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基于单片机的洗衣机设计说明.doc
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2022-07-16
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基于单片机的洗衣机设计说明.doc
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单片机原理与系统课程设计
专 业:自动控制
班 级:
__
学 号:
指导
交通大学自动化与电气工程学院
2014 年 1 月 12 日
评语:
考勤 10 分
守纪 10 分
过程 30 分
设计报告 30 分
答辩 20 分
总成绩(100 分)
.
1 / 20
基于 AT89C51 单片机的全自动洗衣机设计
1 设计目的与要求
1.1 设计目的
洗衣机已成为人们日常生活中必不可少的一部分,但是传统的基于继电器的
控制,已不能满足人们对洗衣机的要求。因此设计了基于单片机的洗衣机控制电
路系统,由单片机控制实现洗衣机的各项功能。单片机的体积小,控制功能灵活,
因此,设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。由于
个人能力有限,所设计的洗衣机比前沿科技产品要差很远。所以这次课程设计的
主要目的在于通过亲手操作,查找资料,培养自己的分析设计能力,把这学期课
程中零散的知识进行整合,将理论的知识联系到实际的生活中,在实例中深入理
解一些理论知识,并从中有所收获。
1.2 设计要求
模拟全自动洗衣机工作过程。以电机替代洗衣机电机。显示洗衣机工作的状
态(进水、浸泡、洗衣、脱水、结束)。显示工作剩余时间(洗衣程序可自定义,
时间精度:秒)。洗衣时交替正、反转。
2 设计方案与原理
2.1 设计方案
利用 AT89C51 单片机的 P0,P1,P2,P3 串行口的输入输出功能,控制数码
管、电动机、发光二极管的工作状态,进而模拟洗衣机的基本工作过程。
洗衣机的主要工作过程是:进水—洗涤—漂洗—换水—漂洗—换水—漂洗—
换水—脱水—结束。上述工作过程中,包含三个过程:洗涤过程、漂洗过程、脱
水过程。
(1) 洗涤过程:放好待洗物,启动开关,进水阀通电,向洗衣机供水,供水
结束后,洗涤电动机接通电源,通过电机不停的正转、反转,形成洗涤水对洗涤
物产生强烈的翻滚作用;同时衣物之间、衣物与四周桶壁之间产生互相摩擦和撞
击力,达到洗涤衣物的目的。
(2) 漂洗过程:漂洗的目的在于清除衣物上的洗涤液,因此,漂洗过程与洗
涤过程的电机动作是完全相同的。
(3) 脱水过程:漂洗过程结束后,电动机停止转动,排水阀通电,打开排水
阀门排水。当排水到一定程度,满足安全条件时,脱水电动机接通,电机带动脱
水桶高速旋转,利用离心力把衣服上的水从桶壁的小眼里甩出。
.
2 / 20
全部洗衣工作完成后,结束指示的 LED 灯点亮,表示衣物已经洗好,洗衣机
就会自动停止工作。
2.2 设计原理
系统设计包括晶振和复位模块,电机驱动模块,LED 显示模块,按键控制模
块以与数码管显示模块五部分。利用 AT89C51 单片机芯片,芯片左排引脚外接晶
振和复位电路,通过 74LS245 锁存器连接至数码管,控制数码管稳定显示。右排
引脚外接电机驱动电路和各开关以与 LED 灯。通过人工按压相应的开关,接通电
机驱动电路相应的接线端子,实现电机正反转以与 LED 显示。总体设计原理框图
如图 1 所示。
AT89C51
电机驱动模块
LED显示模块
按键控制模块
数码管显示模块
晶振、复位电路
图 1 系统原理框图
通过对开关的操作实现选择想要进行的任何操作。当选择好模式后进入该模
式。该模式的参数已装入在单片机中,在单片机中程序的控制下进行工作。
程序实现的主要功能是洗涤,漂洗和脱水的控制。其中洗涤时间设初值为
136s,由于洗衣过程中电机要不停的正反转,所以用 P3.2 和 P3.3 控制。通过流
经电机两端电平的高低控制电流的流向,从而改变电机的转向,实现正反转。漂
洗过程和洗涤过程较为相似,由于漂洗要多次进行,所以用进水次数标志位
flag1 控制,当 flag1 为 2,3,4 时为漂洗过程。脱水过程是在出水次数 flag2 的
控制下进行。当 flag2 为 4 时脱水,当脱水时间到达 0 后,脱水结束,洗衣结束。
上述三个过程中电机工作利用晶体管组成的驱动电路进行驱动。
3 硬件设计
3.1 主要元器件
在本设计中主要使用了以下元器件:AT89C51 单片机芯片、74LS245 芯片、
晶体振荡器、数码管、发光二极管、直流电动机、三极管。
3.2 硬件连接图
该设计主要应用 80C51 单片机,外接一些必要的扩展电路,构成系统电路原
理图,如图 2 所示。
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