自动洗碗机毕业设计

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 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 VAbstractNow 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 undeveloped 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 was 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 every 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 detecting and watchdog rest circuit to ensure safety demands adequately. This control system has simple structure,high dependability,and low costs. Key words： Dishwasher； Keybord/Display； AT89C51VI目 录摘 要 . VIAbstract . VI1 绪论 .11.1 全自动洗碗机的发展 .11.2 全自动洗碗机概述 .2 2 全自动洗碗机控制系统硬件设计 .62.1 控制系统硬件结构 .62.2 AT89C51 单片机简介 .72.3 键盘/显示电路 .102.4 温度检测电路 .112.5 水位检测电路 .122.6 看门狗复位电路 .132.7 过零检测电路 .152.8 输出驱动电路设计 .162.9 音响提示电路 .202.10 源电路设计 .203 全自动洗碗机控制系统软件设计 .223.1 系统主程序设计 .233.2 各功能模块子程序 .243.3 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）11 绪论1.1 全自动洗碗机的发展随 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 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 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 国 际 先兰州工业学院毕业设计（论文）2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 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 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 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 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 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 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 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 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）62 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 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