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单片机原理及系统课程设计

专业：自动控制

班级:

姓名：

学号：

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2014 年 1 月 12 日

基于 AT89C51 单片机的全自动洗衣机设计

1 设计目的及要求

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

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)

单片机原理及系统课程设计报告

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 设计方案及原理

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。

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

模块以及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及 LED 灯。通过人工按压相应的开关,接

单片机原理及系统课程设计报告

通电机驱动电路相应的接线端子，实现电机正反转以及 LED 显示。总体设计原

理框图如图 1 所示.

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。

图 2 硬件连接图

3.3 系统设计原理

该设计采用模块化的方法，系统原理图分为五个模块，分别为晶振和复位模

块，电机驱动模块，LED 显示模块，按键控制模块以及数码管显示模块。

晶振和复位模块主要通过 51 单片机的内部振荡方式,产生原始的时钟频率。

电机驱动模块主要包含电阻、三极管放大器和一个电机,通过与 51 单片机的

P3.0—P3.3 引脚连接，用于驱动相应的洗衣、漂洗和脱水程序。LED 显示模块主

要通过与 51 单片机的 P0 口 8 个引脚连接，当按下相应按键时，对应的 LED 指

示灯点亮，实现对洗衣机控制过程的指示。按键控制模块，其连接于 P3 口部分

引脚上，实现对洗衣过程的选择及控制。数码管显示模块,其直接与单片机的 P2

口相连。

4 软件设计

4.1 主程序流程图

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