自動(dòng)化洗衣機(jī)設(shè)計(jì)

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin畢業(yè)論文專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育班級(jí)學(xué)號(hào)：應(yīng)電0914–04學(xué)生姓名：盧四女指導(dǎo)教師：高鳳友教授二〇一四年六月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)論文自動(dòng)化洗衣機(jī)設(shè)計(jì)Automaticwashingmachinedesign專(zhuān)業(yè)班級(jí)：應(yīng)電0914班學(xué)生姓名：盧四女指導(dǎo)教師：高鳳友教授學(xué)院：電子工程學(xué)院2014年6月

摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域已經(jīng)邁向全自動(dòng)化。以前的洗衣機(jī)是雙桶的，一個(gè)桶用來(lái)洗衣服，一個(gè)桶用來(lái)甩干衣服，而現(xiàn)在的洗衣機(jī)一個(gè)桶就全部搞定，完成清潔工作，洗衣完成之后提醒用戶。用AT89S52芯片為核心設(shè)計(jì)的全自動(dòng)化洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，把衣服放入洗衣機(jī)內(nèi)，加入洗滌劑，此時(shí)開(kāi)啟洗衣機(jī)，首先根據(jù)衣服的多少設(shè)定水位的高度，按照正常的洗衣時(shí)間設(shè)置洗滌時(shí)間、漂洗時(shí)間以及脫水時(shí)間，當(dāng)然如果用戶的衣服在正常容量之內(nèi)，或者不是太臟的情況下可以使用系統(tǒng)默認(rèn)的洗滌、漂洗、脫水時(shí)間。洗衣完成后報(bào)警模塊報(bào)警，提示用戶衣服已經(jīng)洗好，等待用戶的下一步操作，如果感覺(jué)衣服沒(méi)有很好的洗滌，或者是時(shí)間設(shè)置的太短，可以重復(fù)操作再一次清洗，直至用戶滿意?？刂葡到y(tǒng)主要由單片機(jī)主控制電路和外部控制電路組成。單片機(jī)的主控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)洗衣機(jī)的工作過(guò)程，是由AT89S52單片機(jī)來(lái)完成，外部硬件分別有12864液晶顯示、鍵盤(pán)、蜂鳴器、電機(jī)、LED燈、繼電器、等電路組成。關(guān)鍵詞：AT89S52、12864液晶、電機(jī)、繼電器、蜂鳴器、控制系統(tǒng)

ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,moreandmoreareashavetowardsfullautomation.Especiallynowthewashingmachineismoreandmorehighlyautomated,justneedtoputclothesinawashingmachine,thensimplypressthetwobuttonscanbewashingtheclothes,cleaningaftertherewillbeavoicetoprompttheuser,theusercandosomethingelseintheprocessoflaundry,saveslabor,andsavetime.UseAT89S52chipasthecoredesignoffullautomaticwashingmachinerealizesthecontrolofthewholeprocessoflaundrywashingmachine,puttheclothesintothewashingmachine,adddetergent,openwashingmachinerightnow,firstofall,basedonwhatclothestosettheheightofthewaterlevel,accordingtothesettimenormallaundrywashingtime,rinseanddryingtime,ofcourse,iftheuser'sclotheswithinnormalcapacity,ornottoodirtyyoucanusethesystemdefaultundertheconditionofwashing,rinsing,dryingtime.Laundryafterthecompletionofthealarmmodulealarm,promptingtheuserclotheshavebeenready,waitingforthenextstepintheuseroperation,ifthefeelingdoesnothaveagoodwashingclothes,orissettooshortoftime,canrepeatoperationagainclean,untilcustomersatisfaction.Controlsystemismainlycomposedofsinglechipmicrocomputermaincontrolcircuitandtheexternalcontrolcircuit.MCUmastercontrolsystemisresponsiblefortheworkingprocessofthewashingmachine,istheAT89S52singlechipmicrocomputertocomplete,externalhardware12864liquidcrystaldisplay,keyboard,buzzer,motor,LEDlights,relays,circuitcompositionandsoon.KeyWords：AT89S52、12864

LCD、motor、relay、buzzer、controlsystemPAGE28目錄TOC\o"1-4"\u1引言 11.1全自動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)發(fā)的背景 11.2設(shè)計(jì)的目的及意義 11.3全自動(dòng)洗衣機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r 11.4洗衣機(jī)的發(fā)展情況 22設(shè)計(jì)方案 32.1設(shè)計(jì)任務(wù) 32.2方案論證 32.2.1芯片選擇 32.2.2直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇 42.2.3電源的選擇 42.2.4按鍵的選擇 42.2.5報(bào)警電路的選擇 53硬件電路設(shè)計(jì) 63.1系統(tǒng)整體說(shuō)明 63.2單片機(jī)控制電路 63.2.1AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng) 63.2.2復(fù)位電路 93.2.3時(shí)鐘電路 93.3驅(qū)動(dòng)電路 103.3.1直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 103.3.2H橋電路分析 103.4電源電路 123.4.1直流穩(wěn)壓電源的基本組成 123.4.25v直流穩(wěn)壓電源 123.4.3電源總體電路圖 133.5顯示電路 143.5.1OCM12864液晶顯示模塊概述 143.5.2最大工作范圍 143.5.3電氣特性(測(cè)試條件Ta=25,Vdd=5.0+/-0.25V) 143.5.4接口說(shuō)明 143.5.5指令描述 153.5.6接口時(shí)序 173.5.7屏幕顯示與DDRAM地址映射關(guān)系 183.5.8硬件測(cè)試電路 193.6按鍵電路 193.7報(bào)警電路 204軟件設(shè)計(jì) 214.1主流程圖 214.2設(shè)置模式 224.3標(biāo)準(zhǔn)洗滌 224.4洗滌程序設(shè)計(jì) 224.5漂洗 234.6脫水 245調(diào)試 255.1硬件的調(diào)試 255.2軟件的調(diào)試 25結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)20屆本科生畢業(yè)論文1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)發(fā)的背景隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，邁向全自動(dòng)化的領(lǐng)域越來(lái)越多。在多年前洗衣機(jī)已經(jīng)趨向自動(dòng)化，科技的進(jìn)步，洗衣機(jī)也在更新?lián)Q代。以前的洗衣機(jī)半自動(dòng)化，而且是雙桶，洗滌完成后，需要手動(dòng)換桶，而現(xiàn)在的洗衣機(jī)一個(gè)桶就可以完成洗滌、漂洗、脫水等操作，還有一些比較先進(jìn)的洗衣機(jī)是用電腦來(lái)控制，洗衣機(jī)可以檢測(cè)衣服的重量，根據(jù)衣服的量來(lái)添加水量，和洗滌劑，并且可以自動(dòng)設(shè)置洗滌的時(shí)間和洗滌力度，洗滌完成后自動(dòng)進(jìn)行漂洗，脫水工作，當(dāng)然還有的洗衣機(jī)有將衣物烘干的功能。完成洗衣工作后，報(bào)警提示，用戶及時(shí)處理。1.2設(shè)計(jì)的目的及意義每家每戶幾乎都有洗衣機(jī)，市場(chǎng)需求力很大，用戶對(duì)洗衣機(jī)的要求也越來(lái)越高。目前市場(chǎng)上的一般的洗衣機(jī)都設(shè)有洗滌模式和水量的控制，樣式比較單一，用時(shí)只能根據(jù)衣服的量來(lái)粗略的設(shè)置洗衣機(jī)，在很多方面不能滿足用戶的需求，所以作為設(shè)計(jì)者，我們應(yīng)該繼續(xù)鉆研，希望能夠有新的課題和更好的改良建議，把用戶的需求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，可以設(shè)計(jì)出功能更加全面、更加人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。現(xiàn)在市場(chǎng)上的洗衣機(jī)功能比較簡(jiǎn)單，價(jià)格也相對(duì)比較便宜，適合大眾消費(fèi)水平，而功能全面的價(jià)格比較貴，一般用戶不會(huì)選購(gòu)，享受不到高級(jí)服務(wù)，我的這個(gè)設(shè)計(jì)比一般洗衣機(jī)有所提高，但是相比高價(jià)洗衣機(jī)來(lái)說(shuō)，還是不能相比的。本次設(shè)計(jì)是用單片機(jī)作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)了在普通洗衣機(jī)里面沒(méi)有的高級(jí)別的功能，可以自己設(shè)置洗滌、漂洗和脫水的時(shí)間，跟固定的洗衣模式相比較，更有人性化，滿足了人們的不同需求。1.3全自動(dòng)洗衣機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r1、洗衣機(jī)的分類(lèi) 洗衣機(jī)的種類(lèi)繁多，主要是按結(jié)構(gòu)形式、滌方式以及結(jié)構(gòu)原理和自動(dòng)化程度分類(lèi)，按照結(jié)構(gòu)形式可以分為單桶型、雙桶型和多桶型。按照結(jié)構(gòu)原理分為滾筒式、波輪式、攪拌式或（擺動(dòng)葉）式。按照自動(dòng)化程度分為普通話洗衣機(jī)、半自動(dòng)型洗衣機(jī)和全自動(dòng)化洗衣機(jī)。1.4洗衣機(jī)的發(fā)展情況洗衣機(jī)的發(fā)展由半自動(dòng)化發(fā)展到全自動(dòng)化，改朝換新的太快，很多企業(yè)也已經(jīng)意識(shí)到，只有通過(guò)技術(shù)的提升和產(chǎn)品質(zhì)量的保證來(lái)贏得洗衣機(jī)的市場(chǎng)，這個(gè)才是企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展之道。 2013年的洗衣機(jī)市場(chǎng)穩(wěn)步提升，相信2014年洗衣機(jī)的技術(shù)也會(huì)有很大的提高，現(xiàn)在的洗衣機(jī)什么價(jià)位的都有，幾乎每個(gè)家庭都會(huì)有一臺(tái)洗衣機(jī)，為了迎合市場(chǎng)的需求，設(shè)計(jì)一款價(jià)格便宜，功能比較全面的洗衣機(jī)，我此次的設(shè)計(jì)是用AT89S52芯片為核心設(shè)計(jì)的全自動(dòng)化洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，AT89S52單片機(jī)價(jià)格便宜，小巧，能實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的全面控制。2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1、主要內(nèi)容：本次設(shè)計(jì)主要是以AT89S52為核心芯片，添加必要的外圍電路，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制。2、主要功能：（1）工作模式選擇分為： 標(biāo)準(zhǔn)模式：洗滌、漂洗、脫水時(shí)間固定，是一種比較普遍的洗衣方式； 快速模式：洗滌、漂洗、脫水時(shí)間固定且比較短，適合清洗夏天的衣服或清洗比較干凈的衣服； 自定義模式：洗滌、漂洗、脫水時(shí)間都可以自定義。有些衣服很臟，或者是衣服只穿了一次很干凈，像這種特殊情況就要特殊處理，自定義洗滌、漂洗、脫水時(shí)間，然后進(jìn)行清洗。（2）水量的選擇： 12L～18L：適合衣服比較少的情況下； 24L～29L：一般5斤～8斤之間，如果衣服太多水太少容易導(dǎo)致清洗不凈； 33L～37L：小于10斤的衣服，衣服太多桶承載不起來(lái)，并且會(huì)導(dǎo)致水溢出，容易損壞洗衣機(jī)。（3）洗衣機(jī)在工作的過(guò)程中，液晶顯示器上會(huì)顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。（4）要先選擇水量設(shè)定和工作模式，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)工作狀態(tài)不能更改。2.2方案論證2.2.1芯片選擇方案A：采用AT89S52作為CPU，AT89S52是一種高性能、低功耗的8位微控制器單片機(jī)，8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，擁有1000次的擦寫(xiě)周期等功能，在普通單片機(jī)編程中甚得同學(xué)們的喜愛(ài)，一般入門(mén)都是用AT89S52。方案B：采用STM32作為主控芯片，在嵌入式領(lǐng)域STM32芯片介于低端和高端之間他相對(duì)于普通的8/16位機(jī)有更多的芯片上外設(shè)，更先進(jìn)的內(nèi)核構(gòu)架，可以運(yùn)行uC/OS等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；相對(duì)與可運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)的高端CPU，其成本低，實(shí)時(shí)性強(qiáng)且STM32具有開(kāi)發(fā)速度快、易于閱讀、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于普通的單片機(jī)（如51單片機(jī)、STC單片機(jī)等），STM32發(fā)展空間更大，且后便于以后的維護(hù)和更新。由于全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)時(shí)鐘速度要求沒(méi)有那么高，并且AT89S52單片機(jī)也是我們?cè)?jīng)學(xué)過(guò)的單片機(jī)，比較熟悉，故選擇方案A。2.2.2直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇方案A：采用由三極管組成的驅(qū)動(dòng)電路，用三極管作為驅(qū)動(dòng)，只能驅(qū)動(dòng)功率不較小的電機(jī)，因?yàn)槿?jí)管組成的電路電流比較小，驅(qū)動(dòng)功率大的電機(jī)會(huì)燒壞管子，由于電路設(shè)計(jì)用不到太大功率的電機(jī)，并且該電路能實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，所以三極管H橋電路滿足本設(shè)計(jì)的要求方案B：L298是集成的全橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)比較電流大，但是相對(duì)與三極管組成的H橋電路來(lái)說(shuō)價(jià)格比較貴，并且應(yīng)用三極管組成的H橋電路可以加深對(duì)三極管的理解，所以本次設(shè)計(jì)選擇方案一作為驅(qū)動(dòng)電路2.2.3電源的選擇方案一：采用化學(xué)電源化學(xué)電源一般是已經(jīng)是成品的電源，如干電池、手機(jī)電池（鋰離子電池）、電動(dòng)車(chē)上的電池（鉛酸蓄電池）等。這種電池便宜、小巧、且放電時(shí)間比較長(zhǎng)，但這些只能用于耗電量比較少的設(shè)備。 方案二:線性直流穩(wěn)壓電源(LPS)線性直流穩(wěn)壓電源是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下直流穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源首先要經(jīng)過(guò)變壓器，把市電變成幅度小的交流電，然后經(jīng)過(guò)整流電路，把交流電變成幅度穩(wěn)定的脈動(dòng)直流電，經(jīng)過(guò)整流后的電壓脈動(dòng)大，再在整流橋后面加入濾波電路，把脈動(dòng)直流電變成平滑的直流電壓。此電壓穩(wěn)定，能持續(xù)供電?？紤]到設(shè)計(jì)的需要和結(jié)合實(shí)際情況，洗衣機(jī)需要大量供電，并且家電一般不會(huì)移動(dòng)，位置固定，所以選擇比較笨重的線性直流穩(wěn)壓電源供電。即選擇方案二。2.2.4報(bào)警電路的選擇方案一：采用蜂鳴器報(bào)警，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理易懂，且元器件容易查找，程序簡(jiǎn)單，適用于簡(jiǎn)單的提示報(bào)警。方案二：采用ISD1820語(yǔ)音報(bào)警，語(yǔ)音以非?？旖?、直觀、準(zhǔn)確的信息，方便維修人員實(shí)時(shí)分析、處理所出現(xiàn)的問(wèn)題，語(yǔ)音報(bào)警能給人非常親切的感覺(jué)，縮短了人際交互的距離，但是語(yǔ)音報(bào)警價(jià)格比較昂貴，并且洗衣機(jī)只是提示人們衣服洗好了，用語(yǔ)音來(lái)提示優(yōu)點(diǎn)大材小用，所以通過(guò)兩個(gè)方案的比較，選擇方案一。3.1系統(tǒng)整體說(shuō)明全自動(dòng)化洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，把衣服放入洗衣機(jī)內(nèi)，加入洗滌劑，此時(shí)開(kāi)啟洗衣機(jī)，首先根據(jù)衣服的多少設(shè)定水位的高度，按照正常的洗衣時(shí)間設(shè)置洗滌時(shí)間、漂洗時(shí)間以及脫水時(shí)間，當(dāng)然如果用戶的衣服在正常容量之內(nèi)，或者不是太臟的情況下可以使用系統(tǒng)默認(rèn)的洗滌、漂洗、脫水時(shí)間。設(shè)置完成后按下洗衣按鈕，當(dāng)洗滌時(shí)間到時(shí)，有一次半脫水然后再灌入新水進(jìn)行漂洗（如果用戶認(rèn)為漂洗一次不能清除殘留在衣服上的洗衣粉或者洗衣液時(shí)可以進(jìn)行多次漂洗），漂洗完成后，打開(kāi)排水閥排水，進(jìn)行脫水工作。洗衣完成后報(bào)警模塊開(kāi)始報(bào)警，提示用戶衣服已經(jīng)洗好了，等待用戶的下一步操作，如果感覺(jué)衣服沒(méi)有洗干凈，或者是時(shí)間設(shè)置的太短，可以重復(fù)操作再一次清洗，直到用戶滿意。 以AT89C52作為系統(tǒng)的主控制芯片，外圍電路有進(jìn)出水電磁閥模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、電機(jī)模塊、報(bào)警模塊、以及電源模塊組成，系統(tǒng)框圖如圖3-1所示：進(jìn)出水電磁閥模塊進(jìn)出水電磁閥模塊顯示模塊電機(jī)模塊AT89S52顯示模塊電機(jī)模塊AT89S52鍵盤(pán)模塊報(bào)警模塊鍵盤(pán)模塊報(bào)警模塊電源模塊電源模塊圖3-1洗衣機(jī)設(shè)計(jì)總圖3.2單片機(jī)控制電路3.2.1AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)（3）單片機(jī)引腳功能介紹，如圖3-2所示：圖3-2單片機(jī)引腳圖如圖3-2，從左邊一排開(kāi)始依次是：P1口、REST、P3口、P2口、ALE/PROG、PSEN、EA/VPP、P0口。其中P0、P1、P2、P3口是單片機(jī)的IO口引出腳；REST是單片機(jī)復(fù)位電路，要想實(shí)現(xiàn)復(fù)位，必須使9腳保持兩個(gè)高電平機(jī)器周期以上；ALE/PROG為低電平時(shí)，允許訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，用于鎖存地址的低字節(jié)。PSEN：是指外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。外部程序存儲(chǔ)器讀取指令時(shí)，只有在一個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)兩次PSEN信號(hào)時(shí)，才會(huì)有效。EA/VPP：如果不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，把31引腳置高。XTAL1：反向振蕩放大器和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.2.2復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是單片機(jī)內(nèi)部地址全部回到0000H處，復(fù)位電路是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢，下面就來(lái)具體介紹：當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)REST一腳接R12電阻接地，由于電阻阻值比較小，所以REST基本接地，當(dāng)REST接地時(shí)單片機(jī)不復(fù)位，程序照常運(yùn)行，如果按鍵按下，RSET直接接電源，當(dāng)REST出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高點(diǎn)平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。圖3-3復(fù)位電路3.2.3時(shí)鐘電路XTAL1引腳接單片機(jī)的18引腳，，作為放大器的反相輸入端，XTAL2作為內(nèi)部振蕩器的輸出端，因?yàn)槲覀儾捎玫氖峭獠繒r(shí)鐘信號(hào)，所以電路如圖3-4時(shí)鐘電路所示，由固定頻率輸出的晶振作為振蕩信號(hào)。晶振的頻率允許在1MHz～24MHz范圍內(nèi)選擇。電容取值為30PF左右。圖3-4時(shí)鐘電路3.3驅(qū)動(dòng)電路3.3.1直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 直流電動(dòng)機(jī)是指直流電動(dòng)機(jī)是用直流電流來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)磁場(chǎng)電路與電樞電路連接方式不同，可分為串激、分激和復(fù)激電動(dòng)機(jī)。在生活中的直流電動(dòng)機(jī)中，也不止用到一個(gè)線圈，而是由許多個(gè)線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中，當(dāng)導(dǎo)體中流過(guò)電流，在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。如圖所示：圖3-5H橋驅(qū)動(dòng)電路3.3.2H橋電路分析下圖為一個(gè)比較典型的直流電機(jī)控制電路。它的形狀跟字母“H”相似所以名為“H橋驅(qū)動(dòng)電路”。由4個(gè)三極管（Q1、Q2、Q3、Q4）組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是中間的橫杠（這只是示意圖，而不一個(gè)是完整的電路圖，沒(méi)有畫(huà)出三極管的驅(qū)動(dòng)電路）。圖3-6H橋驅(qū)動(dòng)電路要想電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，只要導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。如下圖所示，當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q4流到電源負(fù)極。如圖中電流箭頭的方向，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（箭頭指示為順時(shí)針?lè)较颍?。圖3-7H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)要想電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，只要導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。如下圖所示，當(dāng)Q1和Q4導(dǎo)通時(shí)，電流從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q4流到電源負(fù)極。如圖中電流箭頭的方向，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（箭頭指示為順時(shí)針?lè)较颍?。圖3-8為Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流從電源正極經(jīng)Q3從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q2流到電源負(fù)極。如圖中電流箭頭的方向，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)按特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)（箭頭指示為逆時(shí)針?lè)较颍?。圖3-8H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)3.4電源電路3.4.1直流穩(wěn)壓電源的基本組成線性直流穩(wěn)壓電源大多采用電源變壓器，將交流220V市電變?yōu)榻涣鞯蛪?，然后?jīng)過(guò)整流，濾波得到直流低壓后提供給穩(wěn)壓電路作穩(wěn)壓處理。直流穩(wěn)壓電源組成框圖及各部分電路波形如圖3.3.1所示，其主要組成部分為電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等。圖3-9組成框圖及各部分電路波形（1）電源變壓器:將交流電220v市電變壓成12V的交流電。（2）整流電路:整流的過(guò)程是將12V的交流電變成脈動(dòng)直流電。（3）濾波電路:濾波電路將整流后的脈動(dòng)直流電變成平滑的直流電。（4）穩(wěn)壓電路:穩(wěn)壓后的電壓穩(wěn)定，在此次設(shè)計(jì)中采用7805穩(wěn)壓。3.4.25v直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)組成框圖如圖所示：圖3-10系統(tǒng)組成框圖220V的交流電經(jīng)過(guò)變壓器，把交流電網(wǎng)電壓整成本要求的交流電壓。經(jīng)過(guò)變壓器之后的交流電通過(guò)整流橋，變成直流電壓，但是經(jīng)過(guò)整流橋的直流電壓脈動(dòng)比較大，需要給他加上濾波電路，經(jīng)過(guò)濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓值，使直流電壓更加穩(wěn)定。7812集成穩(wěn)壓塊，表示輸出穩(wěn)壓成正固定電壓12V，在7812集成穩(wěn)壓塊后面接如7805，7805可以直接將12V電壓值穩(wěn)壓成正電壓5V，并且穩(wěn)壓后的電流可以達(dá)到2A。3.4.3電源總體電路圖電源總體框圖如圖所示：圖3-11電源總體電路圖上圖就是本次設(shè)計(jì)中的電源模塊，把市電經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路變成12V交流電，然后經(jīng)過(guò)整流橋，把交流電變成脈動(dòng)直流電，通過(guò)濾波電路把脈動(dòng)的直流電慮成平滑的直流電，最后經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓芯片穩(wěn)成所需要的固定電壓值5V。3.5顯示電路3.5.1硬件連接電阻RP5是調(diào)節(jié)屏幕分辨率的，7～14腳接單片機(jī)的P0口，進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行傳輸4、5、6腳讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)和使能控制端。如下圖所示：圖3-1412864電路圖3.5.2接口說(shuō)明3.5.6指令描述1、清除顯示（DispClear

0x01）功能：將

DDRAM

填滿“20H”

（空格）代碼，并且設(shè)定

DDRAM

的地址計(jì)數(shù)器（AC）為00H；更新設(shè)置進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)將

I/D

設(shè)為

1，游標(biāo)右移

AC

加

1。2、地址歸

0（HOME

0x20）功能：設(shè)定

DDRAM

的地址寄存器為

00H，并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置；這個(gè)指令并不改變

DDRAM

的內(nèi)容。3、進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)ENTRYMODESET(InputSet0x04|1<<1|0)0x06功能：指定在顯示數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入時(shí)，設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位I/D＝1，游標(biāo)右移，DDRAM

地址計(jì)數(shù)器（AC）加

1I/D＝0，游標(biāo)左移，DDRAM

地址計(jì)數(shù)器（AC）減

1S:顯示畫(huà)面整體位移S

I/D

功能描述H

H

畫(huà)面整體左移H

L

畫(huà)面整體右移4、顯示開(kāi)/關(guān)設(shè)置

DISPLAYSET(DispSet

0x08|1<<2|1<<1|0)0x0c功能：控制整體顯示開(kāi)關(guān)，游標(biāo)開(kāi)關(guān)，游標(biāo)位置顯示反白開(kāi)關(guān)D=1,整體顯示開(kāi)；D=0，整體顯示關(guān)，但是不改變DDRAM

內(nèi)容C=1,游標(biāo)顯示開(kāi)；C=0，游標(biāo)顯示關(guān)B=1,游標(biāo)位置顯示反白開(kāi)，將游標(biāo)所在地址上的內(nèi)容反白顯示;B=0，正常顯示

5、游標(biāo)或顯示移位控制CURSORANDDISPLAYSHIFTCONTROL

(DispMov0x10|0<<3|1<<2)

0x14功能：這條指令不改變

DDRAM

的內(nèi)容S/C

R/L

方向

AC

的值L

L

游標(biāo)向左移動(dòng)

AC=AC-1L

H

游標(biāo)向右移動(dòng)

AC=AC+1H

L

顯示向左移動(dòng)，游標(biāo)跟著移動(dòng)

AC=ACH

H

顯示向右移動(dòng)，游標(biāo)跟著移動(dòng)

AC=AC

8、設(shè)定

DDRAM地址

(DDRAM0x80)

功能：設(shè)定

DDRAM

地址到地址計(jì)數(shù)器（AC）第一行

AC

范圍

80H～8FH第二行

AC

范圍

90H～9FH備注：ST7920

控制器的

128×64

點(diǎn)陣液晶其實(shí)原理上等同

256×32

點(diǎn)陣，第三行對(duì)應(yīng)的

DDRAM

地址緊接第一行；第四行對(duì)應(yīng)的

DDRAM

地址緊接第二行。用戶在使用行反白功能時(shí)，如果第一行反白，第三行必然反白。第二行反白，第四行必然反白。這是正?，F(xiàn)象。9、寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)功能：寫(xiě)數(shù)據(jù)到DDRAM，DDRAM是存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)的，寫(xiě)指令執(zhí)行后Y地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。D7-D0位數(shù)據(jù)為1表示顯示，數(shù)據(jù)為0表示不顯示。寫(xiě)數(shù)據(jù)到DDRAM前，要先執(zhí)行“設(shè)置頁(yè)地址”及“設(shè)置列地址”命令。10、讀顯示數(shù)據(jù)功能：從DDRAM讀數(shù)據(jù)，讀指令執(zhí)行后Y地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。從DDRAM讀數(shù)據(jù)前要先執(zhí)行“設(shè)置頁(yè)地址”

及“設(shè)置列地址”命令。

3.6按鍵電路 通過(guò)控制這8個(gè)按鍵設(shè)定洗衣機(jī)的工作狀態(tài)：key1啟動(dòng)洗衣機(jī)使其運(yùn)行，key2用來(lái)設(shè)置水量，key3選擇工作模式，key4用來(lái)選擇自定義的洗滌、漂洗、脫水時(shí)間，key5選擇工作狀態(tài)，key6時(shí)間的增加，key7時(shí)間的減少。電路圖如下所示：圖3-15按鍵電路按鍵在控制電路中很常見(jiàn)，一般使用按鍵都是為單片機(jī)發(fā)送指令，從而控制單片機(jī)電路的其他硬件，當(dāng)按鍵按沒(méi)有按下時(shí)，單片機(jī)端口由上拉電阻拉高，按鍵一旦按下，單片機(jī)端口出現(xiàn)低電平，當(dāng)單片機(jī)掃描到低電平時(shí)，認(rèn)為有人操作，開(kāi)始執(zhí)行命令，但是由于單片機(jī)掃描太快，按鍵按下有抖動(dòng)出現(xiàn)，影響單片機(jī)的判斷，所以我們?cè)谔幚戆存I時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行消抖操作，消抖有兩種方法，一種是軟件消抖，另一種是硬件消抖。我們一般都用軟件消抖，在處理時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下，進(jìn)行延時(shí)判斷，看看案件是否真的按下，若是真的按下則進(jìn)行相應(yīng)的指令操作。3.7報(bào)警電路報(bào)警電路如圖所示，報(bào)警電路由三極管、電阻、電容以及蜂鳴器組成。單片機(jī)程序運(yùn)行，如果條件成立，單片機(jī)給BEEP端口發(fā)送命令，當(dāng)BEEP端等于0時(shí)，PNP型三極管導(dǎo)通，蜂鳴器導(dǎo)通，進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)BEEP為高電平時(shí)，三極管Q1是截止的,蜂鳴器沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)不響鳴。電阻4.7k是限流電阻。限制流入單片機(jī)的電流。如下圖所示：圖3-14報(bào)警電路3.7繼電器電路繼電器是用來(lái)模擬洗衣機(jī)進(jìn)水和出事情況的，在軟件里面定義繼電器端口，洗滌時(shí)首先應(yīng)該開(kāi)啟進(jìn)水端口，進(jìn)行抽水，當(dāng)洗衣機(jī)的水量達(dá)到一定的高度時(shí)，關(guān)閉繼電器，在洗衣機(jī)進(jìn)行到漂洗結(jié)束時(shí)，打開(kāi)出水口，把水排除，為脫水做準(zhǔn)備。P14為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，發(fā)光二極管亮，相應(yīng)的繼電器常開(kāi)端口閉合，常閉端口打開(kāi)，電路中二極管的作用是起到電路保護(hù)作用，防止繼電器燒壞。4.1主流程圖開(kāi)始開(kāi)始接鍵掃描接鍵掃描工作模式設(shè)置工作模式設(shè)置N啟動(dòng)N啟動(dòng)YY洗滌洗滌漂洗漂洗脫水脫水N報(bào)警N報(bào)警YY結(jié)束結(jié)束圖4-1主流程圖開(kāi)始到按鍵掃描再到工作模式設(shè)置，啟動(dòng)洗衣機(jī)，然后進(jìn)行洗滌，如果不是則回到按鍵掃描，洗滌完在進(jìn)行漂洗，票洗完脫水，脫水完進(jìn)行報(bào)警，然后洗滌結(jié)束，否則回到洗滌界面。按鍵掃描4.2設(shè)置模式按鍵掃描水量設(shè)置水量設(shè)置模式設(shè)置模式設(shè)置啟動(dòng)啟動(dòng)圖4-2設(shè)置模式圖設(shè)置模式是由按鍵掃描到水量設(shè)置再到模式設(shè)置最后啟動(dòng)洗衣機(jī)。4.3標(biāo)準(zhǔn)洗滌開(kāi)啟洗衣機(jī)開(kāi)啟洗衣機(jī)進(jìn)水進(jìn)水電機(jī)轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)洗滌洗滌漂洗漂洗脫水脫水結(jié)束報(bào)警結(jié)束報(bào)警圖4-3標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式圖標(biāo)準(zhǔn)洗滌：首先開(kāi)啟洗衣機(jī)，洗衣機(jī)進(jìn)水，然后電機(jī)轉(zhuǎn)，開(kāi)始洗衣服，洗完衣服再進(jìn)行漂洗，漂洗完脫水，脫完水洗衣機(jī)報(bào)警，最后洗衣結(jié)束。4.4洗滌程序設(shè)計(jì)注水完成注水完成電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)停止停止電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)停止停止時(shí)間到時(shí)間到NNYY進(jìn)入漂洗進(jìn)入漂洗圖4-4洗滌程序設(shè)計(jì)圖洗滌程序：注水完成之后，電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)完停止，然后開(kāi)始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)完停止，時(shí)間到了開(kāi)始進(jìn)入漂洗，否則回到電機(jī)正轉(zhuǎn)界面。洗滌結(jié)束4.5漂洗洗滌結(jié)束漂洗開(kāi)始漂洗開(kāi)始電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)停電機(jī)停電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)停電機(jī)停漂完漂完NNYY脫水脫水圖4-5漂洗圖漂洗：洗滌結(jié)束后開(kāi)始漂洗，電機(jī)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)完電機(jī)停止，然后開(kāi)始電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)完電機(jī)停止，漂洗完之后開(kāi)始脫水，否則回到電機(jī)正轉(zhuǎn)界面。4.6脫水開(kāi)始脫水開(kāi)始脫水開(kāi)排水閥開(kāi)排水閥開(kāi)電機(jī)脫水開(kāi)電機(jī)脫水關(guān)排水閥關(guān)排水閥報(bào)警報(bào)警結(jié)束結(jié)束脫水：漂洗完開(kāi)始脫水，打開(kāi)排水閥，開(kāi)電機(jī)脫水，關(guān)排水閥，然后報(bào)警，最后脫水結(jié)束。5.1硬件的調(diào)試電路板焊接后,開(kāi)始對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試工作,首先檢查元件的好壞,導(dǎo)線是否導(dǎo)通,沒(méi)有虛焊,漏焊等等。采用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)電容、電阻及導(dǎo)線是否短接。電路接通電源后，檢查每個(gè)芯片的引腳輸出信號(hào),用手觸摸下元件及芯片有沒(méi)有發(fā)熱，有的話，,立即關(guān)掉電源。沒(méi)有問(wèn)題的話開(kāi)始對(duì)電路中的引腳信號(hào)，在這里將用到示波器。5.2軟件的調(diào)試編程軟件采用的是KeiluVision3MCS-51，單片機(jī)C語(yǔ)言的軟件調(diào)試，如果在語(yǔ)句中出現(xiàn)錯(cuò)誤，該軟件會(huì)提示出來(lái)，方便更正。軟件檢查主要是看初始化程序是否正確，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求定義正確的初始化程序，為接下來(lái)的程序執(zhí)行做好準(zhǔn)備。將編好的程序下載到開(kāi)發(fā)板中。1、按鍵軟件調(diào)試：讀取按鍵的值，并通過(guò)軟件設(shè)置串口，連接電腦進(jìn)行調(diào)試，首先在軟件中給按鍵命名，在讀取時(shí)，各個(gè)按鍵要分開(kāi)，按鍵讀取后通過(guò)串口發(fā)送，觀察按鍵是否正確。2、繼電器軟件調(diào)試：繼電器是用來(lái)模擬洗衣機(jī)進(jìn)水和出事情況的，在軟件里面定義繼電器端口，洗滌時(shí)首先應(yīng)該開(kāi)啟進(jìn)水端口，進(jìn)行抽水，當(dāng)洗衣機(jī)的水量達(dá)到一定的高度時(shí)，關(guān)閉繼電器，在洗衣機(jī)進(jìn)行到漂洗結(jié)束時(shí)，打開(kāi)出水口，把水排除，為脫水做準(zhǔn)備，這個(gè)過(guò)程我們可以通過(guò)串口把數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦，觀察，高電平表示關(guān)閉，低電平表示進(jìn)水口打開(kāi)。3、報(bào)警電路調(diào)試：當(dāng)洗衣機(jī)完成洗衣工作后，也就是進(jìn)行脫水完成后，開(kāi)啟報(bào)警裝置，提醒洗衣人及時(shí)處理，同樣通過(guò)串口觀察，低電平表示電路報(bào)警開(kāi)啟。4、驅(qū)動(dòng)電路調(diào)試：驅(qū)動(dòng)電路中一般是單片機(jī)發(fā)送命令，10表示正轉(zhuǎn)，01表示反轉(zhuǎn)，可以用萬(wàn)用表測(cè)試輸出端口是否是這兩個(gè)狀態(tài)，如果是說(shuō)明軟件沒(méi)有什么大問(wèn)題。5.2硬件的調(diào)試圖5-1按下電源按鈕，顯示屏上出現(xiàn)水量跟模式字樣，接下來(lái)就是設(shè)置水量跟模式。圖5-2按下key2按鍵設(shè)置洗衣機(jī)洗衣的水量，這里設(shè)置的是12L～18L。圖5-3按下key3按鍵選擇洗衣機(jī)的工作模式，這里選擇的是標(biāo)準(zhǔn)模式。圖5-4按下key1啟動(dòng)按鍵，首先是從洗衣機(jī)的洗滌開(kāi)始，一定時(shí)間之后洗滌完畢開(kāi)始漂洗，漂洗一段時(shí)間完畢開(kāi)始脫水，脫完水洗衣就結(jié)束。圖5-5按下電源按鈕，屏幕上出現(xiàn)水量和模式字樣，按下key2按鍵設(shè)置洗衣機(jī)的洗衣水量，按下key3按鍵選擇洗衣機(jī)的工作模式，這里選擇的是自定義模式，按下key4選擇自定義的洗滌、漂洗、脫水的時(shí)間，按下key5按鍵選擇工作狀態(tài)，key6設(shè)置時(shí)間的增加，key7設(shè)置時(shí)間的減少。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng),體現(xiàn)了電子信息技術(shù)在日常生活中應(yīng)用。本章介紹了硬件和軟件方面。系統(tǒng)硬件部分主要是對(duì)硬件各部分電力設(shè)計(jì),外圍電路有進(jìn)出水電磁閥模塊、顯示