輸入的命令來(lái)判斷系統(tǒng)當(dāng)前應(yīng)進(jìn)入的工作模式。若工作條件滿足，此程序就為系統(tǒng)設(shè)定相應(yīng)的工作模式，并修改模式標(biāo)志，送至動(dòng)作服務(wù)子程序執(zhí)行操作。系統(tǒng)的七種模式可由倒計(jì)時(shí)程序或系統(tǒng)傳感器的輸入信號(hào)來(lái)自動(dòng)設(shè)置，也可由用戶通過(guò)按鍵輸入來(lái)改變。工作模式設(shè)定的程序流程如圖3.8所示。圖3.8 工作模式設(shè)定程序流程Fig. 3.8 work mode setting procedure3.8.1“厚物洗滌”與“薄物洗滌”子程序單片機(jī)通過(guò)不同的條件來(lái)判斷執(zhí)行不同的洗滌方式。當(dāng)啟

46、動(dòng)鍵被按下后，洗衣機(jī)進(jìn)水閥通電打開，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定水位時(shí)，吸簧式水位傳感器中對(duì)應(yīng)的水位開關(guān)接通，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉。然后MCU接通洗滌電機(jī)的電源，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)即可進(jìn)行洗滌。厚物模式與薄物模式的洗衣過(guò)程基本相同，區(qū)別在于二者的水量和洗滌時(shí)間的差異。兩種洗滌模式的流程如圖3.9所示。 圖3.9 洗滌程序流程圖圖3.9 洗滌程序流程圖Fig. 3.9 washing procedure flow chart3.8.2“漂洗”子程序漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌劑，因此，漂洗過(guò)程與洗滌過(guò)程的電器動(dòng)作是相同的，關(guān)鍵在于通過(guò)實(shí)時(shí)濁度檢測(cè)與漂洗時(shí)間決策達(dá)到節(jié)能洗衣的目的。漂洗程序流程如圖3.10所示。圖3.10

47、 漂洗程序流程圖Fig. 3.10 the rinsing procedure flow chart3.8.3“脫水”子程序漂洗過(guò)程結(jié)束后，程序轉(zhuǎn)入“脫水”狀態(tài)。系統(tǒng)使電機(jī)停車，打開排水閥門排水。當(dāng)洗衣機(jī)的水位低到一定程度并滿足脫水條件時(shí)，電機(jī)調(diào)到正車高速檔，帶動(dòng)洗衣桶內(nèi)的衣物高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行脫水。排水洗衣機(jī)脫水子程序的開啟由工作模式標(biāo)志設(shè)定，實(shí)現(xiàn)2min電機(jī)高速運(yùn)作。排水程序流程如圖3.11所示。圖3.11 脫水程序流程圖Fig. 3.11 dewatering program flow chart3.9系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)子程序管理洗衣機(jī)各個(gè)工作模塊的動(dòng)作，主要是按照程序指令控制電機(jī)的

48、啟停與水閥的開閉?？刂茀?shù)來(lái)自鍵盤和倒計(jì)時(shí)模塊的輸入。動(dòng)作服務(wù)子程序流程如圖3.12所示。圖3.12 系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序流程圖 Fig. 3.12 the flow chart of the system action service program4系統(tǒng)調(diào)試與分析在完成全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之后，通過(guò)Proteus軟件和Keil軟件來(lái)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，并觀察現(xiàn)象。（1）系統(tǒng)上電后，會(huì)進(jìn)入默認(rèn)的“厚物洗滌”模式并等待操作。通過(guò)模式選擇按鍵可切換至“薄物洗滌”模式。這時(shí)只要按下“開始”鍵，洗衣機(jī)就會(huì)按照程序設(shè)定開始工作。（2）在選定洗滌模式之后按下開始鍵，系統(tǒng)開始倒計(jì)時(shí)，并打開進(jìn)水閥進(jìn)水。在預(yù)定

49、水位達(dá)到后，控制器關(guān)閉進(jìn)水閥，主電機(jī)在程序的控制下間歇正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)波輪和洗衣桶轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行洗滌。（3）洗衣機(jī)完成漂洗后進(jìn)入歷時(shí)2分鐘的脫水模式工作。脫水狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮，排水閥打開，電機(jī)在高速檔運(yùn)作。若此時(shí)在時(shí)間剩余1分鐘內(nèi)水位降至最低，則洗衣機(jī)直接跳出脫水程序，完成洗滌，進(jìn)入停機(jī)等待狀態(tài)。（4）在系統(tǒng)的正常工作中，若有異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)會(huì)立刻中斷當(dāng)前工作任務(wù)，進(jìn)入“報(bào)警”狀態(tài)：使電機(jī)停車等待，蜂鳴器發(fā)出告警音響。當(dāng)處理異常情況后，按下“開始”鍵洗衣機(jī)就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)，繼續(xù)洗滌工作。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證，本系統(tǒng)除具備洗衣機(jī)基本功能外，也具有智能判斷濁度，自主決策漂洗時(shí)間，根據(jù)水位情況制定洗滌任務(wù)等功

50、能，本課題設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)節(jié)能洗衣機(jī)的預(yù)期功能。5結(jié)論與總結(jié)本課題采用AT89C52單片機(jī)對(duì)家用洗衣機(jī)進(jìn)行智能控制，設(shè)計(jì)的控制洗衣機(jī)系統(tǒng)充分應(yīng)用了濁度檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)與軟件編程，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的節(jié)能控制，一個(gè)按鈕就能完成洗衣的全過(guò)程，且將洗衣機(jī)水耗降至最低。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：BACK(1) 由TS濁度傳感器和水位傳感器檢測(cè)到衣物的污濁度與洗滌所用水量,既能保證洗凈衣物又使洗滌時(shí)間縮短，最大限度地提高洗滌效果,節(jié)約能源及用水量,達(dá)到了本設(shè)計(jì)設(shè)定的節(jié)水這一主要目的。(2) 本設(shè)計(jì)還考慮到半自動(dòng)時(shí)的情況，用戶可以根據(jù)自己的需求自由選擇洗衣機(jī)的工作方式與洗滌時(shí)間。在洗衣機(jī)工作的任一過(guò)程中，用戶可根據(jù)

51、需要隨時(shí)暫停洗衣機(jī)，機(jī)蓋檢測(cè)和過(guò)載保護(hù)能有效保證用戶安全與洗衣機(jī)穩(wěn)定工作，延長(zhǎng)使用壽命。BACK在本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也出現(xiàn)了不少問題。如濁度傳感器暫時(shí)找不到，找到的雖然精度高質(zhì)量好，但是價(jià)格不菲。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)濁度傳感器在工作中輸出的是0V5V的模擬電壓信號(hào)，而這個(gè)信號(hào)可用電位器輸出，給設(shè)計(jì)和實(shí)物檢驗(yàn)帶來(lái)極大方便。BACK 本設(shè)計(jì)仍存在一些不足之處，如洗衣機(jī)水位調(diào)節(jié)只有二級(jí)水位變化，在實(shí)際應(yīng)用中可以增加水位調(diào)節(jié)級(jí)別，以便把洗衣機(jī)的節(jié)能功效發(fā)揮到最大；在軟件設(shè)計(jì)方面，本課題的軟件設(shè)計(jì)只考慮了各功能模塊都正常運(yùn)行的情況，而沒設(shè)計(jì)在某個(gè)關(guān)鍵器件故障時(shí)系統(tǒng)的自檢與保護(hù)性停機(jī)的程序，故在不同的系統(tǒng)中可視具體情況在程序中加入更加全面的故障處理與保護(hù)功能以使系統(tǒng)完善。由于時(shí)間所限，本設(shè)計(jì)的硬件模擬只能做出節(jié)能洗衣機(jī)的幾大基本功能，不能做出較完善和較全面的多功能控制系統(tǒng)，也是本設(shè)計(jì)的遺憾之處。參考文獻(xiàn)1蔡瑞雄.替代效應(yīng)的滾