1、 IV 摘 要 目前我国家电产品普及程度已经相当高，然而，家用洗碗机一直还是一块存在巨大市场潜力而又未被开发的领域。究其原因，一方面是由于中国传统手动洗碗习俗的影响，另一方面则是由于传统的洗碗机不能适应中餐餐具的洗涤要求，并且耗能大，安全性不够高，价格昂贵。针对这些问题，开发出一款节能环保，安全便宜的家用全自动洗碗机。基于全自动洗碗机的功能要求，这款洗碗机在洗涤工艺、自动控制、安全保障和价格便宜四个方面做出了全新设计。 1. 自动控制方面，选择使用 AT89C51 单片机为控制核心，以各个部件的作用时间为逻辑顺序，实现 了洗涤过程的智能化控制； 2.洗涤工艺方面，可提供三种不同方式的洗涤，即清
2、洗、标准洗和烘干，使清洗效果达到最佳； 3.安全保障方面，采用漏电检测和看门狗复位电路，充分保障洗涤过程的安全性要求。该系统具有结构简单，可靠性高，成本低的特点。 关键词： 洗碗机 ;键盘 /显示 ; AT89C51 V Abstract Now the popularization of our electrical household products has already reached to quite high degree. However, the field of home dishwasher has had enormous market potential but un
3、developed field all the time. It is mainly because the traditional dishwasher products cant meet the needs of washing of Chinese tableware, energy consumption is great and provide lessly safty . Aimed at these problems, an ultrasonic dishwasher with energy-conservation and environmental protection w
4、as encouraged to research and develop.with the function of automatic dishwasher,a bran-new design is made in three aspects of the dishwasher: washing technique,automatic control and Security. 1. In the aspect of automatic control,AT89C51 is chosen as the core of the control and the working time of e
5、very assembly unit is used as logic order.So the intellectualized control of washing process is realized； 2.In the aspect of cleaning technique,these can supply there washing methods,washing, standard washing and dring to make the cleaning effect best； 3.In the aspect of Security,We uesd creepage de
6、tecting and watchdog rest circuit to e nsure safety demands adequately. This control system has simple structure,high dependability,and low costs. Key words： Dishwasher； Keybord/Display； AT89C51 VI 目 录 摘 要 . VI Abstract . VI 1 绪论 . 1 1.1 全 自动洗碗机的发展 . 1 1.2 全自动洗碗机概述 . 2 2 全自动洗碗机控制系统硬件设计 . 6 2.1 控制系统硬
7、件结构 . 6 2.2 AT89C51 单片机简介 . 7 2.3 键盘 /显示电路 . 10 2.4 温度检测电路 . 11 2.5 水位检测电路 . 12 2.6 看门狗复位电路 . 13 2.7 过零检测电路 . 15 2.8 输出驱动电路设计 . 16 2.9 音响提示电路 . 20 2.10 源电路设计 . 20 3 全自动洗碗机控制系统软件设计 . 22 3.1 系统主程序设计 . 23 3.2 各功能模块子程序 . 24 3.3 汇编语言编程程序清单 . 27 结 论 . 29 谢 辞 . 30 参考文献 . 31 兰州工业学院毕业设计（论文） 1 1 绪论 1.1 全自动洗碗机
8、的发展 随 着人们生活品质的提高和工作节奏的加快，选购家用电器为自己减轻家务，享受更多的休闲时间，已经是不争的时尚。过去，人们对家用电器的需求，只是停留在 “ 希望能帮助减轻家务劳动 ” 这种思想水平上，或者满足某种简单的功能水平上。但是，现在人们已不是单纯处于 “ 有家用电器 ” 这种状态上，而是期望 “ 有智 能家用电器 ” 这种追求之中。这和现代生活进程是息息相关的。 对于家庭主妇而言，洗碗是一件既脏又累的劳动，随着厨房现代化步伐的加快和深入，尤其在中国，人们喜欢饭后马上洗碗，这无疑给家庭带来了更大的负担。洗碗过程是先用洗洁剂去油污，再用清水冲洗，然后擦干放入消毒柜中消毒。这个过程简单枯
9、燥，而且对手也有很大的伤害，因此人们迫切希望能有一种替代人洗碗的机器。顺应人们的这一要求，从1850年起，美国科学家开始着手研制洗碗机，经 15 年的反复研究和试制，采用曲柄带动叶片或推杆的原理，终于制造出第一台洗碗机。 1912年，出现了电机驱动的洗碗机，并于 20 年代在美国开始小批量的生产。然而，由于电动洗碗机自身的局限，它并未真正实现人的解放，至多只是实现了人的部分解放。于是，人们又设想一种能自动进行的洗碗机，终于在 1940年研制出了第一台自动洗碗机， 1960 年开始走向欧洲市场，到八十年代以后，洗碗机在欧洲和北美等国己基本普及，普及率约在 60%-70%之间。 在中国，全自动洗碗
10、机尚属超前消费产品，在大多数人认识中还是一个新鲜事物，远没有洗衣机、电风扇和电冰箱那样和人们的生活己紧密结合在一起。但其发展前景非常乐观。从本世纪九十年代开始 ，国外品牌洗碗机开始在中国市场上出现， 1997年低，无锡小天鹅集团公司和意大利梅洛尼公司，合资成立了小天鹅梅洛尼洗碗机有限公司，引进了意大利全套兰州工业学院毕业设计（论文） 2 国际先进水平的生产和测试设备，最早开始正式生产家用全自动柜式、台式洗碗机，并投放市场，并且取得了不错的销售成绩。随后，国内各大电器厂商都相继推出自己的产品，全自动洗碗机在中国家电行业开始占据一定的市场。相信在不久的将来，随着中国经济发展和人们对生活质量的追求日
11、益提高及洗涤技术逐渐完善，全自动洗碗机就会在中国得到普及。 1.2 全自动洗碗机概述 洗碗机又称洗碟机或餐 具清洗机，是一种代替人工洗涤碗、碟、杯、盘、勺、筷等餐具的家用电器。它集洗涤、消毒、烘干和储存于一体。具有造型美观新颖、使用方便、省时省力、清洁卫生和不需要特殊安装等优点，越来越受到广大消费者的青睐，成为现代家庭的好帮手。 1.2.1 全自动洗碗机的分类 现有的洗碗机种类繁多，款式多样。按餐具的装取方式的不同分为顶开门式 (上掀盖式 )和前开门式 (推拉式 )；按洗涤方式的不同分为叶轮式、喷臂式、超声波式及水流式；按控制方式的不同分为机械控制式和电脑控制式；按洗碗机的外形的不同分为柜式和
12、台式；按自动化程度的高低 的不同分为普通型 (P)、半自动型 (B)和全自动型 (Q)三大类型。 1.2.2 全自动洗碗机的基本结构 本设计的全自动洗碗机是 顶 开门式结构的，它的外部结构如图 1-1 所示，内部还有加热管、进水电磁阀、洗涤装置、排水电机、过滤网、碗架、导轨、漂洗剂供料装置、排气风扇等。 图 1-1 顶开门式结构图 兰州工业学院毕业设计（论文） 3 （ 1）机壳 机壳多用塑料或薄钢板制成。塑料机壳多用于顶开门式洗碗机如海尔 WQP3-型、澳柯玛 WQP4-3 型洗碗机等。塑料机壳优点是整机重量轻，永不生锈，制作成本低，缺点是机械强度较低，久用易老化，耐热性能差等。薄 钢板机壳多
13、用于前开门式洗碗机，如海尔 WQP4 系列、 WQP6系列以及 WQP12 系列、小天鹅 WQP-4100 型和美的 WP5A 和 WP5B 型洗碗机等。薄钢板机壳优点是机械强度高，整机牢固，缺点是使用年限长会氧化锈蚀，制作成本较高等。 （ 2）机门 机门为双层结构，采用冷轧薄钢板冲压而成，表面喷涂白色环氧树脂，不会生锈。对于上开式洗碗机机门设置在机壳上方 ;而前开式机门则设置在机壳的正前方。机门柜边一般装有门控开关，关门接通电源，开门切断电源。有的洗碗机的机门还设置透明观察窗，便于随时观察机内洗涤情况。 （ 3）选择按 钮 这里的选择按钮有 3 个，分别是选择按钮、 预约 按钮、启动 /停止
14、按钮。方式选择按钮按下一、二、三次分别对应于 常温洗 、 中洗、 强洗 三种方式。时间选择是用 不同洗涤 方式下的时间，按下它一、二、三次分别对应于 15min、 30min、 45min 三种时间。启动 /停止按钮是控制洗碗机的工作 /停机的，其中，按动奇数次是启动，按动偶数次是停止。 （ 4）进水电磁阀 台式洗碗机一般采用电磁阀进行进水。进水电磁阀不通电时，堵头受弹簧力作用而堵住进水口，不进水；电磁阀通电时，电磁力克服弹簧力作用并通过拉杆将堵头提起，打开进水口，进水。 （ 5）洗涤装置 洗涤装置主要由旋转喷臂、清洗水泵等构成。清洗水泵安装在机座的底部，由清洗电机与叶轮泵构成。清洗电机直轴驱
15、动叶轮泵，把水进行加压 ,通过喷臂的喷水孔从三维方向喷出具有一定压力的热水流，从而对餐具进行冲洗，结构如图 1-2 所示。由于喷水孔喷水时，受水的反作用力的作用，产生了一个转矩，使喷臂连同轴套一起绕空心轴转动，从而达到改变方向，从不同的角度清洗的目的。清洗和标准洗的区别在于，标准洗是包括清洗过程，在清洗后再加热洗的过程。 兰州工业学院毕业设计（论文） 4 图 1-2 洗涤装置 全自动洗碗机即是通过控制器的程序运行控制，由旋 转喷臂将水从不同的角度喷射到餐具上，依靠水的压力、温度和洗涤消毒剂的作用，实现对餐具的清洗、消毒，最后烘干。 1.2.3 全自动洗碗机的工作原理 其工作原理是通过控制保护系
16、统及电路的切换实现各系统的功能的。首先是上电先检测洗碗机内是否又残余的水，如果有就须及时排出。在确保洗碗机内为低水位后，再根据用户的方式选择进行不同的操作。 如果是选择 常温洗 方式，首先打开进水电磁阀，自动进水，到达高水位时停止进水，洗涤泵电机对水加压，清洗电机驱动洗涤泵使水在一定压力下从上下喷臂的喷水孔喷出，由于喷臂受到喷水的反作用 力而不断地沿轴心均匀地反方向转动，喷臂不断将带有洗涤剂或漂洗剂的水以一定的压力山上向下从三维方向均匀密集地喷射到餐具表面，进行强力冲洗，然后将污水排出，这样的过程重复三次。 如果是选择标准洗方式，首先将清洗过程进行一遍，然后再次进水，到达高水位时启动加热管对水
17、进行加热，再加热温度到达 40 45 时清洗电机用热水冲洗餐具，同时热水对食物残渣进行浸泡膨化，洗涤剂对污垢与残油污乳化分解并杀菌消毒。然后，污水经排水泵排出，最后利用高温余热完成餐具的烘干。 兰州工业学院毕业设计（论文） 5 如果是选择 强 洗方式，首先将 中 洗过程进行一遍，然后再次进 水，到达高水位时启动加热管对水进行加热，再加热温度到达 45 60 时清洗电机用热水冲洗餐具 ,然后，污水经排水泵排出，最后利用高温余热完成餐具的烘干。 1.2.4 系统的设计框架和设计原则 本设计将分为两个大方面进行阐述，一方面讲述全自动洗碗机控制系统硬件的设计，一方面讲述实现其功能的软件设计。全文将整个
18、系统分为各个功能子模块分别阐述，做到条例清晰，易懂。在设计上面，做到使洗碗机具有结构简单，工作可靠，选择器件的原则是在不影响功能的前提下尽量节省成本和能源。 兰州工业学院毕业设计（论文） 6 2 全自动洗碗机控制系统硬件设计 2.1 控制系统硬件结构 为了实现对洗涤方式和时间的选择设定以及洗涤过程的全自动控制，全自动洗碗机控制系统应具有温度检测、过零检测、漏电检测、水位检测、键盘输入、状态显示、音响提示及输出驱动等功能。其硬件结构如图 2.1所示。 图 2-1 硬件结构图 设计中采用的微控制器 AT89C51 是美国 ATMEL 公司的闪电存储器（ Flash Memory）与 MCS-51
19、微控制器相结合开发生产的 8 位单片机，具有性能高、功耗低、体积小、噪音小、价格便宜等特点。 输 出驱动电路包括电机驱动电路、进水电磁阀驱动电路以及继电器驱动电路。电机驱动电路用于驱动清洗电机、排水电机、风扇电机，进水电磁阀驱动电路用于驱动进水电磁阀，而加热管由于功率较大，采用继电器驱动。 音响提示电路是由一个蜂鸣器组成，其目的是在洗涤过程结束时发出声响提示用户，以及在故障时发出报警信号。 为了保证控制系统的稳定工作和使用安全，系统中还设计有电流过零、漏电检测、看门狗复位电路。电流过零检测电路是为了向微控制器提供交流电源过零点信息，从而使控制系统对加热管的投入或切除在电源过兰州工业学院毕业设计
20、（论文） 7 零点时附近 操作，从而避免了继电器在交流电源的波峰或波谷时动作对继电器的触头造成的损伤；漏电检测电路是为了防止漏电造成洗碗机的外壳带电，从而保护人身的安全；看门狗复位电路是为了在电源电压出现故障时使单片机复位从而保证洗碗机正常工作。 键盘显示电路中键盘是选择清洗方式和烘干时间以及启动 /停止选择，显示电路以发光二极管显示当前状态。 温度检测电路是为了随时检测洗碗机内温度，以保证某些操作在特定温度区间内进行；水位检测电路可以检测洗碗机内当前水位状态，它可以检测出高低两个水位，以便控制洗碗机的洗涤和排水操 作。 2.2 AT89C51 单片机简介 AT89C51 单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机 ,如图 2-2 所示 ,片内含 4K 字节的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 字节的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS 51单片机指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元。 AT89C51 单片机的主要性能参数： 图 2-2 AT89C51 单片机
