微机原理课程设计洗衣机控制系统

1、微机原理和接口技术课程设计设计主题：洗衣机控制系统设计设计者：专业：电气工程及其自动化第：级学号：课程设计的意义1.1洗衣机的发展状况概要1 .洗衣机发展史洗衣服是每个家庭都不可避免的家庭劳动。 洗衣机的出现给人们的生活带来了很大的便利，其普及大大降低了许多家庭的体力劳动。1858年，美国人汉密尔顿史密斯制作了第一台洗衣机。 1874年，美国人比尔布莱克发明了第一台人工搅拌式洗衣机，挑战了“洗手时代”。 1910年美国人第一次开发了电动洗衣机。 1922年美国马耳他生产了第一台搅拌式洗衣机。 1932年，美德克斯航空公司开发了第一台前置式滚筒式洗衣机。 这台洗衣机可以用同一滚筒操作洗涤、漂洗、

2、脱水三个步骤。 与此同时，世界各地洗衣机相继出现。 洗衣机工业迅速发展。1937年第一次出现了自动洗衣机。 1955年在日本开发了波浪式洗衣机。 60年代日本出现了半自动洗衣机。 70年代生产了脉冲毛衣方式的滚筒式全自动洗衣机。 70年代后半期由电脑控制的全自动洗衣机在日本诞生了。 80年代“模糊控制”开始应用于洗衣机，洗衣机通过模糊控制使洗衣机的操作变得更简单，实现了智能化。 半个多世纪以来，全自动洗衣机技术在工业发达国家得到了广泛应用，其年产量和社会普及率达到了相当高的水平。2 .我国洗衣机的发展现状洗衣机在中国起步晚，1978年开始正式生产家用洗衣机。 随着改革开放的加深，经济的持续增长

3、，人们的生活水平普遍提高，人们对洗衣机的认识也不断发展，进入80年代以来，中国洗衣机行业一直保持着旺盛的发展形势。 现在洗衣机在中国的城市和农村广泛普及。 中国洗衣机市场正处于转型阶段，市场潜力巨大，随着家用电器自动化、智能化的发展，人们对洗衣机的期待也越来越高。 1983年，中国洗衣机产量从1978年的400台增加到了365万台。 此后，全国各地大规模引进了海外先进的洗衣机技术。 中国洗衣机的发展飞跃发展，先进技术的引进、吸收和创新，大大促进了中国洗衣机的生产能力和产业质量。 经过三十年的发展，我国洗衣机的年产量已经居世界第一，接近世界总年产量的四分之一。1.2课程设计的意义课程设计进一步锻

4、炼了学生们在微机原理应用中的实际工作能力。 计算机科学在应用方面发展很快，要学习这方面的知识，就要掌握这方面的知识并强调解决实际问题的能力。 面对实际问题，如何自己收集资料，如何自己学习新知识，如何自己制定解决问题的方案，通过实践不断地分析解决前进道路上的问题。 微机原理与接口技术课程是我们电气工程及其自动化专业本科生必修的技术基础课程。 通过本课程的学习，学生全面了解微机系统，掌握正常芯片的使用方法，掌握简单的微机应用系统的硬件和软件设计方法。双洗衣机控制系统的设计2.1设计内容系统设计建立并完成了微机控制的洗衣机控制系统1 .供水和排水的自动控制。2 .用户定时时间的设定。3 .电机的正反

5、转。4 .各种时间和故障报警电路。5 .定时接通、关机的控制。延迟6.3分钟启动的保护。7 .设计了相应的A/D、D/A、键盘、显示接口和传感器测量水位电路，可以进行在线键盘的参数设定、定时检测、显示、警报，其中的控制输出部分通过模拟或开关量进行控制。8、写出相应的工作原理，编制程序和程序的流程图。想要实现的功能：智能检测洗衣物的智能检查是智能洗衣机能够实现智能的关键技术之一。 智能检测利用模糊控制原理，根据各种传感器提供的洗涤物状态和洗衣机的运行参数进行模糊推理。 根据各种传感器对布量、布质、温度、浊度的检测，决定洗涤中的洗涤水位、洗涤时间、漂洗次数、排水时间、脱水时间等。三整体设计方案3.

6、1洗衣机系统的原理和设计思想图1洗衣机的示意图洗衣机的系统(1) .洗涤脱水系统主要放水桶，由洗衣桶和波浪轮组成。 装水桶也称为外桶，主要用于装清洗液。 放入水桶固定在钢制底板上，用4根动臂吊在洗衣机外壳上。 电机、离合器、排水阀等部件安装在滚筒的底部。 洗涤槽也称为脱水槽或离心槽，其主要功能是放入衣服，在洗涤或漂洗时与波轮一起完成洗涤或漂洗功能，脱水时变成离心式脱水槽。 脉动器是全自动洗衣机中对衣服产生机械作用的主要部件。 根据波浪轮的形状，基本上有小波轮(直径160mm左右)的旋涡式水流和波浪轮(直径300mm左右)的新水流两种。(2) .供水系统波轮式全自动洗衣机的排水系统采用电磁阀控制

7、。 为了检测控制滚筒内的水位，洗衣机设置了水位控制器(水位开关)。 波轮式全自动滚筒式洗衣机最使用的水位开关是气压式开关，主要由气压传感器装置、控制装置和电接点开关三部分组成，监测水位的高低。 另外，电磁阀有供水和排水电磁阀，供水电磁阀是洗衣机的自动供水开关，由水位开关的可动接点控制。 排水电磁阀是全自动洗衣机的自动排水装置，同时改变离合器的工作状态。 供水排水电磁阀是在线圈中流过电流形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在供水排水时使用，220V交流电压与电磁阀线圈连接形成磁场，电磁线圈吸附。 一自动打开香蕉阀门，洗衣机的水就顺着管子流了出来。 切断电源后，电磁阀线圈不流电流，磁场消失，电磁铁解开，橡

8、胶阀自动关闭，洗衣机的水不流出。(3) .动机和传动系统波轮式全自动滚筒式洗衣机的电机和传动系统主要由电机和离合器组成，离合器分普通离合器和减速离合器两种。 其中，普通的离合器用于采用小波轮的滚筒式洗衣机，该洗衣机在洗涤时和漂洗时脉冲器的转速和脱水时离心槽的转速相同，目前各种波形轮的新水流滚筒式洗衣机采用减速离合器，在洗涤时和漂洗时脉冲电动机作为洗涤和脱水时的动力源，一般采用主、副线圈完全对称的静电容量式电动机。洗衣机的基本工作原理洗衣机的洗涤原理是模拟人工洗涤衣物而发展起来的，通过滚动、摩擦、水洗等机械作用和洗涤剂的表面活性化作用，达到了去除衣物上附着的污垢、洗涤衣物的目的。 目前，许多全自

9、动洗衣机使用以单片机为中心的控制电路控制电机、数字显示管、供水阀、排水阀、蜂鸣器的电压输出，使洗衣机按程序运行。 在设计全自动洗衣机的控制系统时，必须掌握洗涤、漂洗、脱水的时间(1) .洗涤时间据说洗涤时间越长，洗的衣服就越干净。 实际上，洗涤时间超过一定的限度的话，洗涤时间变长，不仅洗涤度提高，而且衣服的磨损也加速，浪费了能量。 实验证明，洗衣机(脉冲式洗衣机)的最佳洗涤时间为510分钟，最长也不超过15分钟。(2) .漂洗时间漂洗开始后的3分钟内，衣服上残留的表面活性剂脱落最快。 之后，活性剂的脱落变得缓慢，冲洗10分钟后活性剂几乎不脱落。 一般来说，蓄水方式只需每3分钟冲洗23次。(3)

10、 .脱水时间电动机使洗涤槽高速旋转时，水分在离心力的作用下离开衣服被甩掉。 脱水时间通常为23分钟，时间过短的话脱水不充分，过长的话可能会损坏衣服。整体设计思想首先设计了系统的整体结构，根据设计要求确定了系统的大致硬件结构及其结构，然后根据系统的各功能把软件分成了几个不同的模块。 依次实现各模块的功能，最后组合各模块，完成了系统整体的功能。3.2洗涤过程流程图3.3设计流程图4硬件设计4.1硬件设计概述以Intel 8086为控制芯片，与其他接口电路配套构成洗衣机的控制电路。 主要使用8255串行路径芯片，74LS137三线八线解码器输出芯片选择信号，AD0809和DA0832模数转换芯片。

11、用电位计和AD0809模拟水量信号，用DA0832和LM324的运输之和控制直流电机的正反转和停止。 另外，输入设备使用4*4扫描键盘，显示设备使用2个共阴数字代码管。 详情请看各芯片的介绍。4.2使用的芯片及其各自的功能说明4.2.1芯片列表8086，8284，74ls 138，8255，AD0809，da 0832，74ls 02，LM3244.2.2 8086的功能概要英特尔8086是1978年由英特尔设计的16位微处理器芯片，是x86架构的祖先。 不久，英特尔8088宣布拥有外部8位数据总线，允许廉价的芯片应用。 基于8080和8080 (与8080语言的源代码兼容)的设计，虽然有相似

12、的寄存器集，但数据总线扩展到了16位。 总线接口单元经由6字节存储队列向执行单元提供指令，使得指令和执行同步，并且在8086 CPU上有20条地址线。的.一个地址线每个存储单元可以存储一个字节(8位)的二进制信息。 为了便于存储器的访问，每个存储器单元都对应唯一的地址，其地址范围以10进制表示为0，以16进制表示为00000HFFFFFH。英特尔8086有4个16位通用寄存器，也可以访问8位寄存器，并有4个16位索引寄存器，包括堆栈指标。 数据寄存器通常被指令隐式使用，临时值需要复杂的寄存器配置。 提供64K 8位的输出输入(或32K 16位)和固定向量中断。 因为大多数指令只能访问一个内存地

13、址，所以一个操作数必须是寄存器。 运算结果保存在一个操作数中。Intel 8086有4个段寄存器，可通过索引寄存器进行设定。 扇区寄存器允许CPU以特殊的方式访问1 MB内存。 将8086段地址向左移动4位，加上偏移地址。 很多人认为这是个不好的设计。 其结果是，各分段重叠了。 这样，在复合语言中大部分被接受(即使有用)，能够完全控制段，像c编程语言这样的指针很难用于编程。 这使得指针的有效显示变得困难，并且指向相同位置的两个指针可能具有不同的地址。 更糟糕的是，该方法难以将存储器扩展到1 MB以上。 8086地址系统的改变使存储器的扩展有效。在该系统中，8086作为整个系统的主芯片，控制整个

14、系统的协调操作。4.2.3 8284的功能概要向8086CPU供给外部的基准时钟信号，对时钟信号进行功率放大。4.2.3 74LS138的功能概要74LS138是3线-8线解码器，有54/74S138和54/74LS138两种线路结构形式，其工作原理如下当一个栅极端子(E3 )为高电平、另一栅极端子(E1 )和/(E2 )为低电平时，地址端子(a、b、c )的二进制码也可在对应的一个输出端子被低电子翻译。可以利用E1、E2、E3级联扩展到24线解码器。如果在外面有反相器，也可以级联扩展到32线解码器。在栅极端子之一是数据输入端的情况下，74LS138还能够实现数据分离器，该系统中，74LS13

15、8用于生成每个芯片的芯片选择信号。4.2.4 8255的功能概要8255功能(1)并联输入输出的LSI芯片、多功能的I/O设备可以是CPU总线和周边的接口.(2)即使有24个可编程的I/O端口，3组8位I/O端口是PA端口、PB端口和PC端口，它们也分成两组12位I/O端口，其中a组是a端口和c端口(高位4位，PC4PC7 )，而的b组只能设定基本I/O和闪速I/O两种模式，但这些动作模式完全由控制寄存器的控制字决定.8255引脚功能RESET:复位输入线，其输入成为高电平时，所有的内部寄存器(包括控制寄存器)被清除，所有的I/O端口被设置为输入方式。CS:芯片选择信号线，该输入端子为低电平时

16、，/CS=0时，芯片选择，表示允许8255和CPU通信/CS=1时，8255不能与CPU进行数据传输.RD:读取信号线，并且当输入端子处于低电平时，/RD=0和/CS=0，允许8255通过数据总线将数据或状态信息发送到CPU，即，CPU从8255读取信息和数据。WR:写入信号，且当输入端子处于低电平时，当/WR=0且/CS=0时，允许CPU将数据或控制字写入到8255。D0D7:三态双向数据总线、8255与CPU数据传输的通道，一CPU执行输入输出命令，就实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也经数据总线传输。PA0PA7:端口a输入输出线、8位数据输出锁存器/缓冲器、8位数据输入锁存器。PB0PB7:端口b输入输出线、8位I/O锁存器、8位输入输出缓冲器。PC0PC7:端口c输入输出线、8位数据输出锁存/缓冲区、8位数据输入缓冲区。 端口c通过在动作模式中进行设定，被划分为2个