单片机自动洗衣机控制系统

1、项目一洗衣机控制、项目内容及要求。内容：设自动洗衣机的控制要求是：启动后先开启进水阀进水，水位到达设 定值后关闭，然后波轮按正转5秒、反转5秒，正、反转之间停3秒 的规律不断循环转动，直至达到设定时间停止，之后打开排水阀放水, 水放完后洗衣桶旋转脱水，1分钟后停止并关闭排水阀，洗衣过程结 束。要求水位设置不少于高、中、低三档，洗衣时间在312分钟 范围内可调，以1分钟为单位，排水时间定为1分钟。运动执行器用 指示灯模拟，水位用开关模拟，试设计该洗衣机的控制电路。要求：画出控制系统的框图，说明系统方案设计的思路、理由或依据；选择、确定组成控制系统的各个单元，并阐述选择确定的原则或 依据；画出完整

2、的电气原理图，介绍整体电路的工作原理、性能或特点;如采用单片机控制，给出单片机程序的流程图和清单，说明程序 的工作原理。制作实物电路，验证设计、制作是否正确。二、题目分析及设计思路。1. 技术要点： 要对自动洗衣机的整个流程要清楚，要清楚哪些步骤比较重要。对 于洗衣机优先级最高的应该是暂停这个功能。因为一旦当洗衣机盖子 被打开或者发生什么意外情况，洗衣机必须马上停止工作，这也是出 于对安全问题的考虑。 洗衣机在洗衣的过程中波轮按正转5秒、反转5秒，正、反转之间 停3秒的规律不断循环转动，直至达到设定时间停止。当到了设定的 时间以后洗衣机便要进入下一个的洗衣流程。 设置洗衣机时间和水位必须要显示

3、结果，方便用户查看。 单片机程序中的设计洗剂时间这些要做到比较精确，这样才能保证 洗衣机能将衣服洗的比较干净。 水位设置的处理，因为考虑到身边没有水位传感器，这里我用限时 的方法来完成低、中、高三个水位的设置。 进水和出水的电磁阀我这里都是用LED灯显示来代替了，进水和出 水我会将对应的LED点亮来表示进水和出水。三、方案设计说明。本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、 洗衣、排水和脱水等阶段。控制系统主要由电源模块、单片机控制系 统和外部硬件电路构成。电源采用三端集成固定稳压器7805提供+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、

4、2位共阳数码管、按键、LED指示灯组成；外部硬件电路有 继电器、三极管、电动机。1、按键洗衣机而板上有5个按钮KI、K2、K3、K4、K5。K1为水位设置。K2洗剂时间设定。K3启动。K4停止（模拟洗衣机的盖板，盖板打开时洗衣机将停止工作）。K5返回。2、洗衣过程洗涤过程通电后，只要用户对水位和洗剂时间设定后，按下启动按钮，洗衣 机就进入了洗剂过程。首先进水阀LED灯点亮，开始向洗衣机供水， 当到达要求水位时，进水阀LED熄灭，停止进水；电机M接通，带动 波轮旋转，形成洗衣水流。电机M是一个正反转电机，可以形成往返 水流，有利于洗涤衣物。排水过程电机停止转动，排水阀的LED指示灯点亮。这里会有

5、一分钟的排 水时间。脱水过程洗涤或排水过程结束后，排水阀LED接通，开始脱水。排水阀动 作的同时，电机M也接通，此时电机是朝着一个方向高速的旋转，使 电机可以带动内桶转动。从而将衣服上的水脱掉。3、设计总体方框图四、单元设计说明。1、单片机的时钟电路、和复位电路。U119>XTAL1C2IcfYSTALr1nF<TEXT>口 XI18XTAL2RST时钟电路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XTAL2o只要在两引脚之间跨接

6、晶体振荡器和 微调电容Cl. C2,就可以构成一个稳定的自激振荡器。本设计采用如图所示电路。一般地，电容C1和C2取33pf左右；晶体振荡器，简称晶振，频率范I詞是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。RST30pF <TEXT>R4j-T100k<TEXT>OuFTEK >2930PSENALEEA1.0P1.0P1 1单片机

7、上电自动复位电路上电复位是利用电容充电来实现复位，其工作原理是：上电瞬 间RST端的电位与VCC相同，随着电容C3充电电流的减小，+5V的 电压立即加到了 RST端，该高电平使得单片机复位。2、LED显示电路。2.6R6D4.进水阀220 <TEKT>LED-GREEND5T2.7R71 出水阀1 1220 <TEKT>LED-GREEN3.0R8<TEXT>D6g220 =TE>eLED-GREEN3.1R9D7 r>220 <TEKT>LED-GREEN<TEXT>_LLED (Light Emiting Diode)

8、是发光二极管英文名称的缩写。木次设计中我们采用发光二极管主要是用来指示洗衣机的工作状态。4个发光二极管分别跟单片机的P2.6、P2.7、P3.0、P3. 1连接，如图3所示。当发光二极管的阳极所对应的单片机管脚为高电平时，发 光二极管导通。3、数码管显示电路。常用的LED为8段或7段。每一个段对应一个发光二极管。这种 显示器有共阳极和共阴极2种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴 极连在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电 平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器 的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个 发光二极管接低电平时，发光二

9、极管被点亮，相应的段被显示。为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光 二极管点亮，这样就要为LED显示器提供代码，因为这些代码可使 LED相应的段发光，从而显示不同字型，因此该代码称之为段码（或 称为字型码）。4、电机正反转控制电路。这里我采用的是利用两个12V的继电器来实现电机的正反转。当 P2. 4为高电平，P2. 5为低电平时NPN型的三极管Q1导通，Q2截止, 电机就正转。反过来当Q1截止，Q2导通，电机就反转。这里采用的 原理就是H桥的一个原理。如下图。t当SW1和SW4同时导通的时候电机就会正转，当SW2和SW3同时 导通的时候电机就会反转。五、完整电路原理分析。

10、口动洗衣机硬件设计图ull 7Is; U自动洗衣机完整电路设讣图在Proteus7. 9中仿真结果。给模块上电后上电指示灯会点亮。说 明上电正常。分别按下水位设置开关、洗剂时间设置开关、启动开关。 洗衣机就开始自动的洗剂过程。水位设置开关盒洗剂时间设置开关都 是采用重复按来让水位循环和设置时间循环。如果不设定水位和洗剂 时间，直接按下启动开关，系统就会以默认的值来洗剂。当打开洗剂 盖板和有紧急情况的时候按下停止开关就能瞬间停止下来。再按下返 回按键，洗衣机就能继续之前的洗剂过程。六、软件设计流程。开始排水程序设置洗剂时间子程序设置水位子程序排水一分钟结束1 、脱水程序七、程序清单#includ

11、e<reg52.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int *$*sbit moto.r=P2A4; /电机右控制器sbit motoJ=P2A5; 电机左控制器sbit key_sw=PlAO; 水位设置sbit kcy_xjsj二PIT; /设置漂洗时间sbit key_qidong=P 1 A2y/启动按钮sbit duIl=P3A6;sbit du!2=P3A7;*sbit lcd_in=P2人6; 进水指示灯sbit led_out=P2A7; 出水指示灯sbit led_sw_h=P2A0;/高水位指示

12、灯sbit lcd_sw_m=P2八1;/中水位指示灯sbit lcd_sw_l=P2八2;/低水位指示灯sbit led_xi=P3A0;sbit led_tuo=P3Al;sbit wring=P2A3;/警告sbit key_fanhui=PlA4;宅*#*uchar code num 10=0xc0：共阳极数码管显 示数组宅 * *#"*char min=l; 时间uchar flagO=O;/ 洗衣标志uchar flag 1=0;/启动按键标志uchar flag2=0;/ 出水标志uchar flag3=0:/启动按钮的按下次数计数uchar erro=0; 报警标志u

13、int a=0;uint b=l;uint num0=2;uint c;uint d;uint e;uint f;uint g;uint h;uint i;uint j;uint k;*“$* 函 数声明 *#*$*/void delay(uint xms); 延时函数void in();进水子程序void out();岀水子程序void over(); 结束子程序void xi(); 洗衣程序void kcy_scan();/按键扫描子程序 void SED_display();/显示时间子程序 void on():工作程序* * *延时 函数 * * void delay(uint xms

14、)uint i,j;for(i=xms;i>0;i-) for(j=110;j>0;j-);* *脱水子程序 * * void over()while(numO!=O)lcd_out=l;moto_r=l;moto_l=0; lcd_tuo=l;delay(5000);numO-;num0=2;led_out=0;led_tuo=0;moto_r=0;moto_l=0;flag 1=0;min=l;P0=0:P2=0:P3=0xFC;EA=1;ET0=l;ET1 = 1;EX0=l;IT0=0:TMOD=0x01;dull=0;dul2=0;TH0=(65536-50000)/25

15、6;TL0=(65536-50000)%256;、*毎決旳孑 * *、void in()kxunul 八 d2.ay(5000)八_cdnHp)0 * 圧決旳釆* *、void osowhiQ(numollo)odlxiHpmsolno 八 mooHp kxilouFl 八 dcsry(5000r num?'.nunoHr?*M* * void xi()一TRO"-b=mm*20ck whiQ(flago=o)(-cdxiul 八 mo-olrurr moolfp d2.ay(5OOOK moprup moollrp daay(3000r moolrup mo-0Hrr dc

16、sry(5000r mopruq mopfp d2.ay(3000K*中断子程序* void T0_time() interrupt 1THO=(65536-5OOOO)/256;TL0=(65536-50000)%256; b=b-l;if(b=O)lcd_xi=0;moto_r=0;moto_I=0; lcd_swi=0; lcd_sw_m=0;lcd_sw=0; flagO=l; TRO=O;* * 中断子程序 * * void INT_0() interrupt 0TR0=0;EX0=0;c=moto_r; d=moto； c=lcd_sw_h; f=led_sw_m; g=lcd_s

17、w； h=lcd_xi;i=led_tuo: j=led k=led_out; lcd_sw_h=O; lcd_sw_m=O; lcd_sw=0;led_xi=0; led_tuo=0;lcdn=0;led_out=0;moto_r=0;mo_o=0八whiGr(l)if(kcylfanhui=o)daay(lo)- if(kcylfanhun-HO) whiGrukcylfanhuixmo 一 0rHp mopfd 八 _cdlswlh& -cdSWImHf 八 一 cdSWIlrg- 一 cdlxiurr 一 CdlHO= ledlm4 -cdoln*ra*void SEDIdis

18、p一ay()dull POHnu 旦 min/10汁dc_ay(5r du-1HO 八 du 一 2U1 八 POHnu 旦 min% 1 OKdc-ay(5rdu 一 2=9)*h-b* void kcylscan() if(kcylswHH 0)dclay(lO); if(kcy_sw= 0)whilc(!kcy_sw); a=a+l;if(a=l)lcd_sw=I;if(a=2)lcd_sw_m=l; lcd_sw=0;if(a=3)(lcd_swi=l; lcd_sw_m=0;if(a=4)(a=0;lcd_swi=0;if(kcy_xjsj=O) delay(lO);if(key_xjsj=O)whilc(!kcy_xjsj); min+; SED_display(); if(min=13)min=l;if(kcy_qidong=0)delay(lO);