自动化毕业论文：基于单片机的洗衣机控制器设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的洗衣机控制器设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 基于单片机的洗衣机控制器设计摘要：洗衣机是必要的日常生活用品，它的发明和应用减少了人们的洗衣工作时间，减轻人们家务劳动的压力，它也就逐渐成为人们日常生活中不可缺少的家用电器。本文基于 STC89C52 单片机为核心设计了洗衣机控制器，该控制器实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，主要包括用户参数输入、洗衣、脱水和洗衣结束蜂鸣报警四个阶段。控制器的系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三大模块组成。电源电路为单片机主控系统提供 5v 的直流电压；单片机主控系统负

2、责控制洗衣机的工作过程，主要由单片机、数码管、按键、蜂鸣器组成；外部硬件电路有继电器、三极管、液晶显示屏、LED 灯组成。本设计通过单片机编程实现对洗衣机控制器功能的操作，用液晶显示屏来显示运行时间等效果。本设计取材容易，结构简洁，易于制作，具有一定的实用价值。关键词： 洗衣机 控制器 单片机 继电器指导老师签名:Washing machine controller design based on microcontrollerAbstract: Washing machines are essential daily necessities , its invention and appli

3、cation of reduced working hours of people s laundry , reduce the pressure on people to housework , it will gradually become indispensable in daily life appliances . STC89C52 microcontroller core design based on a washing machine controller that implements the entire laundry process for washing machi

4、ne control , including user input parameters , laundry , laundry dehydration and ending buzzer alarm four stages. The main system controller from the power circuit , microprocessor control systems and external hardware circuit of three modules . Power supply circuit provides the main control system

5、for the single-chip 5v dc voltage ; MCU master control system is responsible for controlling the working process of the washing machine , mainly by the microcontroller , digital , buttons, buzzer composition ; external hardware circuit with relay , transistor, liquid crystal display, LED lights . Th

6、e design and implementation of the operation of the washing machine controller functions through microcontroller programming , with LCD screen to display the running time and other effects. This design drawing easy , simple structure , easy to make , has some practical value.Keywords: washing machin

7、e controller microcontroller relaysInstructor Signature:目 录 1 绪 论1.1 选题依据与背景 .11.2 设计的目的和意义 .12 设计方案2.1 设计任务 .32.2 洗衣机控制器的设计方案 .32.2.1 洗衣程序 .42.2.2 设计总方框图 .42.3 控制系统的功能 .53 硬件设计3.1 控制系统的电路组成 .63.2 电源电路 .73.3 单片机控制电路 .73.3.1 STC89C52 单片机主控系统 .73.3.2 单片机的强制复位电路 .103.3.3 单片机的时钟电路 .103.3.4 显示电路 .113.3.5

8、 蜂鸣器报警电路 .123.3.6 电动机驱动电路 .133.3.7 进水/排水电路 .134 软件设计4.1 主程序设计 .154.2 标准洗衣程序设计 .164.3 洗涤程序的设计 .164.4 漂洗程序的设计 .175 调试5.1 硬件调试 .185.2 软件调试 .186.结论参考文献 .20致谢 .21附录 A 主电路图 .22附录 B 主程序 .235基于单片机的洗衣机控制器设计1 绪 论1.1 选题依据与背景自古以来，洗衣服对于人们来说是辛苦又难于避免的家务劳动，在洗衣机还没有出现的时候，对很多人来说，尤其是女人，要洗干净衣服人们必须干着简单而又重复着的体力劳动，给人们的感受常常

9、是：辛苦劳累。1958 年，美国人汉密尔顿.史密司在匹兹堡制成了世界上第一台洗衣机。这标志了机器洗衣的开端。1910 年，人类的第一台电动洗衣机在美国芝加哥诞生。费希尔发明的电动洗衣机的问世，开启了人类家务劳动的自动化。1922 年，美国玛塔依格公司对洗衣机的内部洗涤结构进行了改进，把拖动式改为搅拌式，这就使洗衣机的结构固定下来，第一台搅拌式洗衣机也就这样诞生了。1932 年，美国本德科斯航空公司研制成功出了第一台前装式滚筒洗衣机，整个洗衣的过程如洗涤、漂水、脱水都是在同一个滚筒内完成。这个电动洗衣机结构的改变，标志着洗衣机又朝自动化有迈进了一大步。1937 年，世界上第一台自动洗衣机问世，这

10、是一种“前置“式自动洗衣机。随着工业的发展，全球对洗衣机的投入和关注越来越大，研制步伐也就大大加快了。1955 年，日本在喷流式洗衣机的基础上，最终研制出了波轮式洗衣机。至此，这三种洗衣机：波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机的生产领域占据着主要的三分力量。现在市场上的洗衣机大多数洗衣都是采用微处理器来控制电机的驱动，通过在微处理器中编程，就可以实现对洗衣机各个功能的控制。随着我国的经济水平日益提高，人民的生活水平也越来越好，人们对洗衣机的需求也是越来越大。这也就要求洗衣机高度的人性化、自动化，只需用户简单的把衣服放入洗衣机内，简单的按几个键，洗衣机便会自动注水、洗涤、排水、脱水，洗衣的过程结束后，

11、洗衣机的报警电路便会发出蜂鸣报警提醒用户洗衣结束，大大节省了用户不少的时间。1.2 设计的目的和意义本控制器以单片机 STC89C52 为核心，从控制器的功能、硬件、软件、工作过程来设计。由于经济的高速发展，国内外的洗衣机更新换代的速度非常快，人们对洗衣机6的依赖也越来越大，当然也就对洗衣机的要求越来越高。而目前市场上的洗衣机还没有达到人们的预想。这也就要求我们这些设计者们的能够在消费者的角度，设计出更自动化的、更人性化的洗衣机。目前，在中国，洗衣机的发展前景是非常好，人们对洗衣机的需求会越来越大，这也就需要我们的洗衣机功能更齐全、设备更安全、更节能。而又在各种资源能源短缺的时代，节约资源将成

12、未来洗衣机重点发展方向，洗衣机产业目标主要涵盖节电节水、产品功能、绿色环保设计三大方向。所以，我们此次设计的控制器具有很实用的参考价值。72 设计方案2.1 设计任务主要内容：本设计是用 STC89C52 单片机为核心来设计洗衣机的控制器。以单片机为主的控制器，增加必要的外部电路，如电源电路、时钟电路、复位电路等，设计制作一个洗衣机的控制器。控制器的主要功能:控制器设置了四种工作方式，分别为：标准方式：注水洗涤排水注水漂洗排水注水漂洗排水脱水经济方式：注水洗涤排水注水漂洗排水脱水单独方式：注水洗涤排水方式：排水脱水用 K1、K2、K3 三个按键进行选择方式控制，K4 键代表强制复位，K1、K2

13、、K3键的功能分别为：1、“K1“键选择“标准、经济、单独、排水”四种工作方式，当执行相应程序时，四种程序分别对应的数码管指示灯 1、2、3、4 会亮起。2、“K2“键选择“强洗、弱洗”两种方式，当执行相应程序的时，相对应的指示灯会亮。3、“K3“键控制洗衣机控制器的“运行、暂停和解除报警”的功能。4、“K4“键是强制复位键。S1、S2 是两个功能检测开关， “S1”键代表液面传感器，置于地表示水位符合要求：“S2”键代表盖开关，置于地表示盖子处于打开，洗衣机要暂停。整机功能要求为：1、开机默认状态：标准方式、强洗。2、在洗涤和漂洗过程中，电机是正转、反转周期运行的。3、在进水和脱水过程中，相

14、对应的指示灯会亮，进水或是排水继电器吸合。4、在执行某个具体步骤时，按下 K3 键暂停，再按恢复执行。2.2 洗衣机控制器的设计方案本控制器实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、进水、洗8涤、漂洗、排水和脱水等阶段。控制系统主要由电源电路、STC89C52 单片机控制系统和外部硬件电路构成。电源采用三端集成固定稳压器 7805 提供+5V 电源，由单片机为基础的控制器负责控制洗衣机的工作过程，主要由 STC89C52 单片机、4 位共阳数码管、按键、蜂鸣器、LED 指示灯组成；外部硬件电路有继电器、三极管、L9110H 电动机驱动芯片、电动机、进水电磁阀、排水电磁阀、液晶显示器组

15、成。2.2.1 洗衣程序1、洗涤过程在洗涤过程中，首先进水阀打开，洗衣机开始注入水，当到达要求水位时，进水阀断电关闭，停止注水；电机 M 接通电，带动波轮或桶旋转，形成洗衣水流。电机 M 是一个正反转电机，依靠 L9110H 电动机驱动芯片来使电机正反转，可以形成往返水流，使衣物洗涤更干净。2、漂洗过程漂洗衣物的程序和洗涤的程序是大同小异的，只是在程序中设置的时间相对于洗涤是要短些的。对于那些不是很脏的衣物，这个程序是很节约资源和时间的。3、脱水过程洗涤或漂洗过程结束后，电机 M 停止转动，排水阀 M 打开，开始排水。当水位低到某个值时，脱水指示灯亮起，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物

16、。2.2.2 设计总方框图图 2.1 设计总方框图92.3 控制系统的功能基于 STC89C52 单片机的洗衣机控制器，通过控制器的控制系统设定洗衣程序，实现在洗涤脱水桶内自动完成注水、洗涤、漂洗、排水和脱水等全过程。洗衣时控制器使系统接通进水电磁阀卡开始注水，同时进水指示灯亮；当洗涤脱水桶内的水位达到一定值时，单片机发送一个低电平通知控制系统关闭进水电磁阀，同时启动电机洗衣，洗涤指示灯亮。在系统程序的控制作用下，电机的正转、停、反转交替进行，然后传动就带动着波轮执行洗涤程序；当洗涤时间结束时，排水指示灯亮，控制系统控制电机电路打开排水电磁阀开始排水；接着再次注水，控制器通过程序是进水指示灯接通，然后洗衣机进入漂洗状态，漂洗指示灯亮，完成漂洗程序后，开始排水，伴随排水指示灯亮。同时排水电磁阀松开为脱水程序准备；在排水结束后，脱水桶高速单方向运转完成脱水程序；当脱水程序结束，排水电磁阀和电机断电，排水阀复位，同时蜂鸣器发出报警，提醒用户整个洗衣过程结束。