基于单片机的滚筒洗衣机智能控制系统设计

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概要

  因此我们需要一个完善的智能系统来设计一个全自动滚筒洗衣机，要以AT89C51这类单片机为基础设计出整个系统,控制着整个洗衣过程,其中主要包含四个步骤:用户输入参数、洗涤、脱水以及终止时间的报警。单片机的主控系统是由其中一个控制部分组成其中一个控制部分可以用来监视和负责一台洗衣机整个的运行工作流程,其中需要AT89C51单片机、电机为控制系统，当然也需要LED、按键。水位传感器和蜂鸣器等其他系统组成。
　　当然系统其实不复杂，就是植入软件程序给AT89C51单片机之后，就能够完成全自动滚筒洗衣机的一系列功能。这个洗衣机有很大的实用性，但是不能与市面上的洗衣机的控制系统来比较。
关键词：单片机；继电器；控制系统；LED

一、系统整体设计方案

  

2.1控制系统的功能

用单片机设计的全自动洗衣机，需要通过程序来控制，不仅能自动完成注水、洗涤、漂洗，而且还能自动完成漂洗、排水和脱水等过程。洗涤时控制系统将开始向洗衣机注入水；当水位传感器感知到有水时，开始进行电机洗涤。电机在系统的控制下进行正转、停、反转传动波轮执行洗涤程序；洗涤时间结束后，控制系统开始对洗衣机进行排水；然后再注入水，洗衣机进入漂洗状态，在结束漂洗程序后，开始排水；排水结束后，系统控制电机单方向高速运转，然后完成脱水程序；当脱水程序结束后，蜂鸣器奏响并告知用户整个洗涤程序结束。

2.2设计的主要内容

设计了采用单片机系统自动控制洗衣机监视器。以单片机控制器为工作中心,扩展所需要的外围电路,设计出洗衣机控制器。实现了对于洗衣机的整个操作和洗涤流程的自动化控制,其中不仅仅包括按键输入、进水、清洗、漂洗，还包括排水和脱水等程序,控制单片机系统不但需要单片机控制电路和外部硬件电路，而且还需要一个电源电路来构成。单片机系统负责整个清洁处理过程，不仅仅需要按键、蜂鸣器和水位传感器，而且还需要LED、stc89c51单片机和2位共阳数码管才能够构成。外部硬件有四部分组成：三极管、步进电机驱动、继电器和电动机。主要功能包
括：
（1）标准模式：先进行洗涤多少分钟，然后再漂洗多少分钟多少次，最后再脱水多少分钟且完成洗衣；
（2）快速模式：先进行洗涤多少分钟，然后再漂洗多少分钟多少次，最后再脱水多少分钟且完成洗衣；
（3）轻柔模式：先进行洗涤多少分钟，然后再漂洗多少分钟多少次，最后再脱水多少分钟且完成洗衣；
（4）调试模式（方便演示）：全部过程都为较短的时间来达到演示效果；
　　（5）有启动和暂停按钮控制：先在菜单栏找出自己所需要操作的步骤，然后按下按键让洗衣机开始工作，当工作结束后需要按下停止按键来停止工作。
（6）有一定的脱水功能。
（7）有指示功能：当洗衣机开始注入水的时候指示灯就会亮，开始洗涤的时候洗涤的灯就会亮；当洗好了开始
排水的时候排水指示灯就会亮；开始漂洗的时候漂洗指示灯就会亮；当最终结束后开始脱水，脱水指示灯就会亮。

二、硬件设计

3.1 控制系统整体框图

控制系统的电路如图3-1所示。不仅仅有电机驱动电路、按键电路和倒计时电路，还有电源电路、显示电路、报警电路以及最小系统电路以便于更好的控制整个电路。

图3-1控制系统的电路组成图

3.2 电源电路

单片机系统的电源电路如图3-2所示，可以将220V的电压，在变压器的作用下最终变为12V的电压，然后通过C4
和全桥整流，就可以得到平滑的直流电，在通过三端稳压管输出5V的电压输送给各个器件。

图3-2 系统电源电路

三 软件设计

主程序设计

根据设计要求，控制主程序流程图如图4-1所示。洗衣机通电后，单片机得到电，程序初始化不仅仅需要外部中断0的初始化和定时器0，也需要各参数初值的设置来共同完成。基本洗涤强度为3次漂洗“标准洗”。然后模式选择的状态下确认洗衣过程。按下启动键洗衣机开始进入工作状态。完成进水、洗涤、脱水、漂洗、排水的循环过程。洗衣结束后，再控制蜂鸣器出声通知用户已完成。

仿真设计

本电路不仅仅有AT89C51单片机、LED显示灯、指示灯，还有电动机、水位信号模拟开关、蜂鸣器和4只按键等共同来组成控制系统。如图5-1所示。电动机控制电动机正向旋转和控制电动机的反向旋转分别与端口P2.0和P2.1相连来构成二个控制端。显示器不仅仅有两只P1.2控制高位显示器，还有二个P1.3控制低位显示器，然后蜂鸣器就只能有由P0.7来控制的，每当蜂鸣器发声，此时P0.7就为0。该系统每隔100ms产生一次中断来设置12M的晶体振荡器定时器0。

四、 结论

通过本次设计可以总结出：首先，单片机在如今的生活中已经越来越普遍了，与人们的生活也密切不可分开了，如今的手机电脑还有洗衣机等一系列电子产品都离不开单片机，也因此让人们的生活越来越便利，其次，单片机和微型电子等技术有着密切的关系。不同的方法，不同的操作，不同的元器件都会让最终的设计结果出现不同的变化，洗衣机的外观，洗衣机的性能，洗衣机的功能，每当你运用不同的操作方法，不同的电子元器件都会带来不同洗衣机，然后洗衣机的性能就会出现差别。最后，此次设计就是围绕单片机来应用的，然后可以略微修改一下就会出现不同洗衣机。