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全自动洗衣机设计.pdf
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题目:全自动洗衣机设计
目 录
第 1 章 引言................................................................................................................ 0
1.1 基于单片机控制的智能洗衣机研究的意义 .....................................................0
第 2 章 控制功能需求分析........................................................................................ 1
2.1 全自动洗衣机的控制功能要求 ..........................................................................1
2.2 整机组成框图 .....................................................................................................2
第 3 章 硬件电路设计................................................................................................ 3
3.1 微处理控制电路 .................................................................................................3
3.2 89C51 单片机的引脚分类 ..................................................................................4
3.3 时钟电路 .............................................................................................................5
3.4 复位操作电路 .....................................................................................................6
3.5 显示电路 .............................................................................................................6
3.6 进水阀控制电路 .................................................................................................7
3.7 排水阀控制电路 .................................................................................................8
3.8 电机控制电路 .....................................................................................................9
3.9 电机调速部分 ...................................................................................................10
3.9.1 可控硅过零调功原理............................................................................... 10
3.9.2 硬件电路设计........................................................................................... 11
3.9.3 过零检测电路........................................................................................... 11
3.9.4 可控硅触发电路......................................................................................... 12
3.10 蜂鸣电路....................................................................................................... 13
3.11 暂停和防振功能电路................................................................................... 13
3.12 压力传感器................................................................................................... 14
第 4 章 系统软件设计.............................................................................................. 15
结 论.............................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献........................................................................................ 错误!未定义书签。
附 录.............................................................................................. 错误!未定义书签。
附录 A 程序清单 .................................................................... 错误!未定义书签。
附录 B 智能洗衣机原理图 ..................................................................................32
致 谢............................................................................................................................ 33
第 1 章 引言
1.1 基于单片机控制的智能洗衣机研究的意义
随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高,人们对各种方
便、快捷的家用电器需求量越来越大,洗衣机作为人们提高生活效率,追求生活质量
的基本条件,也愈来愈成为不可或缺的生活用具。
在工业发达国家,洗衣机的普及率已达到相当高的程度,但由于现阶段国情,洗
衣机在我国的普及程度还较低,农村更甚。随着人民生活水平(特别是乡村生活水平)
的不断提高,社会对洗衣机的需求量越来越大,而且随着生活质量的不断提高,人们
对洗衣机的功能要求越来越高,使得洗衣机的更新较快,因此,洗衣机作为人们追求
现代生活的一个基本要求在我国有着极大的市场。
智能洗衣机综合运用了大量力学,电学,光学等知识。通过对于基于单片机控制
的智能洗衣机的研究我们可以更清晰,更实际的掌握单片机的一些基本的控制和应
用。单片机在日常家电中的应用比较广泛,洗衣机智能控制系统就是一种以单片机为
控制核心的系统,它把以往对洗衣机的繁琐的操作变得简单化,不但其机器性能显著
提高,还增加了难以实现得功能,同时也提高了控制的精确度,硬件和软件相互配合
实现洗衣机工作的智能化和自动化。因此对于智能洗衣机的研究一方面可以让我们对
于所学的单片机和电路有关知识有个更好的理解和巩固,一方面也锻炼了自身的动手
能力,特别是能够实现软硬连调所具备的能力。
智能洗衣机的特点是:通过程序控制器来实现洗涤过程,省时省力。
第 2 章 控制功能需求分析
2.1 全自动洗衣机的控制功能要求
洗衣机要完成洗衣工作,除了对一般洗衣过程的人工工作及效能进行模拟之外,
还要根据洗衣机的机械电子性质进行有关控制和检测。
对于一台套桶式缸波轮全自动洗衣机而言,首先要求能完成洗衣功能;同时还要
根据用户的不同设置几种不同的洗衣程序;还要考虑水流的情况决定洗涤的弱强情
况;另外,还要对洗衣过程出现的故障进行诊断;保证高速运转时脱水的安全性等。
所以,对全自动洗衣机,一般要求具有如下基本功能。
1) 强、弱洗涤功能。要求强洗时正、反转驱动时间各为 4s,间歇时间为 1s,弱洗
时正、反转驱动时间各为 3s,间歇时间为 2s。
2) 4 种洗衣工作程序,即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序
标准程序是进水→洗涤→漂洗→排水→脱水,如此循环 3 次,每循环一次洗涤或
漂洗环节时间比上一循环同一环节时间减少 2min,具体是:第一循环为洗涤,时间为
6min,第二,第三次循环为漂洗,时间分别为 4min 和 2min。排水时间采用动态时间
法确定,脱水时间为 2min。经济程序与标准程序一样,只是洗涤次数为二次。单独程
序是进水→洗涤(6min)→结束(留水不排不脱)。排水程序是排水→脱水→结束,
时间确定与上述程序相应环节相同。
3) 进、排水系统故障自动诊断功能
洗衣机在进水或者排水过程中,若在一定的时间范围内进水或排水未能达到预定
的水位,就说明进、排水系统有故障,此故障由控制系统测知并通过警告程序发出警
告信号,提醒操作者进行人工排除。
4) 脱水期间安全保护和防振功能
洗衣机在脱水期间若打开机盖时,洗衣机就会自动停止脱水操作。在脱水期间,
如果出现衣物缠绕引起脱水桶重心偏移而不平衡,此时洗衣机也会自动停止脱水,以
免振动过大,待人工处理后恢复工作。
5) 间歇驱动方式
脱水期间采取间歇驱动方式,以便节能。本系统要求驱动 5s,间歇 2s,间歇期
间靠惯性力使脱水桶保持高速旋转。
6) 暂停功能
不管洗衣机工作在什么状态,当按下暂停键时,洗衣机必须停止工作,等待驱动
键按下以后洗衣机又能按照原来所选择的工作方式继续工作。
7) 声光显示功能
洗衣机各种工作方式的选择和各种工作状态均有声、光提示或显示。
2.2 整机组成框图
针对上述,一方面,涉及到硬件电路,另一方面要配合相应的软件,才能完成上
述功能。下面为本设计的整机框图如图 1。
如下图 2-1 中所示,通过压力传感器,将洗衣机桶内水位的压力值送到微处器内
部,进行分析、处理,然后分别进行控制,如进水量、进水阀电路、出水阀电路。通
过二极管管显示相应状态,由简单按键控制,遇到险情由扬声器发声。由软件和硬件
对电机的转速进行控制。
压力传 感器
电路
单
片
机
二级管 显示
电路
A
T
8
按键控 制及
报警电路
9
C
5
1
图 2-1 整机电路组成框图
电 机 控 制 电
路
进 水 阀 控 制
电路
排 水 阀 控 制
电路
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