【基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计与仿真8400字（论文）】

目录系统整体设计2.1设计功能要求1、使用单片机来控制洗衣机的全部自动工作。2、这种完全自动化的漂洗控制器系统可以根据用户需要自行设置电动洗衣机洗涤得的漂洗时间、脱水水的时间、漂洗水的次数及洗涤水位差的高低,还有各种用于电动洗衣机洗涤得到的各种洗涤速度模式等还可以再细分为快速漂洗,标准,强力去污。3、该控制器能显示当前运行的时间和当前工作的状态，洗衣机里关于电机的转动可以利用小电机来实现。2.2系统设计方案从系统的设计功能要求中分析得出,这次全自动洗衣机的主控制管理系统中要使用的小型单片发电机本身就是一个stc89c51单片机,本次单片机控制主要对象包括:自动进水阀、自动出水控制阀、小型直流式发电机、及指示灯、蜂鸣器等。通过对这些元件的控制和其他设备运行来自动分别选择他们的洗衣工作程序状态和对象剩下的洗衣工作程序时间,继电器1(设备进水阀)和自动继电器2(设备出水控制阀)可以用于用户自动控制他们的洗衣进程入水和洗衣机出水,另外还要通过led灯和12864显示不同的洗衣工作程序状态和其对象剩下的工作时间,遥控器的输入口和<br>模型可以分别用于同时自动控制一个操作程序的设备运行和自动设置一个洗衣机的操作程序模式,蜂鸣器可以用来给出洗衣完成的提示。2.3芯片选择2.3.1选择单片机单片机简单来说就是一个小型的计算机，它相比于真正意义上的计算机只是少了计算机的转换的设备。在这次的设计中我选择的单片机为STC89C51单片机，这种单片机的芯片内可以进行差不多一千次的程序存储器，有超多的引脚结构，这种单片机的内部最关键的是一个中央处理器和一个在线系统编程的存储单元,这两者可在这次洗衣机的控制系统设计中满足主机可编程的性质,与统计过程控制端的主机控制处理程序使用即可将所有普通用户的主机应用程序直接自动下载到自己的单片机内部,而且系统操作速度，是一种能够具有一个操作简单、性能极佳、在一定的条件下甚至可以代替电脑使用、相对于电脑来说价格便宜、操作方便。通过上面介绍和总结,本次全自动洗衣机的控制系统选用stc89c516单片机作为主要的核心控制器件。2.3.2单片机的结构图2-1单片机结构图·8位CPU·4字节程序存储器·128bytes的RAM·21个专用寄存器·2个完全可编程的定时/定位计数器5个完全自动化的网络中断信号来源,2个优先级ROM:使用于已经编写的程序的寄存、还有编程用到的数据I/O口:四个8位的数字并行数据i/o口,既有时可以被拿来用作并行数据的读出输入,也有时甚至可以被拿来用作串行数据的写入输出T/C:两个定时/记数器;可以实现五个以下的系统中断功能;2.3.3STC89C51单片机的引脚图及部分引脚的功能STC89C51单片机共40个引脚，下面的图2-2是STC89C51引脚图。图2-2STC89C51引脚图VCC：单片机的电源供电电压。

GND：单片机接地引脚。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

P2口：p2口两个缓冲器管脚可以同时进行电流接收。P3口：可接收输出4个TTL门电流。P3.0串行输入口

P3.1串行输出口

P3.2外部中断0

P3.3外部中断1

P3.4记时器0外部输入

P3.5记时器1外部输入

P3.6外部数据存储器写选通

P3.7外部数据存储器读选通

RST：复位输入。2.3.4继电器的选择继电器是一种主要用于进行自动控制的电子式开关元件,继电器的用途常常用于一些自动控制的电路中,用来接通或者断开所需要的控制器件或者控制电路,继电器实际上就是可以用小的电流来控制一个大电流的一种"自动型开关"。继电器的这个功能在现实生活中运用非常的广泛。根据在本次的洗衣机的控制设计中各种控制电路的输出电流和输入电压使用的特点,这次的洗衣机控制系统中为了可以得到电源电路所能提供的最高输出电流，并且洗衣机的功能选择需要按一下选择一个功能,所以这次单片机的全自动洗衣机的控制系统的设计选择的是:T73SRD-5VDC-SL-C继电器。3系统硬件设计3.1电源电路设计电源电路为整个单片发电机交流输出电压提供+5v交流电压后并进行直流供电,原理基本框图具体结构所示如下:如图3-1所示,从左边投入220v的交流电压输出的电源电流经过由两个1000UF的电容和两个104电容组成的微变压器，通过它的整流降压后经过电源整流、滤波后驱动形成直流输出电压,输入电流输送到右边采用集成式的直流稳压器7805一个输出稳定的VVC+5v交流电压给整个洗衣机的控制系统单片机输出供电。图3-1电源电路3.2显示电路的设计全自动洗衣机的显示部分就是利用一个两位的数码管显示洗衣机的工作时间信息和工作状态。选择的数码管为十段数码管。数码管与显示屏的具体电路如图所示。图3-2数码管3.3按键控制作用的设计本次设计的洗衣机控制系统是利用图3-3的四个独立的按钮来实现对这次设计的控制系统进行启动、停止和正常工作时对洗衣时间的增加、减少进行调整,这四个按钮分别对应的是:洗衣机的功能的选择、洗衣时间增加、洗衣时间减少、洗衣机程序的启动,这四个按钮分别连接于单片机的P32、P33、P34、P35口:在电路中这四个按钮的连接方式如图3-3所示。图3-3按钮连接3.4洗衣机的状态显示电路设计这次的洗衣机的工作状态及洗衣机的运行状态都会通过指示器上的指示灯来显示，led与74ls138的三个整机输出用户端分别进行数据连接,其中74ls138的三个整机用户端的使用功能输入端分别与一个一台单片机的两个p1.4'p1.6相应端进行数据连接,通过一个由一台单片的整机电路输出的电压高低输入电压水平信号来自动控制74ls138相应的引脚,使得每个led的灯点亮,指示每个输入端的led正常进行工作。具体的数据连接处理方式如图3-4所示。图3-4状态指示电路3.5洗衣机的总体硬件电路设计通过上面的几个部分的分析这次的全自动洗衣机硬件电路主要有这几部分组成：1.单片机的最小控制系统:1)单片机的复位控制电路2)单片机的时钟控制电路3）AT89C512.洗衣机的按钮控制3.led与数字显示单元4.74ls138译码器5.主要由蜂鸣器组成的报警电路6.T73SRD-5VDC-SL-C继电器的控制电路这次设计中洗衣机的电源的启动按钮组成部分主要是利用单片机的四个可以单独启动按键分别连接安装到了每个单片控主机中的p1.0~p1.3口上,这分别对应每个程序启动过程中的额外功率的增加、洗衣机的量程的减小以及程序启动主要原因是怎样用于如何正确的设置和完成一台台式洗衣机的正常运行工作时的状态和运行结束时的状态。这次设计中的10段数码管段选可以直接用来分别显示一台台式洗衣机正常运行工作的工作时间,单片机的p与p0口用于控制一个10段数码管的段选,单片机的p2.0和p2.1控制两个数码管的位置段选。蜂鸣器组成的报警控制部分主要体现在洗衣机的故障运行状态下和不正常的运行状态下,通过一个三极晶体管的电驱动与一台装在单片机上的p1.7相互关联地进行连接，最后发出声响并提示我们洗衣机处于不正常运行状态。继电器驱动控制部分主要设计适合于对控制电动机正、反两个方向的驱动控制,通过一个三极晶闸管电路来对洗衣机的控制电路和控制单片机的p2.2-p2.5引脚。使用单片机的p3.0引脚与主机p3.2引脚分别用来同时连接两个内部带有自动电控器及水龙头的自动洗衣机并可用来同时进行自动排水及快速脱水。图3-5硬件总体电路设计4系统软件设计4.1软件整体结构设计本次系统主要编译程序框图如图4-1所示。这次的全自动洗衣机的程序设计主要可以分为:全自动洗衣机的主程序，就是洗衣机正常运行完成洗衣任务时洗衣机的控制程序,当洗衣过程中出现了停水，停电等自然因素时洗衣机不得不停止运转，否则就会损坏衣物，我们要制作一个中断程序，为了和其他中断程序区别，这个就叫做内部定时器中断1程序,并且当自然条件恢复时洗衣机可以重新继续工作，还有就是用户要求洗衣机暂停工作，我们要设计一个外部定时器中断1程序,用户需要洗衣机不是马上工作时的程序，即需要带有延时启动的功能,数码管显示定时器程序等几个大部分共同组成。下面就是对洗衣机的一些问题及洗衣机的整体流程以框图的形式进行说明。其应用程序参考附录。图4-1程序设计流程框图4.2仿真软件的介绍Proteus是英国著名的EDA工具，一个关键功能切换至aapcb等的设计,真正正确做到了从了解基本概念开始设计一直到完成最终产品的全部功能完整化。到目前为止，它是世界上唯一将模拟电路数字化的模拟设计软件、pcb电路设计仿真软件和一个数字化电路虚拟物理建模电路仿真设计软件三合一的仿真设计软件技术开发平台,其中这个数字化虚拟处理器电路仿真设计软件主要功能支持8051、hc11、avr、arm、8086和armsp430等,2010年又重点更新添加了具有cortex和codsp两个系列的数字处理器,并不断地进行持续更新添加其他几个系列的数字处理器设计模型。在多种语言并行编译器的技术支持方面,它也已经可以同时支持keiar、keil和kematlab等多种语言的并行编译。4.3部分洗衣机的程序设计与分析在放好衣物及倒好洗涤液之后，洗衣机启动前我们可以根据衣物的大小及其干净程度选择洗衣机的工作状态:强洗、弱洗以及标准洗。在选择好洗衣机的工作状态之后与其对应的指示灯亮起。继续的按下洗衣机上的"程序"按钮后就可以选择洗衣机洗衣时的水位高度还有洗涤次数等功能,我们把洗衣机的各个设置都调整好以后，按下洗衣机上的"启动"按钮后洗衣机就可以开始正常的工作。连接洗衣机的进水龙头应当先行打开,不然洗衣机会监测外部条件不满足洗衣机启动的条件洗衣机就会停止启动。当洗衣机中进入的水位达到设定的洗衣条件时,洗衣机就会对衣物进行冲洗，当冲洗次数达当设定值时，洗衣机就会自动进入下一步脱水环节，开始对洗衣机里的水和衣物上大部分的水开始向外排水。当洗衣机发出嘟嘟嘟的声响时证明洗衣机的脱水已经完成,如果衣物的洗涤次数没用达到标准,则洗衣机会继续对衣物进行洗涤冲刷，一直这样重复直到洗衣完成。以下是全自动洗衣机的脱水环节图4-4图4-3图4-44.3.1部分按钮的功能图4-2整体仿真图在图4-2中当按下甩干按钮，甩干指示灯会亮起，关闭进水阀，等待50毫秒之后，打开排水阀，数码管会显示脱水剩余时间。到排水完成后，数码管会显示甩干剩余时间，电机会旋转进行甩干，甩干完成后，关闭排水阀，数码管熄灭，指示灯熄灭，延时5秒蜂鸣器停止。

5结论在这次的设计中利用单片机为主的全自动洗衣机的控制系统中还是有一些问题,并且我们对于单片机的运用还不够合理。在这种自动控制单片电动机的正反向运转驱动装置的系统设计中,由于我们采用了单片发电机来对其进行自动控制,在进行仿真时存在有问题,。在这次发表论文中我们仍然出现了许多的困惑和常见问题,自己平时可以通过手机上网及时查阅论文资料,上网及时搜索与论文有关学术视频和其他论文相关学术信息,还有通过和老师的讨论，这些问题都得到了很好的解决。还通过网上的一些信息知道了现在全自动洗衣机的问题及人们对全自动洗衣机的期望。

参考文献孟娇娇,辛旗,赵瑞林.基于51单片机的全自动洗衣机控制系统设计[J].湖南邮电职业技术学院学报,2018,17(02):46-50.杨威,余建坤,阳泳.基于STC89C51单片机全自动洗衣机控制器设计[J].数字技术与应用,2015(12):11.陈继飞.单片机在全自动洗衣机中的应用[J].家用电器,2000(03):21-22.杨雪.基于AT89C51单片机全自动洗衣机的仿真设计[J].黑龙江科技信息,2013(05):9.林义周.基于51单片机的全自动洗衣机控制器[J].科技资讯,2005(25):34-35.MFMAHamzas,HamzasMFMA,ShayfullZ,RadhwanH,NasirSM,AbdellahAbdellahelhadj.AStudyofNewWashingProcessWhichCombinesDeflectionandAbrasionAction[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2020,864(1).HSWahad,ATudor,MVlase,NCerbu,KASubhi.Theeffectoffrictionincoulombiandamper[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2017,174(1).DongbuDaewooElectronicsCorporation;ResearchersSubmitPatentApplication,"SuspensionforFullAuto