基于MCS-51的洗衣机控制器设计

摘要快速发展的数字技术常常被应用于智能控制系统中。单片机又叫微控制器，最早被用于工业控制领域。单片机因为体积小、功能全、价格便宜、速度适中等优势被应用于性价比较高的领域。它非常适用于家用电器、智能武器装置、仪器仪表、工业控制、智能接口、信号采集以及通用测控单元等。本文设计了洗衣机控制系统，以MSC-51单片机为核心的本系统实现了整个洗衣过程的洗衣机控制，它的功能包括开始报警、进水、洗涤、漂洗、结束报警和有人靠近报警等。洗衣机控制系统主要由蜂鸣器报警模块、单片机控制模块、电机控制模块、LCD1602液晶显示模块、按键模块等组成。用干电池为单片机控制模块提供稳定的直流电压。硬件电路主要由MSC51单片机、按钮、蜂鸣器、LED指示灯、蜂鸣器、电动机、LCD1602液晶显示器组成。本设计是以单片机为核心的全自动洗衣机。硬件电路相对比较简单，软件的设计主要根据整个洗衣过程设计。通过给MSC51芯片载入控制程序能实现洗衣机的基本控制功能。虽然比不上市场上所买的洗衣机控制系统，但有较大的实用价值。关键词：MSC51；控制系统；电动机；LCD1602；LEDIAbstractTherapiddevelopmentofdigitaltechnologyisoftenusedinintelligentcontrolsystems.SCMalsoknownasmicro-controller,thefirsttimebeingusedforindustrialcontrol.SCMsmaller,full-featured,inexpensive,moderatespeedandotheradvantagesareappliedtothehighercostareas.Itisverysuitableforhouseholdappliances,smartweapons,equipment,instrumentation,industrialcontrol,intelligentinterfaces,signalacquisition,measurementandcontrolunitandsoon.Thispaperintroducesthecontrolsystemofautomaticwashingmachine,usingMSC51microcontrollerasthecoretorealizethewashingmachinescontrolsystem,thewholewashingprocess,anditsmainfunctionsincludestartalarm,water,washing,rinsing,dehydrationandneartheendofthealarmfivestagesofthepeople.Thecontrolsystemconsistsofanexternalhardwarecircuit,singlechipcomputercontrolsystemcircuitandperipheralcircuitandthepowercircuitmodulethree.5VDCvoltagepowersupplycircuitprovidesstable,controlsystembasedonsinglechipmicrocomputer;eachworkprocesscontrolsystemcircuitofthewashingmachinemaincontrolchip,mainlybytheMSC51microcontroller,buttons,buzzer,LEDindicatinglamp,abuzzer,amotor,LCD1602liquidcrystaldisplaygroup.Thecircuitofthesystemisrelativelysimple,theloadcontrolprogramofMSC51singlechip,therealizationofthebasicfunctionofautomaticwashingmachine.Althoughnotasthemarketcontrolsystemofwashingmachineiscomparableto,butithasastrongpractical.Keywords:MSC51;controlsystem;motor;LCD1602;LEDII目录摘要.1Abstract.2前言.3第一章绪论.41.1开发背景.41.2洗衣机的发展现状及水平.41.3本设计的目的和意义.51.4本文所作的工作.5第二章设计方案.62.1洗衣机设计任务.62.2洗衣机设计方案.62.2.1洗衣机的按键.62.2.2洗衣机控制程序.62.2.3洗衣机设计总方框图.72.3洗衣机控制系统的功能.7第三章硬件设计.93.1MSC51单片机主控系统.93.2双H桥直流电动机.113.3人体感应模块.133.4LCD液晶显示.133.5矩阵键盘的设计.143.6蜂鸣器报警装置.14第四章软件仿真.154.1程序设计.154.2软件仿真过程.154.2本章小结.17第五章调试.185.1硬件调试.185.2软件调试.185.3整体调试.19III第六章总结与展望.236.1总结.236.2发展展望.23参考文献致谢附录0前言目前，单片机被应用于各个领域，由于单片机具有简单易学、稳定性好、体积小、价格低等特点，因此单片机在工业控制、汽车、家用电器、航空航天、机电一体化、过程控制、智能化仪表等领域都有重要作用。在日常生活中洗衣服每天都不可避免，是一项繁重的家务活。有时甚至会引起家庭的不和谐，自从有了洗衣机，洗衣服这项不可避免的家务活变得比之前轻松。为了使洗衣机更加人性化，不仅洗的干净而且对衣物的磨损小，而且实现洗衣机自动识别衣物材质，并针对不同材质自动清洗。使洗衣服不再是负担，甚至成为一种享受。本设计以MSC-51单片机为核心，实现全自动洗衣机控制。硬件电路和控制程序的设计是本设计的主要组成部分。硬件电路设计包括MSC-51单片机、按钮、蜂鸣器、LED指示灯、蜂鸣器报警装置、LCD1602液晶显示器、电源、输出控制电路、功能及控制系统、电动机模拟洗衣过程等。控制程序主要包括主程序、电动机驱动程序、外部中断程序、内部定时中断程序等。本设计还介绍了与洗衣机相关的电子元器件的基本功能和用法。本文设计的全自动洗衣机控制器是以满足用户的各种需求为目的，同时将所学的单片机控制技术灵活运用到实际生活中。全文共分为六章。分别为：第1章：主要介绍洗衣机的开发背景，发展现状及水平，设计的目的和意义以及本文所做的工作。章2章：主要介绍洗衣机的设计任务、设计方案以及洗衣机控制系统的功能。章3章：主要介绍硬件电路各部分的功能和构造，所涉及的元器件的介绍。章4章：介绍软件仿真的过程及结果。第5章：对电路板进行调试，发现焊接过程中的问题，并解决问题。第6章：对本次设计进行总结，对洗衣机发展前景的展望。1第1章绪论1.1开发背景洗衣机是日常生活必需的家用电器，中国的洗衣机市场潜力巨大，正进入更新换代的时期。洗衣机给大家带来了更多的便利，人们对洗衣机功能人性化的要求也越来越高1。洗衣机功能主要有进水、洗涤、漂洗、脱水、烘干等功能，但很多方面不能满足人们的需求。这需要我们具备更高的专业技术水平从而设计出更节能环保、功能齐全、易于操作、噪音小、对衣物损伤小、适应不同人群不同场合的全自动洗衣机。让洗衣服这个无法避免的家务活，不再是一种负担，甚至成为一种享受。1.2洗衣机的发展现状及水平目前的全自动洗衣机都没实现全方面的兼容，洗衣机生产商只重视各自品牌的洗衣机的特点，着重研发一到两个与别的品牌洗衣机不同的个性化的功能。全自动洗衣机的各个功能都可以由单片机控制来实现，因为单片机的体积小、功能全、价格便宜、可靠性高、速度适中等优势被应用于性价比较高的领域，如机电一体化、过程控制、家用电器、智能化仪表等各方面被广泛应用，所以设计基于单片机的全自动洗衣机控制系统有非常强的实用性且性价比很高。1.按功能分类：(1)普通洗衣机：具有洗涤、漂洗、脱水等功能，但所有功能均须手工转换。(2)半自动洗衣机：与普通洗衣机相同具有洗涤、漂洗、脱水等功能，但具有某两个功能的自动转换的功能。(3)全自动洗衣机：也具有洗涤、漂洗、脱水等功能，但它能自动实现所有功能完成整个洗衣过程。2.按外部结构与洗涤方式分类：(1)波轮式洗衣机：是在立式不锈钢洗衣内桶底部，安装一个波轮快速旋转来搅动水流，用紊乱的水流使衣物不断翻滚、摩擦并减少衣服的缠绕，增大水流对衣物冲刷力，从而达到洗涤的目的。优点：用时少，洗净度高，结构简单，与传统的洗衣机依靠衣物与桶壁和衣物之间互相摩擦的方式相比，对衣物的损伤更小，更人性化，价格相对便宜，更节能，体积小等；缺点是：用水量大，洗衣量较少，衣物容易缠绕在一起，去污力度不均匀，对一些短纤维织物磨损相对较大。(2)滚筒式洗衣机：使衣物通过滚筒的转动随滚筒内的凸筋上升，而后借地心引力自然下落，如此不断循环翻滚，来达到去污的目的。优点：用水量小，洗衣量相对较大，2洗涤剂需求量小，衣物磨损较小，可提高洗涤时的水温使洗涤剂充分溶解，更易清洁，易实现自动化；缺点是：耗电量大，结构复杂，洗涤所需时间长，噪音大，价格昂贵。(3)变频洗衣机：能跟据衣物的材质不同，自动选择不同的洗衣强度，使不同材质的衣物通过电动机不同的转速得到恰当的洗涤强度2。优点：降低衣物的磨损，在甩干时，使电动机能从慢到快地启动，使洗衣机桶内的衣服在桶内四周均匀分布，洗衣桶的重心落在轴心上，脱水效果好，降低噪声，还能减小震动，更人性化；缺点：价格昂贵。除了以上介绍的几种洗衣机，有的商家开发出不需要使用洗涤剂的洗衣机，小到在外出旅行的时候随身携带迷你旅行洗衣机，还有的商家开发出能够远程控制的洗衣机来方便操作等等。将来的洗衣机会朝着便于使用、节能、人性化、个性化、适于不同人群不同场合的多样化方向发展。1.3本设计的目的和意义随着生活水平的提高，洗衣机已经逐渐普及。现在的洗衣机自动化程度越来越高，只要简单的按几个键并将衣物放进洗衣机中，就能自动洗衣服。甚至一些洗衣机可以自动感应衣服材质和重量，并且自动添加适量的水和洗涤剂，根据材质不同自动选择洗涤力度以及洗涤时间，还可以通过感知水的浑浊度来自动设定漂洗和脱水时间，更有些洗衣机还可以将衣服烘干，洗衣完成后用音乐提醒用户，用户在洗衣过程中可以做其它事，节约时间，还有洗衣机可以远程控制，方便人们的生活。市场需要和竞争以及科学技术的进步都促进了洗衣机自动化程度的提高。1.4本文所作的工作本设计以MSC-51单片机为核心，实现全自动洗衣机控制。硬件线路和控制程序的设计是该系统的主要的组成部分。能够实现进水、洗涤、漂洗、脱水等功能，可以自动完成整个洗衣过程，还可以自己设置各部分功能的时间。硬件线路设计包括电源、洗衣机状态显示、不同颜色的LED灯、输出控制电路、报警装置、功能及控制系统、电动机模拟洗衣过程的设计等。控制程序设计包括主控制程序、外部中断程序、内部定时中断程序、直流电机的驱动程序、报警模块程序、LCD1602显示驱动的设计等。介绍与洗衣机相关的电子元器件的基本功能等。本文设计的全自动洗衣机控制器是可以满足用户的需求。本设计将平时所学的单片机控制技术灵活的运用到实际生活中，有很强的实用性。3第2章设计方案2.1洗衣机设计任务1.设计的主要内容：以单片机控制为核心设计一个洗衣机控制器。能够实现洗涤、漂洗、脱水等功能，有标准洗和根据衣物的状况来设置各部分工作时间两种模式。2.设计的主要功能:(1)标准洗涤：先启动等待3秒，进水10秒，再洗涤15秒，然后漂洗20秒，最后脱水10秒。(2)启动/停止按钮控制：启动/停止进行标准完整的洗涤。(3)可以通过矩阵键盘来设置进水、洗涤、漂洗、脱水的时间，对于不同的衣物可以自行设定不同的时间，这样的设计更加的人性化。(4)进水、洗涤、漂洗、脱水的剩余时间都有显示，让用户可以更合理的设置时间。(5)当有人靠近洗衣机时蜂鸣器会发出警报，当有儿童在家时，起到了很好的保护作用。2.2洗衣机设计方案本设计能够实现洗衣机整个洗衣过程，功能包括用户参数输入、洗涤、漂洗、排水、脱水、启动/停止报警、有人靠近报警。控制系统主要由外部硬件电路和单片机控制系统组成。用干电池提供电压，控制系统主要用单片机来负责控制洗衣机的工作过程，外部硬件电路主要由MSC51单片机、按键、蜂鸣器、LCD1602、LED指示灯等组成；外部的硬件电路有三极管等电路元器件组成。设计的流程图，如图2-1所示。2.2.1洗衣机的按键洗衣机控制面板上有16个按钮，分别是由启动，停止，进水，洗涤，漂洗，脱水时间，时间等按钮，不同按按键控制单片机实现不同的功能，分别可以实现启动、停止、进水、脱水、洗涤、漂洗、加减时间等功能的设置。2.2.2洗衣机控制程序(1)进水过程：4通电后，按下启动按钮后，启动等待3秒后，洗衣机直接开始进水。图2-1洗衣流程图(2)洗涤过程：当进水时间达到设定值时，直接进入洗涤过程。(3)漂洗过程：与洗涤功能执行过程相同，只是执行时间比洗涤时间更长一点。(4)脱水过程：洗涤和漂洗功能结束后脱。(5)报警功能：启动、结束、有人靠近洗衣机时蜂鸣器报警。2.2.3洗衣机设计总方框图设计总方框图如图2-2所示。2.3洗衣机控制系统的功能以单片机为核心的洗衣机控制系统，通过设置程序自动按顺序完成进水、洗涤、漂洗和脱水的全过程。按下启动按钮时控制系统开始进水，当注水时间达到设定值时，单5片机通过发送一个低电平，通知控制系统关闭电磁阀停止进水3。为仿真方便,这里用不同颜色的LED灯表示整个洗衣过程，例如LED亮表示进水，LED灭表示进水结束，同时进入洗衣的下一个步骤。整个洗衣过程结束时蜂鸣器奏响，来通知用户整个洗衣过程结束。图2-2设计总方框图6第三章硬件设计该电路主要由MSC-51单片机、代表不同功能的LED指示灯、LCD1602显示器、蜂鸣器、矩阵键盘、人体感应器等组成。其组成如图2-1所示。本设计使用12M的晶体振荡器定时器0和定时器1每隔100us产生一次中断。3.1MSC51单片机主控系统1.单片机的概述：单片机又称微控制器或嵌入式控制器，它将中央处理单元CPU、ARM、ROM、定时器/计数器和多种I/O接口，甚至把A/D、D/A、SPI、VGA控制器等集成到一块芯片上，这一块芯片就是一台功能独特的计算机。其数据从4位、8位、16位到32位，速度越来越高，功能越来越强，应用越来越广泛。其中应用最广泛的就是MCS-51系列单片机。现在，单片机已经应用到生活的方方面面，从航天飞机到毛茸茸的儿童玩具，都离不开单片机。因为智能家电没有一个不是采用微控制器（单片机）来实现的，它是家用电器实现智能化的核心，所以家用电器是单片机应用最多的领域之一。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U3AT89C51图3-1MSC-51的引脚图2.MSC-51芯片的特点：(1)集成度高(2)系统结构简单(3)系统扩展方便(4)可靠性高7(5)处理能力强(6)容易产品化3.单片机的应用：工业方面、智能仪表方面、通信方面、军用方面、各种计算机外围设备方面、多机分布式系统等。4.单片机的基本结构（如图3-1所示）：(1)输入/输出引脚：P0.0P0.7（3932脚）：统称为P0口。在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低八位地址总线和双向数据总线。P1.0P1.7（18脚）：统称为P1口。可作为准双向I/O口使用。（对52系列：P1.0和P1.1有第二功能：P1.0可作为定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P1.1可作为定时器/计数器2的外部控制端T2EX）P2.0P2.7（2128脚）：统称为P2口。一般可作为准双向I/O口使用。在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口可以作为高八位地址总线。P3.0P3.7（1017脚）：统称为P3口。除了作为准双向I/O口使用，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能4，如表3-1所示。表3-1P3口的第二功能引脚第二功能P3.0XD串行口输入端P3.1TXD串行口输出端P3.2INT0外部中断0的请求输入端，低电平有效P3.3INT1外部中断1的请求输入端，低电平有效P3.4T0定时器/计数器0计数脉冲输入端P3.5T1定时器/计数器1计数脉冲输入端P3.6WR外部数据存储器写选通信号，低电平有效8P3.7RD外部数据存储器读选通信号，低电平有效(2)控制线：RST/VPD（9脚）：RST即Reset，VPD为备用电源。该引脚为单片机上电复位或掉电保护端。EA/Vpp（31脚）：EA为片外程序存储器选用端。该引脚低电平时有效，只选用片外程序存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。PSEN（29脚）：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。ALE/PROG（30脚）：地址锁存有效信号输出端5。(3)主电源引脚：Vcc：电源正端。GND：电源地端。(4)外部晶振引脚：XTAR（19脚）：接外部石英晶体端。该引脚为外部震荡信号输入端。3.2双H桥直流电动机IN15IN27ENA6OUT12OUT23ENB1OUT313OUT414IN310IN412SENSA1SENSB15GND8VS4VC9U3L298图3-2L298N芯片的引脚图用单片机来驱动直流电机时，需要用额外的驱动电路，不同电动机需要不同的电流才能驱动起来，所以根据本设计的实际情况本设计使用L298芯片来驱动。表3-2L298N芯片对直流电机控制的逻辑真值表输入输出C=H;D=L正转C=L;D=H反转Ven=HC=D制动Ven=LC=;D=没有输出，电机不工作9L298N芯片如图3-2所示。L298N芯片对直流电机控制的逻辑真值表，如表3-2所示。L298N芯片引脚功能，如表3-3所示。直流电机驱动板功能，如图3-3所示。表3-3L298引脚功能引脚符号功能115SENSINGASENSINGB此两端与地连接电流检测电阻，并向驱动芯片反馈检测到的信号。23OUT1OUT2此两脚是全桥式驱动器A的两个输出端，用来连接负载。4Vs电机驱动电源输入端57IN1IN2输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥式A的开关。611ENABLEAENABLEB使能控制端。输入标准TTL逻辑电平信号；低电平时全桥式驱动器禁止工作。8GND接地端，芯片本身的散热片与8脚相通。9Vss逻辑控制部分的电源输入端口。1012IN3IN4输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥式驱动器B的开关。1314OUT3OUT4此两脚是全桥式驱动器B的两个输出端，用来连接负载。10图3-3直流电机驱动板功能图解3.3人体感应模块HC-SR501是德国原装进口的基于红外线技术的自动控制模块（实物如图3-4所示）。采用LHI778探头设计，可靠性强，灵敏度高，能适应超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。由于本设计是干电池供电的自动控制系统，所以选择该产品。图3-4HC-SR501实物图当人进入感应范围时输出高电平，当人离开感应范围时自动延时关闭高电平并输出低电平。感应模块在本设计中是专为儿童设计的，当有儿童靠近时可以用蜂鸣器发出警报，提醒父母，以免发生意外。3.4LCD液晶显示LCD液晶显示模块由LCD1602显示器组成。LCD1602的应用比较普遍，市面上字符型液晶显示器大部分是基于LCD1602液晶芯片的。字符型液晶的控制原理相同，11LCD1602读写的控制程序能很方便地用于市面上大部分字符型液晶显示器中。字符型LCD通常有两种，分别是14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出的2条线是背光电源线Vcc和地线GND，控制原理与14脚的LCD显示器相同6。本设计采用的14脚的LCD。本设计中我们采用LCD1602用来显示洗衣机的工作状态及剩余时间及LOGO。D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD2LM016L图3-5LCD1602的引脚图LCD1602引脚功能：（引脚图如图3-5所示）(1)1脚：VSS为电源地。(2)2脚：VCC为电源正极。(3)3脚：V0为对比度调整端，接正电源时对比度较弱，接地时对比度较高（当对比度较高时，会有“鬼影”，可以使用一个10K欧姆的电位器调整对比度）。(4)4脚：RS是寄存器选择，当高电平1时选择数据寄存器，当低电平0时选择指令寄存器。(5)5脚：RW是读写信号线，高电平1时进行读操作，低电平0时进行写操作。(6)6脚：E（或EN）端，是使能端。(7)714脚：D0D7是8位双向数据线。(8)15脚：空脚或背光灯电源，背光正极。(9)16脚：空脚或背光灯电源，背光负极。3.5矩阵键盘的设计k1k2k3k4k5k6k7k8启动停止洗涤漂洗进水脱水+30S-30S30S60S90S120S150S210S/180S图3-6矩阵键盘12键盘是由若干个按键组成的开关矩阵（如图3-6所示）。矩阵键盘是微型计算机（单片机）最常用的输入设备。我们可以通过矩阵键盘向微型计算机（单片机）输入指令、地址和数据。单片机一般采用非编码键盘，它是用软件来识别键盘上的闭合的按键，它具有结构简单，使用灵活，稳定性好等特点，被广泛用于单片机系统中7。洗衣机控制面板上有16个按钮，分别是由启动，停止，进水，洗涤，漂洗，脱水，时间，时间等按钮，不同按键控制单片机实现不同的功能，分别可以实现启动、停止、进水、脱水、洗涤、漂洗、加减时间等功能的设置。3.6蜂鸣器报警装置蜂鸣器在电路中最大的作用是报警提示，在主板上的蜂鸣器会根据主板上出现的问题发出声音。要想使蜂鸣器发出声音要给它一个脉冲信号，不仅仅是高低电平的不同，而且根据输入信号频率不同，可以发出不同的声音8。13第4章软件仿真4.1程序设计根据硬件设计要求，洗衣机通电之后，首先进行程序的初始化：定时器0的初始化、外部中断0的初始化、外部中断1的初始化以及各参数初值的设定9。默认洗衣机的漂洗次数1次，然后根据按键的状态来确定洗衣过程。当启动键按下后洗衣机蜂鸣器发声并从待命状态进入工作状态。完成进水、洗涤、脱水、漂洗整个洗衣过程。当洗衣结束时蜂鸣器发声，提醒用户。如图5-1所示。图5-1洗衣流程图4.2软件仿真过程1.通电后：如图4-1所示。图4-1通电后的LCD显示器142.按下启动按钮后(1)启动初始界面：如图4-2所示。启动指示灯亮并且蜂鸣器发出启动警报。图4-2启动初始界面(2)启动后延时3秒后，开始进水：如图4-3所示。进水指示灯亮。图4-3进水界面(3)进水结束后开始漂洗：如图4-4所示。漂洗指示灯亮并且电动机正转。图4-4漂洗界面(4)漂洗结束后开始洗涤：如图4-5所示。洗涤指示灯亮并且电动机反转。图4-5洗涤界面(5)洗涤结束后开始脱水：如图4-6所示。脱水指示灯亮并且电动机正转。图4-6脱水界面15(6)脱水结束后进入结束界面：如图4-7所示。结束指示灯亮并且蜂鸣器发出结束警报。图4-7按下启动后的LCD显示器4.2本章小结仿真结果符合要求，能基本满足用户的需要。能实现进水、漂洗、洗涤、脱水、结束等功能。程序也调试无误，可以进行实物焊接。1第5章调试5.1硬件调试在硬件调试时，要先进行静态调试，在电板通电前用万用表等测量工具，按照电路原理图，检查线路是否有虚焊漏焊，核对元件的型号、安装是否正确。检查电源的正负极和电源之间有无短路，检查数据总线、地址总线、控制总线是否相互间短路或与其它信号线短路。通电后检查单片机个引脚电位，测量各点电位是否正常。注意单片机输出口的各点电位，若有高压将可能会损坏外部仿真电路，若电压过低则没有能力驱动负载。然后用仿真器联机调试，测试程序存储器、扩展的RAM、I/O设备、I/O口、晶振和复位电路是否正确并纠正错误。将单片机信号输出接口与外部仿真电路接口连接起来，为软件调试做好准备。在本次设计中的硬件调试过程中遇到的硬件故障有：(1)元器件失效：元器件失效的原因包括两种，一种是器件本身已损坏另一种是组装时造成元器件失效。在调试过程中，我发现发光二极管接反和继电器损坏导致不能正常工作。(2)可靠性差：虚焊漏焊等焊接方法问题都可能导致系统不可靠，金属化孔与接插件接触不良也会造成，经不起振动。内部和外部的干扰、元器件负载过大、元器件热稳定性差等会造成逻辑电平不稳定。布线的不合理也会引起系统可靠性差。我在调试的过程中发现单片机的电压比较稳定，但是发光二极管的亮度不一样、时亮时不亮，经查证主要是元器件引脚太长和弯曲还有些虚焊造成的电路不稳定。I/O输出口的高低电平没有明显界限也不稳定时高时低。(3)电源故障：电源电压值不符合要求，原因是电源负极引出线漏焊，且电源功率不足导致负载能力差等。虽然电压过高容易烧坏发光二极管，但是电压过低无法使负载正常工作。因此我后来选择焊接直流电源电路，来输出稳定的电压。5.2软件调试软件调试与硬件调试分不开，选用的软件结构和编程方式有关。若采用模块化程序，应该逐个模块调试好以后，再总调试。调试子程序时，要求符合运行环境，即输入条件和输出状态。软件调试的手段有单步运行方式和断点运行方式，检查CPU、RAM、I/O口的状态和程序执行结果是否符合设计要求。通过检测，可以发现程序中的很多错误，如死循环、机器码错误及转换地址错误，也可以发现硬件故障、软件算法及硬件设计错误。在调试过程中调整软件和硬件。2各模块调试好后，把相关模块联合起来整体综合调试。存储阶段若发生错误，可能是各子程序存储运行时出错，查看缓冲区数据是否发生变化以及标志位的建立和清除是否引起别的标志位变化，还有堆栈区的深度是否不够以及输入设备的状态是否正常等。单步以及断点调试后，应进行连续反复的调试，因为单片机的运行的时序要求是很严格的。单步运行成功不代表连续反复运行成功。全部调试完成后，应反复运行多次，因为可能存在一定偶然性。5.3整体调试1.接通电源，显示初始界面，如图5-1所示。图5-1初始状态2.按下启动按钮后等待3秒，并发出警报，如图5-2所示。图5-2启动等待3.启动后延时3秒后，开始进水：如图5-3所示。进水指示灯亮。3图5-2进水状态4.进水结束后开始漂洗：如图5-4所示。漂洗指示灯亮并且电动机正转。5-4漂洗工作状态5.漂洗结束后开始洗涤：如图5-5所示。洗涤指示灯亮并且电动机反转。图5-5漂洗状态6.脱水结束后进入结束界面：如图5-6所示。结束指示灯亮并且蜂鸣器发出结束警报。4图5-6脱水状态7.在启动前，还可以根据衣物量设置各阶段时间。(1)设置进水时间，如图5-7所示。图5-7进水时间设置(2)设置漂洗时间，如图5-8所示。图5-8漂洗时间设置5(3)设置洗涤时间，如图5-9所示。图5-9洗涤时间设置(4)设置脱水时间，如图5-10所示。图5-10脱水时间设置8.结束后进入结束界面。如图5-11所示。图5-11结束界面6第六章总结与展望6.1总结两个多月以来，我一直忙于完成毕业设计。从对本课题茫然无知到如今完成了整个设计。虽然以前实训课也做过大大小小各种不同的实训，但那些都是老师先指导，再让我们自己分组完成，难度相对较低。本次毕业设计完全是自己独立完成，让我的逻辑思维能力和动手能力有了很大的提升。好的作品离不开合作，本次设计我也遇到了各种问题，有软件方面也有硬件方面。通过与老师和同学的沟通，自己查阅资料，自学一些技能，大部分问题都的到了解决，依然有问题至今都没有解决，由于单片机引脚有限，本来想加一个称重功能，最后还是没能加进去。但是，我通过本次设计学到了很多，不仅仅是技能方面，做人方面也有收获，与人沟通的能力得到了大大的提升，自学能力也变强了。其实本设计还有很多不完善的地方，电动机只能一直正转或反转，不能调节速度，进水只能由进水时间来控制等缺点。这次设计我查阅了大量的资料，借鉴了很多前人成熟的经验，对单片机有了更深入的了解。单片机已经应用到生活的方方面面，大到航天飞机小到毛茸茸的儿童玩具，都可使用单片机控制。智能家大多采用微控制器，单片机是家用电器实现智能化的核心，所以家用电器是单片机应用最多的领域之一。单片机有体积小、速度快、价格低、易于操作、稳定性高等诸多优点，所以本设计也是以单片机为核心的。6.2发展展望随着生活水平的提高，洗衣机已经走进家家户户。未来的洗衣机一定会朝着节能环保、人性化、个性化的方向发展。现在的洗衣机还存在诸多的不足有待解决。未来洗衣机一定实现以下几个功能：自动识别衣物材质，并根据材质不同自动选择适合该材质的工作方式；可以根据衣服的重量和体积自动注水；可以远程操作洗衣机，当洗衣结束可以通过远程技术通知操作者；当洗衣机盖在洗涤过程中被打开时，发出警报并紧急停止运作，以免发生意外，当盖子盖上后继续工作；如果在洗衣过程中突然遇到停水，自动暂停，并远程通知主人，当供水恢复正常，自动恢复正常工作；洗衣机的外形更加多变，可以适合各种不同人群、各种不同场合等；开发出新型的水流，减少衣物之间的缠绕和摩擦，用水流搅动洗涤衣服等。总之，未来的洗衣会更节能、更省水、更人性化、更个性化、价格也会有所下调。7参考文献1克强.用AT89C2051单片机制作洗衣机控制电路J.电子世界,2001,03:39-40+35-59.2黄河,刘福华,王信.基于单片机模糊推理的洗衣机控制系统设计J.电子设计工程,2012,13:186-189+192.3王琰.基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统设计J.自动化与仪器仪表,2008,04:37-38+64+70.4王琰.基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统设计J.家电科技,2009,16:51-53.5曾璐,李明.基于AT89C52单片机的洗衣机智能控制系统J.家电科技,2007,09:59-60.6边疆.基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统的实现J.信息通信,2013,04:73-74.7曹玲芝.东芝单片机在洗衣机模糊控制系统中的应用J.家用电器科技,2000,08:64-65.8姚毅,陈艳风.基于EDA的洗衣机控制器设计J.科技视界,2012,16:199-201.9陈功,叶海波,魏世民.基于三星S3F84I9芯片的洗衣机控制器的设计J.机电产品开发与创新,2012,049:159-160.10田艳,田莎莎.基于FPGA的全自动洗衣机控制器设计与实现J.软件导刊,2012,09:48-51.11司孝平,赵严峰.基于FPGA的洗衣机控制器设计与实验教学J.天中学刊,2006,02:103-105.12司孝平,赵严峰.对一种洗衣机控制器的FPGA设计改进J.佳木斯大学学报(自然科学版),2006,03:356-359.13胡克满,陈光绒,祝水军,何剑海.洗衣机控制器设计及其仿真J.宁波工程学院学报,2006,04:49-52+66.14成超,任峻.基于VHDL的洗衣机控制器的设计J.电子设计工程,2014,04:92-94+98.15张亚飞.过零检测信号在全自动洗衣机控制器中的应用J.日用电器,2013,09:42-45.8致谢首先要感谢我的指导老师王强，本次设计实在他的亲切的关怀和悉心的指点下完成的。王强老师在我大学生涯的最后给我悉心的指导。从最初的定稿到资料的收集，不管是软件、硬件、调试、论文的定稿，王强老师都给了我耐心的指导和无私的帮助。为了我们的毕业论文，放弃了自己的休息时间。这种无私奉献的敬业精神令我感动，在此我向他表示诚挚的谢意。同时要感谢四年以来所有的任课老师以及所有同学给我的指导和帮助。是你们教会了我专业知识和技能，教会我各种学习方法，教会我做人的道理。因为他们，我在各方面都取得了显著的进步，在此我向你们表示由衷的感谢，并且祝所有的老师培养出更多更优秀的人才，桃李满天下！最后要感谢学校，给我们提供了良好的学习环境，创造更多的学习机会。正是有了学校师生的帮助，为我今后的学习、工作道路上点亮了一盏指路明灯。最后再次感谢所有关心和帮助过我的老师与同学们。9附录：中英文文献翻译名称单片机10附录一主电路图（如图A所示）d0d0d1d1d2d2d3d3d4d4d5d5d6d6d7d7d0d1d2d3d4d5d6d7ERSWBEPBEPqdjspxxdtstzk1k2k3k4k5k6k7k8k1k2k3k4k5k6k7k8RSWEXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0./AD039P0.1/A138P0.2/AD237P0.3/A336P0.4/AD435P0.5/A534P0.6/AD63P0.7/A732P1.01P1.2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TX1P3.2/INT012P3./IT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/W16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2./A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C52C12pFC22pFC310uFX112MR110kD714613D51241D31029D1807E6RW5S4VS1VD2VE3LCD1LM016L234567891RP1RESPACK-8启动进水漂洗洗涤脱水停止R2470D1LED-BLUED2LED-BLUE3LED-BLUED4LED-BLUE5LED-BLUED6LED-BLUEQ1PNPBUZ1BUZER启动停止洗涤漂洗进水脱水+30S-30S30S60S90S120S150S210S/180SIN15I27ENA6OUT12OUT23EB1OUT313OUT414IN310I412SENSA1SESB15GND8VS4VC9U2L298+6V+6VD7D8D9D10D1D12D13D14+6VD15LED-BLUE人体感应模块Q2NPNBUZ2BUZERD16LED-BLUER26.8kR31k图A主电路图附录二程序#include#includekey.h11#includeLCD1602.h#includestdio.h#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodeshow_0=startSet:;/第一行显示启动状态及设置时间ucharcodeshow_1=waterSet:;/第一行显示进水状态及设置时间ucharcodeshow_2=lwashSet:;/第一行显示漂洗状态及设置时间ucharcodeshow_3=washSet:;/第一行显示洗涤状态及设置时间ucharcodeshow_4=dwaterSet:;/第一行显示脱水状态及设置时间ucharcodeshow_5=stop;/第一行显示停止状态及设置时间ucharcodeshow_6=remaintime:;/第二行显示剩余时间ucharcodeshow_7=allover;/第二行显示所有程序结束ucharcodeshow_8=warning！;/第二行显示所有程序结束ucharcodeshow_9=sudayingyong/第一行显示界面sudayingyong11dzhefei/ucharcodeshow_91=YCOLLECEOFSOOCH;ucharcodeshow_10=;/行清屏ucharcodeshow_91=11dzhefei;/行清屏ucharcodeshow_11=water;/第一行显示进水状态及设置时间ucharcodeshow_12=lwash;/第一行显示漂洗状态及设置时间ucharcodeshow_13=wash;/第一行显示洗涤状态及设置时间ucharcodeshow_14=dwater;/第一行显示脱水状态及设置时间ucharcodeshow_15=settime:;/第一行显示脱水状态及设置时间bitflag_start=0;/启动标志位bitflag_water=0;/进水标志位bitflag_lwash=0;/漂洗标志位bitflag_wash=0;/洗涤标志位bitflag_dwater=0;/脱水标志位bitflag_stop=0;/停止标志位bitflag_motor=0;/马达故障标志位bitflag_beep=0;/蜂鸣器标志位bitflag_water_set=0;/进水设置标志位bitflag_lwash_set=0;/漂洗设置标志位bitflag_wash_set=0;/洗涤设置标志位bitflag_dwater_set=0;/脱水设置标志位sbitstart=P30;/启动控制端口sbitwater=P31;/进水控制端口sbitlwash=P32;/漂洗控制端口sbitwash=P33;/洗涤控制端口sbitdwater=P34;/脱水控制端口sbitstop=P35;/停止控制端口sbitbeep=P37;/蜂鸣器控制端口/sbitI1Z=P13;sbitI2Z=P14;sbitlaba=P17;sbitrt=P15;/uintstarttime=3;/启动时间uintwatertime=5;/进水时间uintlwashtime=10;/漂洗时间uintwashtime=15;/洗涤时间uintdwatertime=10;/脱水时间uintstoptime=5;/停止时间intstarttime_set=3;/设置启动时间intwatertime_set=5;/设置进水时间12intlwashtime_set=10;/设置漂洗时间intwashtime_set=15;/设置洗涤时间intdwatertime_set=10;/设置脱水时间intstoptime_set=5;/设置停止时间uchartemp,count;/临时数据chartemp_da