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)畢業(yè)論文

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題目名稱： 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　題目I</b></p><p><b>　　摘要及關(guān)鍵詞I</b&

2、gt;</p><p><b>　　1緒 論1</b></p><p>　　1.1課題研究的背景和意義1</p><p>　　1.1.1各國洗衣機(jī)的發(fā)展歷程1</p><p>　　1.1.2我國洗衣機(jī)的發(fā)展歷程1</p><p>　　1.1.3洗衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢2</p>

3、<p>　　1.1.4新型洗衣機(jī)控制技術(shù)3</p><p>　　1.2課題的意義3</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容3</b></p><p><b>　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4</b></p><p><b>　　2.1方案選擇4</b></p

4、><p>　　2.1.1 PLC控制方案4</p><p>　　2.1.2 PIC系列單片機(jī)方案4</p><p>　　2.1.3 51系列單片機(jī)方案4</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3模塊電路設(shè)計(jì)與元件選擇6</p><p>　　2.3.1電源設(shè)計(jì)

5、6</p><p>　　2.3.2主控芯片AT89C526</p><p>　　2.3.3 LED燈顯示與74HC573鎖存器7</p><p>　　2.3.4七段數(shù)碼管顯示8</p><p>　　2.3.5濁度檢測模塊設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.3.6電機(jī)控制11</p><p&g

6、t;　　2.3.7水閥13</p><p>　　2.3.8水位傳感器14</p><p>　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.1系統(tǒng)主程序15</p><p>　　3.2計(jì)算時(shí)間子程序15</p><p>　　3.4顯示時(shí)間子程序18</p><p>　　3.5濁度數(shù)據(jù)A

7、D轉(zhuǎn)換及漂洗控制子程序18</p><p>　　3.6鍵盤掃描子程序19</p><p>　　3.7鍵盤服務(wù)子程序20</p><p>　　3.8工作模式設(shè)定程序21</p><p>　　3.8.1“厚物洗滌”與“薄物洗滌”子程序22</p><p>　　3.8.2“漂洗”子程序23</p>

8、<p>　　3.8.3“脫水”子程序25</p><p>　　3.9系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序25</p><p>　　4系統(tǒng)調(diào)試與分析26</p><p><b>　　5結(jié)論與總結(jié)27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>&l

9、t;b>　　致 謝29</b></p><p>　　附錄一 系統(tǒng)電路圖30</p><p>　　附錄二 源程序31</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名：郭運(yùn)峰 </p><p>　　專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)</p><

10、p><b>　　指導(dǎo)教師：郭穎</b></p><p>　　摘要：自動(dòng)化和節(jié)能化是目前洗衣機(jī)發(fā)展的主流趨勢。本文根據(jù)對洗衣機(jī)節(jié)能指標(biāo)的要求，通過方案對比，選擇AT89C52單片機(jī)作為控制核心，實(shí)施以節(jié)水為主要目標(biāo)的節(jié)能洗衣機(jī)理念的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊及其工作過程。洗衣機(jī)由鍵盤設(shè)定洗衣模式，并采用傳感器檢測洗衣過程中的

11、水量、水的混濁程度等參數(shù)，通過單片機(jī)的八個(gè)子程序的處理，實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)自動(dòng)識別水量，自動(dòng)識別濁度，自動(dòng)決定漂洗時(shí)間和漂洗次數(shù)等功能的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)；單片機(jī)；濁度檢測；節(jié)水</p><p>　　The design of the automatic washing machine control system </p><p>　　Name：

12、GuoYunfeng</p><p>　　Major：Electronic information science and technology</p><p>　　Tutor： GuoYing</p><p>　　Abstract: The automation and the energy saving is the target of the new wash

13、ing machine. According to the target, the paper focus on realizing the idea of water saving for the washing machine by the singlechip AT89C52. </p><p>　　This paper elaborates on the system’s functions and it

14、s working process. The keyboard is used for setting workmode, and the sensors are to get the information in the working process, such as the water level, the turbidity, etc.. According to the keyboard and the sensors,the

15、 singlechip, focusing on the turbidity of the water and based on the eight subprocedures, determines the washing time and the times of washing.</p><p>　　Keywords: Washing machine ;Singlechip ;Turbidity detec

16、tion ;Water saving</p><p><b>　　1緒 論 </b></p><p>　　1.1課題研究的背景和意義</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)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(dòng)力的加大?，F(xiàn)在，使洗衣機(jī)的去污能力從單純依靠洗滌劑的化學(xué)作用和強(qiáng)弱變化水流的機(jī)械作用，向更高層次的健康、節(jié)能、環(huán)保

17、洗滌方式轉(zhuǎn)變。在能源相對匱乏和環(huán)保理念流行的現(xiàn)代，“低碳”節(jié)能成為人們生活的主題，節(jié)能洗衣機(jī)的發(fā)展成為必然的趨勢。</p><p>　　不可再生資源的日益減少和人類生活能源消耗量日益增大的之間矛盾，使得二十一世紀(jì)將是一個(gè)追求節(jié)能、綠色環(huán)保的社會。而作為家電中的主力軍—洗衣機(jī)，同樣朝著多功能、節(jié)能、低噪音的方向發(fā)展。其中，采用永磁無刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的滾筒洗衣機(jī)代表著洗衣機(jī)發(fā)展的方向。</p><

18、;p>　　1.1.1各國洗衣機(jī)的發(fā)展歷程</p><p>　　進(jìn)入電氣化時(shí)代之后，洗衣機(jī)的功能日益增強(qiáng)。電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來了一種嶄新的洗衣方式—攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在洗衣筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，損衣率較低，受到了人們的普遍歡

19、迎，但是存在耗電量大的缺點(diǎn)。在之后不到10年的時(shí)間里，德國于1928年研制成功了第一臺滾筒洗衣機(jī)。滾筒洗衣機(jī)的特點(diǎn)就是洗衣內(nèi)筒臥軸，以內(nèi)筒凸筋作為原動(dòng)力，帶動(dòng)衣物正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，舉起衣物，依靠重力的作用摔打衣物達(dá)到洗滌的目的。由于洗衣筒底不轉(zhuǎn)動(dòng)，洗凈度、損衣率等性能居中。BACK</p><p>　　1955年，在引進(jìn)英國噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，日本研制出了獨(dú)具風(fēng)格的波輪式洗衣機(jī)。波輪洗衣機(jī)洗衣筒的筒底裝有波輪，電機(jī)

20、帶動(dòng)波輪正反向旋轉(zhuǎn)，濕衣物壓在波輪上面隨之旋轉(zhuǎn)，同時(shí)筒內(nèi)水流使衣物翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了洗滌的目的。由于波輪式洗衣機(jī)的相互搓揉力較大，所以洗凈度最高，但是存在損衣率較高，洗滌均勻性較差，衣物易纏繞等缺點(diǎn)。至此，洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域初步形成了攪拌式、滾筒式和波輪式洗衣機(jī)三分天下的局面。</p><p>　　1.1.2我國洗衣機(jī)的發(fā)展歷程</p><p>　　我國的洗衣機(jī)是改革開放之后發(fā)展起來的新興工業(yè)。

21、我國的洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段為初期的起步階段，這個(gè)階段始上世紀(jì)八十年代的中期至八十年代的末期。這一階段的主要特征為集中的技術(shù)引進(jìn)。當(dāng)時(shí)大量引進(jìn)的是日本的波輪洗衣機(jī)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，迅速完成了由無到有的跨越。同時(shí)波輪洗衣機(jī)也因此奠定了在中國的市場地位。第二階段是洗衣機(jī)的平穩(wěn)發(fā)展階段，時(shí)間從上世紀(jì)八十年代末期到九十年代中期，我國洗衣機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平與質(zhì)量水平穩(wěn)步提高，成本不斷降低，國內(nèi)品牌的競爭優(yōu)勢不斷得到提升，市場的

22、份額不斷增加，逐漸主宰我國市場。第三階段始于上世紀(jì)九十年代的中期，在這段時(shí)間內(nèi)，之前漸漸退出我國市場的外國品牌紛紛重新登陸，其中以生產(chǎn)滾筒洗衣機(jī)的歐洲家電企業(yè)為主[1]。外國企業(yè)在我國投資興建合資公司，加劇了洗衣機(jī)行業(yè)的激烈競爭。目前，我國的家用洗衣機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了成熟期，國營、集體、個(gè)體、外資、合資企業(yè)遍布全國各地，我國已成為全球洗衣機(jī)生產(chǎn)和消費(fèi)的大國[2]。我國洗衣機(jī)年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的四分之一，居于世界首位。除了在數(shù)量和品

23、種上滿足國內(nèi)市場外，還出口到北美、歐洲、東南亞等地，躋身于國際洗衣機(jī)市場的</p><p>　　1.1.3洗衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢</p><p>　　洗衣機(jī)使人們告別了搓衣板，洗衣棒的手工洗衣時(shí)代，但是最初的洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度并不高，洗衣的幾個(gè)過程仍需要人工來進(jìn)行切換。隨著技術(shù)的發(fā)展，作為洗衣機(jī)核心的電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了較好的發(fā)展，洗衣機(jī)也由最初的洗滌、脫水過程的手工切換發(fā)展到半自動(dòng)半手工切換，

24、再發(fā)展到了現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)。洗衣過程的全自動(dòng)化并沒有完全滿足人的要求。目前，絕大多數(shù)洗衣機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)引入了微處理器。微處理器的引入使得洗衣機(jī)的功能更加強(qiáng)大。洗衣機(jī)生產(chǎn)行業(yè)通過對微處理進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)洗滌、脫水模式的多樣化，滿足用戶洗滌不同衣質(zhì)、不同污臟程度的衣物。而用戶在操作過程當(dāng)中指需要按幾個(gè)按鍵即可完成選擇工作。同時(shí)，人們在原來洗衣方式的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，再與電機(jī)驅(qū)動(dòng)相配合，來實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)內(nèi)部水流的控制，從而使洗滌更

25、徹底。小天鵝公司推出的“水魔方”技術(shù)就是其中的一個(gè)例子。BACK</p><p>　　技術(shù)總是不停向前發(fā)展的，洗衣機(jī)也向著幾個(gè)明顯的方向發(fā)展。</p><p>　　智能化。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)只按進(jìn)水→漂洗→出水→甩干這幾個(gè)工作過程進(jìn)行合理組合工作。而智能洗衣機(jī)除了實(shí)現(xiàn)上述的功能之外，還能對洗滌衣物的衣質(zhì)、衣量、衣物的污臟性質(zhì)以及污濁度進(jìn)行識別，并根據(jù)具體的情況選擇合適的洗滌劑、水量和水流狀態(tài)進(jìn)

26、行有針對性的洗滌。洗衣機(jī)智能化技術(shù)有賴于微處理器和傳感器的發(fā)展[3]。不可再生能源日益減少和人類對能源要求量日益增加的矛盾，決定了節(jié)能成為整個(gè)社會活動(dòng)的趨勢。對于洗衣機(jī)行業(yè)來說，要在保證洗凈度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)省電、節(jié)水。高效節(jié)能已經(jīng)成為洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展必然的趨勢。</p><p>　　1.1.4新型洗衣機(jī)控制技術(shù)</p><p>　　使用直接驅(qū)動(dòng)（DD）滾筒洗衣機(jī)用永磁無刷直流電機(jī)的相關(guān)技術(shù)，運(yùn)

27、用轉(zhuǎn)子位置預(yù)估、單片機(jī)、DSP等技術(shù)設(shè)計(jì)了DD滾筒洗衣機(jī)用永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。首先，針對滾筒洗衣機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)和負(fù)載要求，進(jìn)行了永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件部分設(shè)計(jì)。提出了設(shè)計(jì)過程當(dāng)中參數(shù)選用的一些基本原則，介紹了基于轉(zhuǎn)子位置預(yù)估的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。針對滾筒洗衣機(jī)在洗滌狀態(tài)下負(fù)載偏心的特點(diǎn)，建立了滾筒洗衣機(jī)洗滌狀態(tài)下衣物的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，并利用Simulink進(jìn)行了負(fù)載特性的仿真。通過仿真，定性認(rèn)識了滾筒洗衣機(jī)洗滌狀態(tài)下負(fù)載偏

28、心對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響，并利用國外樣機(jī)的實(shí)測結(jié)果證明了仿真的正確性，分析了DD滾筒洗衣機(jī)節(jié)拍的特點(diǎn)，制定了相關(guān)的控制策略，并通過上位機(jī)程序的編寫來實(shí)現(xiàn)[4]。BACK</p><p>　　隨著模糊技術(shù)的發(fā)展，多種多樣的模糊技術(shù)產(chǎn)品相繼問世，已有洗衣機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、空調(diào)器、攝像機(jī)、吸塵器、微波爐等40多種。這些模糊家電由于能最大限度地順應(yīng)人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，例如模糊洗衣機(jī)模仿人腦的功能，將人的模糊信息和直接思維轉(zhuǎn)

29、化為準(zhǔn)確的控制，它具有智能分析、判斷，能自動(dòng)收集需要洗的衣物重量、布質(zhì)、水溫及污垢程度等信息，進(jìn)行綜合判斷，決定洗衣粉用量的多少、水位的高低、洗滌方式和洗滌時(shí)間的長短，同時(shí)在洗滌過程中，不斷調(diào)整水位、時(shí)間及水流的強(qiáng)弱，并能自動(dòng)顯示故障報(bào)警，以達(dá)到最佳洗滌狀態(tài)。一臺5.5公斤模糊洗衣機(jī)的用水量比雙缸洗衣機(jī)節(jié)水一半，省電10%[5]。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b><

30、/p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇“全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”是為了更好地學(xué)習(xí)和研究51系列單片機(jī)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識，并掌握基本應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的方法和技巧。通常的洗衣機(jī)會優(yōu)先滿足洗凈比的要求，而對能耗和耗水量的考慮則較少，造成水電的浪費(fèi)。本設(shè)計(jì)采用濁度傳感器測量洗滌水的污濁程度，確定最佳的洗滌時(shí)間和漂洗次數(shù)，可以用較少的能耗和水耗獲得滿足要求的洗凈比。</p><p><b>　

31、　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本文是“全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為控制核心，通過TS濁度傳感器檢測電路送回的數(shù)據(jù)對洗滌水的濁度進(jìn)行判斷，通過洗衣水的污濁程度來決定是否繼續(xù)漂洗以及漂洗所需用時(shí)，實(shí)現(xiàn)對洗衣過程的實(shí)時(shí)檢測與控制，達(dá)到用最少的能耗實(shí)現(xiàn)最大程度地清潔衣物的目的。</p><p><b>　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</

32、b></p><p><b>　　2.1方案選擇</b></p><p>　　2.1.1 PLC控制方案</p><p>　　采用可編程邏輯系統(tǒng)PLC控制。PLC是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，集成度高，工作穩(wěn)定可靠，且外圍接口多，編程方便，是專為工業(yè)環(huán)境下的系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制

33、、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程[6]。但其造價(jià)昂貴，大批量生產(chǎn)費(fèi)用很高，不適用于一般家電使用，故不選用此方案。</p><p>　　2.1.2 PIC系列單片機(jī)方案</p><p>　　PIC單片機(jī)系列是美國微芯公司（Microchip）的產(chǎn)品，它的CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別有33、35、58條指令，屬精簡指令集。采用Harva

34、rd雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快。此外，它還具有低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)[7]。BACK</p><p>　　由于該系列單片機(jī)的專用寄存器（SFR）并不像51系列那樣都集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi)(80～FFH)，而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)，有5個(gè)專用寄存器，得反復(fù)地選擇對應(yīng)的存儲體，給編程控制帶來麻煩。對于不熟悉這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者來說，它不是一個(gè)最優(yōu)的選擇[8]。</p><p>　　2.1.

35、3 51系列單片機(jī)方案</p><p>　　51系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，它不僅能對片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算。51系列在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用極為靈活[9]。BACK</p><p>　　家用洗衣機(jī)要求體積小，容量大，并且功能完備，因此要求控制器體積小

36、，以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中；且控制功能靈活，以實(shí)現(xiàn)不同用戶的需求。51系列單片機(jī)具有體積小、編程靈活、外設(shè)多樣、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于各種電路控制系統(tǒng)中。由于51系列單片機(jī)技術(shù)成熟，加上其多功能，低功耗等特點(diǎn)，能滿足不同系統(tǒng)的應(yīng)用需要。相比之下，51系列單片機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)就是生產(chǎn)成本低，操作簡單，適用于小型電路產(chǎn)品開發(fā)和大批量生產(chǎn)以其為核心的電器設(shè)備，且都能滿足電路系統(tǒng)的要求。</p><p>　　綜上所述，本次

37、設(shè)計(jì)采用51系列的AT89C52單片機(jī)作為主控芯片。</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2.1 節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)組成</p><p>　　Fig.2.1 energy-saving washing machine system</p><p><b>　　圖</b></p>&

38、lt;p>　　圖2.2 波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig. 2.2 pulsator washing machine structure diagram</p><p>　　本系統(tǒng)為節(jié)能洗衣機(jī)的控制設(shè)計(jì)。節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)由主控制器、按鍵、濁度傳感器、倒計(jì)時(shí)顯示、狀態(tài)顯示和電機(jī)水閥伺服機(jī)構(gòu)等幾大模塊組成，由程序控制實(shí)現(xiàn)洗衣過程的節(jié)能化與自動(dòng)化。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。&

39、lt;/p><p>　　本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過程的控制，包括用戶參數(shù)輸入，洗滌，漂洗，濁度檢測，脫水等幾大步驟。洗衣機(jī)就會在每次漂洗完成后智能判斷洗滌水的混濁情況，對于不同的污濁度設(shè)計(jì)了不同的漂洗時(shí)間。若在任何一次漂洗結(jié)束時(shí)進(jìn)行的濁度檢測結(jié)果表明洗滌水已足夠清凈，程序就會直接跳轉(zhuǎn)至“脫水”模式進(jìn)行衣物脫水，從而節(jié)約了大量的冗余漂洗時(shí)間和能源。波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示[10]。</p>

40、<p>　　2.3模塊電路設(shè)計(jì)與元件選擇</p><p><b>　　2.3.1電源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電源模塊是為整個(gè)電路系統(tǒng)和伺服機(jī)構(gòu)提供能源和動(dòng)力的重要保證。一般的直流穩(wěn)壓電源由整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾部分組成[11]。</p><p>　　本機(jī)電源采用雙路輸出+5V和+12V，分別用于提供電子電路工作

41、電源和電磁閥驅(qū)動(dòng)電源。使用交流變壓器將220V市電降壓至15V，經(jīng)過二極管整流橋整流、電容濾波和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，能輸出穩(wěn)定的直流5V和12V電壓。電源模塊的電路原理圖如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 雙路穩(wěn)壓電源模塊</p><p>　　Fig. 2.3 dual voltage regulator module</p><p>　　2.3.2主控芯片AT

42、89C52</p><p>　　本課題的系統(tǒng)控制使用AT89C52單片機(jī)，時(shí)鐘晶振使用12MHz。AT89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容[12]。AT89C52單片機(jī)主要功能如表2-1所示；其封裝與引腳排列如圖2.4所示。</p><p&g

43、t;　　B表2-1 AT89C52主要功能</p><p>　　Table 2-1 the main function of AT89C52</p><p>　　圖2.4 AT89C52引腳排列與引腳功能</p><p>　　Fig.2.4 the AT89C52 pin and pin function</p><p>　　2.3.3 L

44、ED燈顯示與74HC573鎖存器</p><p>　　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，使用共陽極接法，由單片機(jī)P1口通過一個(gè)鎖存器來控制它們的亮滅。LED燈的電路接法如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 LED狀態(tài)指示燈</p><p>　　Fig.2.5 LE

45、D status indicator</p><p>　　鎖存器(Latch)是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，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 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。</p><p>　　表2-2 鎖存器的真值表</p><p>　　Tab

46、 Table 2-2 latch truth table</p><p>　　74HC573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將保持原有信號的輸出而不受輸入信號變化的影響[14]。鎖存器的引腳功能與封裝如圖2.6所示。</p><p>　　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

47、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。</p><p>　　2.3.4七段數(shù)碼管顯示</p><p>　　圖2.6鎖存器的引腳及其功能</p><p>　　Fig. 2.6 lock pin and function register</p><p>　　LED（Light Emiting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫

48、。常用的LED有共陽極和共陰極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。</p><p>　　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。<

49、/p><p>　　圖2.7 七段數(shù)碼管顯示</p><p>　　Fig. 2.7 seven digital tube display</p><p>　　2.3.5濁度檢測模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　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量，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖2.8所

50、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。</p><p>　　圖2.8 TS濁度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　Fig. 2.8 TS turbidity sensor principle structure diagram</p><p>　　濁度傳感器的工作原理是：當(dāng)光線穿過一定量的水時(shí)，光線的透過量取決于

51、該水的污濁程度：水越污濁，透過的光就越少。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓大小。通過測量接收端的電壓，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。</p><p>　?。╝）圖為洗滌全過程的濁度變化</p><p>　　(a) diagram for turbidity change the whole process of washing <

52、/p><p>　　（b）圖為輕污和重污的透光度比較</p><p>　　(b) diagram for light pollution and heavy pollution of the transmittance comparison</p><p>　　圖2.9洗滌水的透光度與洗滌時(shí)間t的關(guān)系曲線</p><p>　　Fig. 2.9 Re

53、lation curves of washing water transmittance and washing time t</p><p>　　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，并將檢測結(jié)果送單片機(jī)。</p><p>　　濁度值是由TS濁度傳感器測得濁度數(shù)據(jù)，送ADC0804進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后所得的數(shù)值。

54、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)來確定更準(zhǔn)確的濁度值與對應(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。</p><p>　　圖2.10 濁度傳感器的工作示意圖</p><p>　　Fig. 2.10 schematic diagram of turbidity sensor work</p><p>　　表2-3 洗滌水濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系

55、</p><p>　　Table 2-3 relationship between washing water turbidity and washing time reference </p><p>　　ADC0804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)換器通過逐次比較邏輯

56、構(gòu)成，從MSB開始，順序地對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。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，濁度信號轉(zhuǎn)換為0V～5V電壓信號，濁度傳感器連接ADC0804的輸入接口進(jìn)行采樣處理，然后將電壓信號轉(zhuǎn)換為8位數(shù)值0x00～0xff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。</p>

57、<p><b>　　2.3.6電機(jī)控制</b></p><p><b>　　BACK</b></p><p>　　圖2.11 ADC0804引腳功能</p><p>　　Fig.2.11 the ADC0804 pin function</p><p>　　圖2.12 TS濁度傳感器

58、及其數(shù)據(jù)AD采樣電路</p><p>　　Fig.2.12 TS turbidity sensor and AD data sampling circuit</p><p>　　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)

59、最大值。在時(shí)間和空間上形成兩個(gè)相同的脈沖磁場，使定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，與旋轉(zhuǎn)磁場互相作用產(chǎn)生電磁場轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。</p><p>　　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)速是通過一個(gè)串接線圈實(shí)現(xiàn)。單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理如圖2.13所示。</p><p>　　在本設(shè)

60、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。</p><p>　　圖2.13 單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制</p><p>　　Fig.2.13 single-phase AC motor positive inversion control</p>&

61、lt;p>　　圖2.14 電機(jī)控制部分</p><p>　　Fig. 2.14 motor control part</p><p><b>　　2.3.7水閥</b></p><p>　　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，接通水閥的電磁

62、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。</p><p>　　圖2.15 水閥控制電路</p><p>　　Fig. 2.15 the water valve control circuit</p><p>　　2.3.8水位傳感器</p><p>　　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。當(dāng)水位有變化時(shí)

63、，浮子隨著水位上下浮動(dòng)，內(nèi)置磁石使對應(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。</p><p>　　圖2.16 水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　Fig. 2.16 schematic diagram of water level sensor structure&

64、lt;/p><p>　　2.3.9電磁繼電器</p><p>　　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。<

65、/p><p>　　圖2.18 繼電器原理圖</p><p>　　Fig. 2.18 schematic diagram of relay</p><p><b>　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)主程序</b></p><p>　　根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要

66、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</p><p>　　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)長時(shí)間地處在暫?；蛲Ｖ?fàn)顟B(tài)下

67、，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。</p><p>　　3.2計(jì)算時(shí)間子程序</p><p>　　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。走時(shí)結(jié)束后程序會關(guān)停定時(shí)器，以避免干擾和

68、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，程序會根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前工作模式來決定是否開啟定時(shí)器。計(jì)算時(shí)間的程序流程如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 主程序流程圖</p><p>　　Fig.3.1The main program flow </p><p><b>　　3.3中斷程序</b></p>&

69、lt;p>　　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。</p><p>　　圖3.2 計(jì)算時(shí)間子程序流程</p><p>　　Fig. 3.2 computing time subprogram flow</p><p><b>　　ACK主程序流</b>&

70、lt;/p><p><b>　　圖3.3 中斷程序</b></p><p>　　Fig.3.3 interrupt program</p><p>　　3.4顯示時(shí)間子程序</p><p>　　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，用數(shù)碼管掃描方式顯示時(shí)間值。顯示時(shí)

71、間子程序如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 顯示時(shí)間子程序流程</p><p>　　Fig.3.4 shows the time subprogram flow</p><p>　　3.5濁度數(shù)據(jù)AD轉(zhuǎn)換及漂洗控制子程序</p><p>　　ADC程序主要用于處理來自TS濁度傳感器的模擬數(shù)據(jù)，將濁度信號轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制信號，送

72、單片機(jī)處理判斷。當(dāng)本子程序被調(diào)用時(shí)，會先啟動(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)的核心環(huán)節(jié)，其程序流程圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 ADC子程序流程圖</p><p>　　Fig.3.5 the ADC subroutine flow cha

73、rt</p><p>　　3.6鍵盤掃描子程序</p><p>　　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)位來控制。按鍵采用逐行掃描的方式，分別對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。</p>

74、;<p>　　圖3.6 鍵盤掃描子程序流程</p><p>　　Fig. 3.6 keyboard scanning subroutine flow</p><p>　　程序中設(shè)定了鍵值有效性的判斷，若按鍵鍵值無效或程序沒檢測到按鍵操作，系統(tǒng)將跳過鍵盤服務(wù)子程序，僅僅對其進(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

75、繁雜的子程序所占用的線程，提高M(jìn)CU運(yùn)行效率。</p><p>　　3.7鍵盤服務(wù)子程序</p><p>　　鍵盤服務(wù)子程序是根據(jù)按鍵指令來決定系統(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，

76、以此來決定整機(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3.7所示。</p><p>　　圖3.7 鍵盤服務(wù)子程序</p><p>　　Fig. 3.7 keyboard subprogram</p><p>　　3.8工作模式設(shè)定程序</p><p>　　單片機(jī)根據(jù)鍵盤和倒計(jì)時(shí)模塊輸入的命令來判斷系統(tǒng)當(dāng)前應(yīng)進(jìn)入的工作模式。若工作條件

77、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)傳感器的輸入信號來自動(dòng)設(shè)置，也可由用戶通過按鍵輸入來改變。工作模式設(shè)定的程序流程如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 工作模式設(shè)定程序流程</p><p>　　Fig. 3.8 work mode setting procedure</p><

78、;p>　　3.8.1“厚物洗滌”與“薄物洗滌”子程序</p><p>　　單片機(jī)通過不同的條件來判斷執(zhí)行不同的洗滌方式。當(dāng)啟動(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。</

79、p><p>　　圖3.9 洗滌程序流程圖</p><p>　　圖3.9 洗滌程序流程圖</p><p>　　Fig. 3.9 washing procedure flow chart</p><p>　　3.8.2“漂洗”子程序</p><p>　　漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌劑，因此，漂洗過程與洗滌過程的電器動(dòng)作是

80、相同的，關(guān)鍵在于通過實(shí)時(shí)濁度檢測與漂洗時(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。</p><p>　　圖3.10 漂洗程序流程圖</p><p>　　Fig. 3.10 the rinsing procedure flow chart</p><p>　　3.8.3“脫水”子程序</p><p>　　漂洗過程結(jié)束后，程序轉(zhuǎn)入

81、“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。</p><p>　　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。</p><p>　　圖3.11 脫水程序流程圖</p><p>　　Fig. 3.11 dew

82、atering program flow chart</p><p>　　3.9系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序</p><p>　　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)的啟停與水閥的開閉?？刂茀?shù)來自鍵盤和倒計(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。</p><p>　　圖3.12 系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序流程圖</p>&

83、lt;p>　　Fig. 3.12 the flow chart of the system action service program</p><p><b>　　4系統(tǒng)調(diào)試與分析</b></p><p>　　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Proteus軟件和Keil軟件來對程序進(jìn)行調(diào)試，并觀察現(xiàn)象。</p><p>　　（

84、1）系統(tǒng)上電后，會進(jìn)入默認(rèn)的“厚物洗滌”模式并等待操作。通過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)就會按照程序設(shè)定開始工作。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）洗衣機(jī)完成漂洗后進(jìn)入

85、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)。</p><p>　?。?）在系統(tǒng)的正常工作中，若有異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)會立刻中斷當(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)就會恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)，繼續(xù)洗滌工作。</p>

86、<p>　　經(jīng)過仿真驗(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。</p><p><b>　　5結(jié)論與總結(jié)</b></p><p>　　本課題采用AT89C52單片機(jī)對家用洗衣機(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)用了濁度檢測技術(shù)，通過硬件設(shè)計(jì)與軟件編

87、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</p><p>　　(1) 由TS濁度傳感器和水位傳感器檢測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。</p><p>　　(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

88、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)工作的任一過程中，用戶可根據(jù)需要隨時(shí)暫停洗衣機(jī)，機(jī)蓋檢測和過載保護(hù)能有效保證用戶安全與洗衣機(jī)穩(wěn)定工作，延長使用壽命。BACK</p><p>　　在本課題的設(shè)計(jì)過程中，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)過分析，發(fā)現(xiàn)濁度傳感器在工作中輸出的是0V～5V的模擬電壓信號，而這個(gè)信號可用電位器輸出，給設(shè)計(jì)和實(shí)物檢驗(yàn)帶來極大

89、方便。BACK </p><p>　　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)只有二級水位變化，在實(shí)際應(yīng)用中可以增加水位調(diào)節(jié)級別，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

90、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。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]蔡瑞雄.替代效應(yīng)的滾筒洗衣機(jī)市場提升對策研究[D].電子學(xué)報(bào),2010:6~7</p><p>　　[2]魯建國.洗衣機(jī)的消費(fèi)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].家用電器,2009:5~28<

91、/p><p>　　[3]余永權(quán).嵌入式智能家電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].電子世界,2009:4~7</p><p>　　[4]韋宇聰.DD滾桶洗衣機(jī)用無刷直流電機(jī)系統(tǒng)及控制策略研究[D].電子學(xué)報(bào),2010:2~5</p><p>　　[5]譚劍.模糊推理及其在洗衣機(jī)上的應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009:13~15 </p><p>　　[6

92、]李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].高等教育出版社,2004:66~70 </p><p>　　[7]彭偉.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)[M].電子工業(yè)出版社,2009:34~37</p><p>　　[8]周靈彬.基于Proteus的電路與PCB設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2010:23~30 </p><p>　　[9]吳金戌.單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2

93、004:15~17 </p><p>　　[10]郭天祥.新概念51單片機(jī)[M].電子工業(yè)出版社,2009:3~7</p><p>　　[11]扈剛.全自動(dòng)洗衣機(jī)混濁度智能測試儀的設(shè)計(jì)[D].家電世界,2007:56~57</p><p>　　[12]李強(qiáng).用AT89C2051單片機(jī)制作洗衣機(jī)控制電路[J].電子世界,2004:13~27</p>&l

94、t;p>　　[13]王琰.基于MCS-51單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].家電科技,2009:16~17</p><p>　　[14]龐學(xué)民.數(shù)字電子技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,2005:11~12</p><p>　　[15]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社,2005:23~25</p><p>　　[16]曾璐.基于AT89C52 單片機(jī)的洗衣機(jī)

95、智能控制系統(tǒng)[D].家電科技,2009:4~5</p><p>　　[17]楊欣.51單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐叢書[M].清華大學(xué)出版社,2008:23~26</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在zz老師的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計(jì)過程中，自始至終凝聚著老師的心血。恩師那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的學(xué)識感

96、染著我。他那誨人不倦、寬厚樸實(shí)的作風(fēng)給我們留下了不可磨滅的影響，是我學(xué)習(xí)的榜樣，使我終生受益無窮。在此論文完成之際，特向恩師表達(dá)深深的謝意。</p><p>　　除此之外，我還要感謝我的同學(xué)們，他們在我最需要幫助的時(shí)候無私的伸出了援助之手，在此，對于他們無私的幫助我表示深深的感謝。可以說如果沒有他們的幫助我就不可能順利的按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　真誠的感謝所有幫助過我的人。&

97、lt;/p><p><b>　　附錄一 系統(tǒng)電路圖</b></p><p><b>　　附錄二 源程序</b></p><p>　　/*=======================================</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)控制程序</p><p>　　=

98、========================================*/</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uin

99、t unsigned int</p><p>　　sbit dula = P2^6;//段鎖存。P0是數(shù)碼管數(shù)據(jù)端</p><p>　　sbit wela = P2^7;</p><p>　　sbit beep = P2^3;</p><p>　　sbit diola= P2^5;//LED指示燈鎖存</p><

100、;p>　　sbit mod_hou =P1^0;//厚物指示</p><p>　　sbit mod_bao =P1^1;//薄物指示</p><p>　　sbit mod_rewash = P1^2;//漂洗指示</p><p>　　sbit mod_dry =P1^3;//甩干指示</p><p>　　sbit mod_

101、pause =P1^4;//暫停指示</p><p>　　sbit mod_stop = P1^5;//停止指示</p><p>　　sbit mod_error= P1^6;//錯(cuò)誤指示</p><p>　　sbit mola = P2^4;//伺服控制的鎖存器使能</p><p>　　sbit molf = P1^0;</

102、p><p>　　sbit mort = P1^1;</p><p>　　sbit mosp = P1^2;</p><p>　　sbit wtin = P1^3;</p><p>　　sbit wtot = P1^4;</p><p>　　sbit adwr = P3^6;//ADC的控制針</p>&l

103、t;p>　　sbit adrd = P3^7;</p><p>　　uint mh, ml, sh, sl;</p><p>　　uchar we, du, count, fen, miao;//LED位鎖，段鎖，中斷計(jì)數(shù)，分，秒</p><p>　　uchar key_num, mod_flag, tmp_mod;//按鍵返回值，模式標(biāo)志，臨時(shí)模式標(biāo)志

104、</p><p>　　uchar adc_rewash, adc_display_mod;//AD判斷是否漂洗，AD結(jié)果是否顯示；</p><p>　　uchar adc_samp;//ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果變量</p><p>　　uchar wt_h, wt_m, wt_l;//水位指示：高，中，低，水位標(biāo)志</p><p>

105、;　　uchar action_mod, wt_io_action;//工作標(biāo)志緩存,進(jìn)排水動(dòng)作標(biāo)志</p><p>　　uchar rewash_times;//記錄漂洗次數(shù)</p><p>　　bit flag_1s;//1s標(biāo)志位</p><p>　　uint flag_1s_counter;//1s計(jì)數(shù)</p><p

106、>　　uchar code table_of_duanma[] = { //共陰碼段</p><p>　　0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, // 0, 1, 2, 3, </p><p>　　0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, // 4, 5, 6, 7,</p><p>　　0x7f, 0x6f, 0x40,

107、0x00 }; // 8, 9, -, ,</p><p>　　//=== 延時(shí)子程序 ====================================</p><p>　　void delay(uchar z)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar x, y;<

108、;/p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//=== 蜂鳴子程序 ====================================</p><p>　

109、　void beep_on(uchar beep_mod)//蜂鳴器發(fā)聲模式：</p><p>　　{//1-短促（按鍵響應(yīng) 和 模式切換） 2-稍長（結(jié)束提示） 3-很長（報(bào)警）</p><p>　　uchar bp_ct;//計(jì)算發(fā)聲次數(shù)的局部變量</p><p>　　switch(beep_mod)</p><p><

110、;b>　　{</b></p><p>　　case 1: {//模式 1 -短促（用于按鍵）</p><p>　　for( bp_ct=3;bp_ct>0;bp_ct-- )</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　beep = 0;</b>

111、</p><p>　　delay(100);</p><p>　　beep = ~beep;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　beep = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p>&

112、lt;p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2: {//模式 2 -稍長（結(jié)束提示）</p><p>　　for( bp_ct=5;bp_ct>0;bp_ct-- )</p><p>　　{beep = 0;</p><p>　　delay(500);</p>

113、<p>　　beep = ~beep;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　beep = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p>

114、<p>　　case 3: {//模式 3 -很長（報(bào)警）</p><p>　　for( bp_ct=7;bp_ct>0;bp_ct-- )</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　beep = 0;</b></p><p>　　delay(50