基于单片机的洗衣机控制系统设计.doc

重庆交通大学信息学院课程设计报告班 级： 2010级通信二班 姓 名： 学 号： 设计项目名称： 基于单片机的洗衣机控制系统的设计与实现实验所属课程： 嵌入式系统 实验室(中心)： 通信实验中心 指 导 教 师 ： 闫果 设计完成时间： 2013 年 9 月 12 日教师评阅：设计思路正确；仿真结果正确可信；设计成果符合要求；设计报告规范； 设计过程原始记录（元件参数、原理图、计算等）符合要求；设计分析总结全面； 评 分： 1、 系统设计要求 基于单片机的洗衣机控制系统的设计与实现:1) 基本要求：设计一个基于单片机的洗衣机控制系统，要求实现洗衣机的整个过程，如：进水浸泡洗涤出水漂洗甩干2) 可以使用开关信号量来模拟进出水结束信号3) 使用普通的电击来模拟洗衣机的电击4) 需要设计电路图及仿真模型2、 设计思路本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括洗衣、漂洗、和脱水等阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路构成。电源采用+5V电源，单片机控制系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、1位共阳数码管、按键、喇叭、LED指示灯组成；外部硬件电路有三极管、L298驱动电路、电动机组成。进水过程通电后，按下按键K1，则洗衣机工作开始。进入进水过程，进水过程为10秒钟，10秒后，停止进水；电机M接通，开始旋转，进入洗涤过程。洗涤过程洗涤过程也为10秒钟，洗涤过程中，电机不断旋转。脱水过程洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止并开始反向转动，开始排水。3、 系统功能模块图 控制系统的电路组成该电路主要组成部件是由AT89C51单片机、指示灯、电动机、喇叭、数码管、及1只按键组成。其组成如图所示 复位电路及原理复位电路如图所示，复位电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱。单片机的复位电路有上电复位和手动复位两种形式，RST端的高电平直接由上电瞬间产生高电平则为上电复位；若通过按钮产生高电平复位信号则称为手动复位。 开机时，电容器是空的，上电后就对电容充电。充电电流，在电阻上形成正电压，使得RST为高电平，单片机处于复位状态。充电电流逐渐减弱，电阻上电压逐渐接近于0，RST降为低电平，单片机即开始正常工作。手动按下SW，对电容放电，电容器里面又空了。手松开后，电源又对电容充电，再次出现开机时的现象。 L298驱动电路及原理驱动电路如图3.4所示，IN1、IN2、IN3、IN4分别与单片机IO口相连，为逻辑输入端,VDD、GND连接电池或是外部供电，ENA、ENB为控制便能端，OUT4、OUT3、OUT2、OUT1控制电机输出端，只要置相应单片机IO口IN1=0、IN2=1对应电机即可转动。通过PWM调制，即调节ENA的占空比即可调节电机的转动速率。 状态信号灯指示电路 状态信号灯连接电路如图3.6所示，不同状态的信号指示灯亮表示洗衣机工作处于相应的状态，三个状态分别为进水、洗涤、脱水，每个状态的等待时间为10秒钟。 时钟电路 时钟电路如图3.7所示，时钟电路由晶振元件与单片机内部电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，供单片机信号定时和计时。在AT89S51单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端为XTAL2。只要在两引脚之间跨接晶体振荡器和微调电容C4、C5，就可以构成一个稳定的自激振荡器。一般地，电容C1和C2取30pf左右；晶体振荡器，简称晶振，频率范围是1.212MHz。晶振频率越高，系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。在通常情况下，使用振荡频率为6MHz或12MHz的晶振。如果系统中使用了单片机的串行口通信，则一般使用频率为11.0592MHz的晶振。而在本次设计中采用的是频率为11.0592MHz的晶振。仿真硬件电路原理图如图3.2所示。主要分为时钟电路、复位电路、电机驱动电路。4、 调试过程经过对代码的反复调试,最终编译成功,如下:以下是对洗衣机系统的仿真图,刚开始调试运行的时候问题还是很多,比如说数码管时间间隔的设置等5、 流程图根据硬件设计要求控制主程序流程图如图4.1所示。洗衣机通电之后单片机上电首先进行程序的初始化包括定时器0、外部中断0、外部中断1的初始化以及各参数初值的设定。扫描按键的状态确定洗衣过程。当发现启动键按下洗衣机从待命状态进入工作状态。完成进水、洗涤、脱水的循环过程。当洗衣结束时控制喇叭播放电子音乐。洗涤过程流程图:脱水漂洗过程流程图: 外部中断流程图: 6、 结论与体会 本次课程设计体会很深，首先我选题目的时候就是首选关于洗衣机这个题目，觉得这个题目很接近生活并且有很大的兴趣想去做，很想去深刻的理解洗衣机的工作原理。洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的，单片机的体积小，控制功能灵活，因此，设计出基于单片机的洗衣机控制系统就具有很强的实用性。而本次设计的洗衣机控制器也是为了满足不同需求,同时也将单片机控制技术用到了实际生活中，最重要的是将所学的东西运用化。本次设计主要内容：设计一个用单片机控制的洗衣机控制器,以单片机为主的控制器，扩展必要的外部电路，设计制作一个洗衣机控制器。实现的主要功能为:1）标准洗涤：进水10秒；洗涤10秒；脱水10秒。2）有启动按钮控制：第一次启动，标准洗涤；进水10秒，洗涤、漂洗10秒正转，脱水反转10秒。3）洗涤时洗涤指示灯亮；漂洗时漂洗指示灯亮；脱水时脱水指示灯亮。本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户启动输入、洗衣、漂洗和脱水等阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路构成。电源采用+5V电源，单片机控制系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、1位共阳数码管、按键、喇叭、LED指示灯组成；外部硬件电路有三极管、L298驱动电路、电动机组成。进水过程 通电后，按下按键K1，则洗衣机工作开始。进入进水过程，进水过程为10秒钟，10秒后，停止进水；电机M接通，开始旋转，进入洗涤过程。洗涤过程 洗涤过程也为10秒钟，洗涤过程中，电机不断旋转。脱水过程 洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止并开始反向转动，开始排水。经过两周的努力完成了基于单片机的洗衣机控制系统的设计，本系统是基于单片机及其接口技术、计算机技术综合应用的设计。实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制包括用户启动控制、进水、洗衣、脱水和结束演奏五个阶段。控制系统主要由L298电机驱动构成。控制电路负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、一位共阳数码管、按键、喇叭、状态指示灯、电动机组成。在系统设计中查阅了大量相关的中文资料以及各芯片的厂家技术资料手册。通过本次设计，我自己学到了很多，不仅仅局限在专业课的知识，也加强了我对WORD的熟练运用，更让我了解到查阅资料的其他途径。希望接下来能够学到更多，以更好的姿态面对即将参加的工作中去. 编程体会：在编写代码的时候，不急于刚开始就对着电脑编写程序，一定要理解和整理出来你所想要做什么；从前都没有画流程图的习惯，不过此次试验之