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1、華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，洗衣機(jī)成為家庭中不可或缺的家用電器。因此，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對洗衣機(jī)整個洗衣過程的控制,包括用戶參數(shù)輸入,洗衣,脫水和結(jié)束報(bào)警四個階段.控制系統(tǒng)主要由電源電路，單片機(jī)控制系統(tǒng)和外部硬件三大模塊組成。通過單片機(jī)的控制，外部硬件隨著用戶參數(shù)的輸入，洗衣機(jī)按照用戶的選擇要求進(jìn)行運(yùn)作。本系統(tǒng)給AT89S52單片機(jī)載入軟件程序后,能夠?qū)崿F(xiàn)全自動洗衣機(jī)的基本功能.使得洗滌、漂洗、排水、脫水等各種功能的操作都不需要手動。并可以通過選擇洗滌方式來選擇時間，還可以選擇洗滌的強(qiáng)弱等多種方

2、式。控制器通常設(shè)有強(qiáng)洗、弱洗兩種洗滌程序，對不同的衣物可提供用戶選擇。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多種洗衣功能，能夠滿足現(xiàn)代家庭的基本洗滌要求，具有一定的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)89S52；洗滌；全自動洗衣機(jī)；控制器Design of control system of automatic washing machine based on the microcontrollerAbstractWith the rapid development of digital technology, washing machine has become indispensable household appliance

3、s. Therefore, the design of the control system of automatic washing machine based on single chip microcomputer. This system realizes the control of the washing machine and the whole washing process, including user input parameters, washing, dehydration and end alarm four stages. The control system i

4、s mainly composed of a power supply circuit, SCM control system and the external hardware three modules. Through the MCU control, external hardware with user input parameters, washing machine according to the users choice for operation.This system downloading the program to AT89S52 microcontroller,

5、to achieve the basic functions of automatic washing machine washing, rinsing, drainage. So, dehydration and other various functional operation does not need manual. And can choose the washing way to choose the time, can also choose the washing strength etc. The controller usually provided with a str

6、ong, the weak wash wash two kinds of washing procedures, for different clothing can provide user selection. Design and implementation of the various washing function, can satisfy the basic washing the requirements of the modern family, has a certain practicality.Key Words: Singlechip 89S52; washing;

7、 full automatic washing machine; controll目 錄摘 要IAbstractIII第1章 緒論11.1課題的目的和意義11.2洗衣機(jī)的發(fā)展全景及待解決的問題11.3課題設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3第2章 全自動洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案52.1系統(tǒng)方案選擇52.2具體設(shè)計(jì)方案72.2.1按鍵72.2.2洗衣機(jī)自檢72.2.3洗衣程序82.2.4顯示82.3控制系統(tǒng)的功能8第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)93.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)93.2各單元電路設(shè)計(jì)153.2.1電源電路153.2.2控制電路153.2.3檢測電路173.2.4執(zhí)行電路173.2.5顯示電路193.2.6蜂鳴器報(bào)警電路203.

8、3電路設(shè)計(jì)及本章小結(jié)21第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)234.1軟件主程序設(shè)計(jì)234.2軟件子程序設(shè)計(jì)234.2.1洗衣程序設(shè)計(jì)274.2.2洗滌程序的設(shè)計(jì)274.2.3漂洗程序的設(shè)計(jì)284.2.4脫水程序的設(shè)計(jì)28第五章 系統(tǒng)調(diào)試315.1硬件調(diào)試315.2軟件調(diào)試325.3整體調(diào)試33總 結(jié)37參考文獻(xiàn)39致 謝41附 錄4365 第1章 緒論1.1課題的目的和意義 目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等幾大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提

9、出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機(jī)。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，打多洗衣的廠家都注重格子品牌的洗衣機(jī)的特長，突出一兩個與別的洗衣機(jī)不同的個性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出給予單片機(jī)控制系統(tǒng)就具有很強(qiáng)的實(shí)用性。而本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)控制器也是為了滿足某些用戶的不同需要。同時也將單片機(jī)控制技術(shù)用到了實(shí)際生活中，最重要的是將所學(xué)的東西運(yùn)用化。1.2洗衣機(jī)的發(fā)展全景及待解決的問題國外先進(jìn)技術(shù)及開發(fā)前景 當(dāng)今世界是技術(shù)、知識打爆炸的年代，只要人們有需要，就有可能生產(chǎn)出某種產(chǎn)品來滿

10、足人們的需要。洗衣機(jī)的發(fā)展正是這樣，人們在生活中發(fā)現(xiàn)了它的某些不便，就會在實(shí)際中不斷地改進(jìn)和完善它，新型的洗衣機(jī)正是在這種情況下誕生的。1、超聲波洗衣機(jī)超聲振動產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，在洗滌中通過邊生產(chǎn)氣泡邊消失的運(yùn)動，產(chǎn)生強(qiáng)水壓，再加入小量洗衣劑，振動纖維，超聲乳化去污，水中氣泡上升，產(chǎn)生了洗滌桶中央向外側(cè)翻動的水流，便衣服之間相互摩擦，并與洗滌劑充分接觸產(chǎn)生很有效的洗滌作用。這種洗衣機(jī)洗滌桶小，桶內(nèi)無運(yùn)動部件，無機(jī)械電氣故障，修理方便。詞典均勻性好，不纏繞，不傷布料，洗滌效果好，省水，省電。2、電磁洗衣機(jī)這種洗衣機(jī)洗滌桶內(nèi)有4個洗滌頭，上面各有個夾子，把衣物伸展夾住，每個洗滌頭上有個電磁線圈，接通電

11、源發(fā)生2500次/秒的微擊振動，使衣物在洗滌液中洗滌。因不用電機(jī)驅(qū)動，無噪聲，省水50%，省電75%。3、 高溫泡沫洗衣機(jī)日本大阪大研制的一種不用高溫泡沫來洗滌衣物的洗機(jī)。洗滌劑灌于洗衣機(jī)低部，放衣物后撥動開關(guān)，開始鼓風(fēng)，將空氣送入罐中產(chǎn)生泡沫，由加熱到70攝氏度高溫泡沫洗凈衣物，然后進(jìn)入洗衣桶旁邊的消泡裝置，一般洗510分鐘/5次，21L/1kg干衣。4、 真空洗衣機(jī)原蘇聯(lián)研制的一種不用洗衣粉或洗滌劑的洗衣機(jī)，真空泵將洗衣桶內(nèi)吸成真空狀態(tài)，桶中水運(yùn)動產(chǎn)生氣泡爆破并去污。洗凈度高，不損衣、無噪聲、造價(jià)高。實(shí)際上是采用冷沸騰洗滌原理，在幾秒鐘內(nèi)從洗滌桶的上部那空氣抽出。稀薄空氣與水如沸騰狀，衣物

12、在泡沫漩渦中攪動，1.52分鐘就能洗凈衣物，一般洗衣服710分鐘即可完成全過程。5、 噴射式洗衣機(jī)意大利扎努西公司研制一種將洗滌劑不斷噴射向衣物的洗衣機(jī)，似乎無水，可以省水20%，省洗滌劑30%，省能35%，省時間10%。這種洗衣機(jī)完全不同于前裝式滾筒洗衣機(jī)，安裝在噴淋系統(tǒng)內(nèi)的噴射裝置持續(xù)不斷地將水和洗滌劑噴淋在衣物上進(jìn)行洗滌，并在不銹鋼桶內(nèi)攪動衣物。衣物在液體中不停地?cái)噭?，就像桶?nèi)根本沒有水一樣。然而水卻滲透過衣物流入位于滾筒底部的一個儲水槽中。在槽中，水被從新加熱再次循環(huán)噴射到衣物上去，洗滌桶做周期性脫水，以排去水和污物，隨后漂洗3次，最后脫水洗完。洗衣機(jī)待解決的一些問題由于我國洗衣機(jī)廠起

13、步晚，加上技術(shù)方面的一些問題，不可避免底再現(xiàn)有的機(jī)型中出現(xiàn)一些弊病。主要弊病有：噪聲大，麻電和漏水，進(jìn)水不暢或進(jìn)水不止或排水不暢，工作周期不平穩(wěn)、振動大，損傷洗滌物，洗滌效果不佳，脫水插自動性不佳，脫水不良，重量大，容量不合理。具體來說，洗衣機(jī)的問題存在于結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、原材料和模具及管理方面。1、結(jié)構(gòu)類型方面我國洗衣機(jī)多屬波輪式。今后波輪式任然是主要形式。為了適應(yīng)國外市場的不同需求，要適當(dāng)?shù)厣a(chǎn)些新型式的滾筒式和攪拌洗衣機(jī)，進(jìn)而生產(chǎn)具有波輪式、攪拌式兩種洗衣機(jī)優(yōu)點(diǎn)的新機(jī)型。為了使波輪式洗衣機(jī)洗滌更合理，應(yīng)努力將全自動洗衣機(jī)提高到電腦型的水平。雙桶洗衣機(jī)再提高漂洗的條件下，以重點(diǎn)生產(chǎn)全自動型噴淋式

14、洗衣機(jī)為宜。同時要注意避免新水流洗衣機(jī)一味地提高波輪式的轉(zhuǎn)數(shù)及其轉(zhuǎn)動時間或增高波輪筋高的傾向，以免損傷衣率和纏繞率回升增高，降低了新水流洗衣機(jī)的優(yōu)越性。2、質(zhì)量方面我國洗衣機(jī)的質(zhì)量問題，具體反映再功能、外觀和可靠性三方面，與國外存在較大的差距。把國內(nèi)外洗衣機(jī)放在一起，從功能、電源插頭、面板裝飾、旋鈕結(jié)合，塑料件的光整度（光潔、毛刺和變形），外箱和螺絲釘?shù)某尚渭胺冷P，皮帶的耐磨及噪音進(jìn)排水閥和水位開關(guān)閥質(zhì)量，電腦控制各種功能的能力，電腦的康電壓波動、抗干擾防靜電的能力，以及傳感器的靈敏度等方面，很容易看出那幾臺是國產(chǎn)貨，再加上裝配工藝較落后，致使我國洗衣機(jī)的質(zhì)量穩(wěn)定性差，出口有一定的困難。目前我

15、國洗衣機(jī)無故障運(yùn)行水平為250500小時，而國外同類產(chǎn)品達(dá)15002000小時，即十年不需修理。我國的洗衣機(jī)出口，切不可立足于搞好售后服務(wù)，否則將來帶來很多麻煩。因此提高洗衣機(jī)的質(zhì)量要從提高零部件的質(zhì)量入手。關(guān)鍵電器件和傳動件應(yīng)組織專業(yè)分工，制定標(biāo)準(zhǔn)，組織攻關(guān)，進(jìn)行認(rèn)證，在改進(jìn)功能方面、外觀質(zhì)量和可靠性三方面，進(jìn)行全面整理，提高水平。3、原材料和模具方面洗衣機(jī)的原材料主要是塑料盒薄鋼板，目前均供不應(yīng)求，需進(jìn)口。一旦進(jìn)口受阻，生產(chǎn)便要停滯下來。質(zhì)量好的原材料生產(chǎn)的塑料件注塑工藝和塑料模具的質(zhì)量問題。另外，塑料的各種規(guī)格來源也不足，靠進(jìn)口，成本就降不下來，以每臺洗衣機(jī)10公斤臺粗計(jì)，年產(chǎn)1000萬

16、臺每年需薄鋼板6萬噸，目前50%還供應(yīng)不上。我國洗衣機(jī)要維持生產(chǎn)，大型模具的設(shè)計(jì)、制造和使用壽命，應(yīng)組織攻關(guān)解決。4、管理方面各洗衣機(jī)廠從國外引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)的消化吸收還沒有落在實(shí)處，有的廠只是計(jì)劃一下，軟件技術(shù)既沒有消化，也沒有吸收，照老辦法生產(chǎn)，甚至買來就一直鎖在柜子里?，F(xiàn)在出口洗衣機(jī)和前幾年引進(jìn)類似，盲目自我競爭，各自為政，因此在出口管理方面，應(yīng)協(xié)調(diào)一致，出口業(yè)務(wù)進(jìn)行，統(tǒng)一對外。1.3課題設(shè)計(jì)任務(wù)與要求一個全自動洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個用單片機(jī)控制的洗衣機(jī)控制器。以單片機(jī)為主的控制器系統(tǒng)，擴(kuò)展必要的外部電路，設(shè)計(jì)制作一個洗衣機(jī)控制器。工作流程包括：洗滌，脫水，漂洗，脫水，漂洗，脫水

17、。全自動洗衣機(jī)的主要功能：（1）開機(jī)默認(rèn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)方式，強(qiáng)洗。（2）在洗滌和漂洗過程中，電機(jī)正轉(zhuǎn)1次，反轉(zhuǎn)1次，連續(xù)運(yùn)行。（3）在進(jìn)水和脫水過程中，相應(yīng)的指示燈亮，繼電器吸合，蜂鳴器間接性響。（4）當(dāng)在執(zhí)行某個步驟時，只有“K3”鍵有效，按下暫停，再按恢復(fù)執(zhí)行。 各步驟時間要求：進(jìn)水時間為4s，洗滌時間為6s，排水時間為2s，漂洗時間為2s。第2章 全自動洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)方案選擇方案一、本設(shè)計(jì)采用89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)的全自動洗衣機(jī)1、控制系統(tǒng)的電路組成該電路主要組成部件是由AT89S52單片機(jī)、指示燈、電動機(jī)、蜂鳴器、水位開關(guān)控制器、LED顯示燈、及4只案件組成。其組成如圖3.1所示

18、。電動機(jī)有兩個控制端，一端控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)且該端與P2.0相連，另一端控制電動機(jī)的反轉(zhuǎn)且該端與P2.1相連。電控開關(guān)共兩個，一個為水位開關(guān)且受P1.6的控制，另一個為洗衣機(jī)蓋開關(guān)而受P1.7的控制，當(dāng)電控開關(guān)的控制端為“0”時洗衣機(jī)進(jìn)水，當(dāng)電控開關(guān)的控制端為“1”時洗衣機(jī)脫水。顯示器共有兩只P0控制高位顯示器，P2控制地位顯示器。蜂鳴器有由P3.5控制，當(dāng)P3.5輸出為“1”時蜂鳴器發(fā)聲。本系統(tǒng)采用12M的晶體振蕩器定時器0和定時器1的設(shè)置為每隔100us產(chǎn)生一次中斷。電機(jī)控制電路蜂鳴器報(bào)警電路 單 片 機(jī) 主 控 系 統(tǒng) 復(fù)位電路進(jìn)水、排水電路 顯示電路電源電路圖2.1設(shè)計(jì)總方框圖方案二 基于

19、89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的全自動 它有啟動鍵、強(qiáng)制停止鍵、水位選擇鍵、進(jìn)水閥、排水閥、洗衣電機(jī)、脫水電機(jī)及各種顯示電路。結(jié)構(gòu)圖如下： 啟動鍵停止鍵運(yùn)行狀態(tài)顯示蜂鳴器報(bào)警微處理器水位選擇開關(guān)手動排水閥手動脫水閥進(jìn)水閥、排水閥圖2.2 設(shè)計(jì)總方框圖其中，P3.2口接啟動/停止鍵，按下為啟動，再按一次為停止；P3.5、P3.6、P3.7分別是正轉(zhuǎn)顯示、反轉(zhuǎn)顯示和脫水。電機(jī)顯示，用數(shù)碼管和二極管的亮滅進(jìn)行顯示，P2.3口接報(bào)警器，蜂鳴器BUZI發(fā)出提示音。 該設(shè)計(jì)雖然加入了手動項(xiàng)，但是由于C51芯片本身的PO口的特殊性使得新手在連接時容易出現(xiàn)問題。 利用89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，大部分的功能可以用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)

20、，這樣可以使整個電路比較簡單，而且成本也比較低，（使用單片機(jī)的外圍電路比較簡單），而且在時間計(jì)數(shù)計(jì)算上精度大，擴(kuò)展功能很方便。但如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不好，則系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，這樣就為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。方案三 基于DSP的變頻洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本洗衣機(jī)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：浸泡、洗滌、漂洗、脫水、手動設(shè)置和延時洗衣等，根據(jù)變頻洗衣機(jī)的原理和負(fù)載特性。本課題的洗衣機(jī)工作方式可分為自動和手動等兩種洗衣方式。自動方式由洗衣機(jī)自動檢測、預(yù)備各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行洗衣，手動方式需要用戶設(shè)置各部分的工作參數(shù)，包括洗滌用水量、浸泡時間、漂洗時間、脫水時間、電機(jī)轉(zhuǎn)速、洗衣時刻等。接下來，進(jìn)水閥打開通過水位傳感器判斷水量是否達(dá)

21、到要求。開始浸泡，最后根據(jù)用戶手動設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行浸泡(自動式默認(rèn)時間為零)，然后獲取檢測或設(shè)置的工作參數(shù)完成洗衣程序中的洗滌漂洗和脫水等操作。該設(shè)計(jì)方案可行性很高，而且電路簡單，可以用軟件仿真，但實(shí)現(xiàn)困難，要經(jīng)過變頻、計(jì)算等方式來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)起來對設(shè)計(jì)者的要求很高。軟件要求高。方案四PLC控制的全自動洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的工作原理：洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取

22、了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。但PLC設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)出梯形圖，設(shè)計(jì)圖沒有一同固定的方法和步驟，具有很大的試探性和隨意行，比較難掌控，分析起來復(fù)雜且困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問題。綜合上述幾種方案，出于對笨設(shè)計(jì)的安全性和實(shí)現(xiàn)簡單、方便，且S52單片機(jī)中的典型，有高速率、高性能、低功耗的有點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能強(qiáng)大。因此我選擇了第一方案，基于S52單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.2具體設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對洗衣機(jī)整個洗衣過程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、洗衣、漂洗、排水和脫水等階段。控制系統(tǒng)主要由電源電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)和外部硬件電路構(gòu)成。2.2.1按鍵 洗衣機(jī)面板上有4個按鈕K1,K

23、2，K3,K4。（1）通過K1鍵步進(jìn)改變“標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)，單獨(dú)，排水”四種方式，執(zhí)行相應(yīng)程序，對應(yīng)指示燈亮。（2）通過K2健步進(jìn)改變“強(qiáng)洗。弱洗，”兩種方檢測開關(guān)式。（3)通過K3鍵控制洗衣機(jī)的運(yùn)行，暫停和接觸報(bào)警功能。（4）K4為啟動鍵2.2.2洗衣機(jī)自檢洗衣機(jī)上電后，先進(jìn)行自檢，包括檢查安全開關(guān)，排水閥狀態(tài)，進(jìn)水閥工作過程，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象則蜂鳴器響，報(bào)警燈亮。2.2.3洗衣程序1、洗滌過程放好衣物，啟動開關(guān)，進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求水位時,進(jìn)水閥斷電關(guān)閉,停止進(jìn)水;洗滌電機(jī)M接通電源，帶動撥龍旋轉(zhuǎn)洗滌衣物，通過電機(jī)M不停的正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，反復(fù)循環(huán)，形成洗滌水對衣物產(chǎn)生強(qiáng)

24、烈的翻滾作用，衣物之間，衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生摩擦達(dá)到洗滌效果。2、漂洗過程漂洗與洗滌過程相同,只是時間短一些。3、脫水過程洗滌或漂洗結(jié)束后，電機(jī)M停止轉(zhuǎn)動，排水閥M通電打開，進(jìn)行排水.排水閥動作的同時,電機(jī)M也接通,使電機(jī)可以帶動內(nèi)桶轉(zhuǎn)動.當(dāng)水位低到一定程度時，滿足安全條件，脫水電機(jī)M接通，帶動脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣物上的水從桶壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鳴器發(fā)出鳴響，表示衣物已洗干凈。2.2.4顯示洗滌、漂洗及脫水的方式都通過9個LED燈的顯示，依次顯示為標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、單獨(dú)、排水、強(qiáng)洗、弱洗、洗滌、漂洗、脫水這九個選擇。2.3控制系統(tǒng)的功能基于單片機(jī)洗衣機(jī)通過控制系統(tǒng)設(shè)定

25、洗衣程序在洗滌脫水桶內(nèi)自動完成注水、洗滌、漂洗、排水和脫水全過程。洗衣時控制系統(tǒng)打開進(jìn)水電磁閥開始注水；當(dāng)洗滌脫水桶內(nèi)的水位達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值時單片機(jī)發(fā)送一個低電平通知控制系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，同時啟動電機(jī)洗衣。電機(jī)在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)通過傳動帶動波輪執(zhí)行洗滌程序；當(dāng)洗滌時間終了，控制系統(tǒng)切斷電機(jī)電路打開排水電磁閥開始排水；然后再次注水，洗衣機(jī)進(jìn)入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（通常為2次漂洗）后，開始排水，同時排水電磁閥的動作并且松開為脫水程序做好準(zhǔn)備；排水結(jié)束后系統(tǒng)控制電機(jī)單方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)完成脫水程序；當(dāng)脫水程序終了系統(tǒng)控制排水電磁閥和電機(jī)斷電，排水閥復(fù)位，同時蜂鳴器奏響，通知用戶整個洗衣程序

26、結(jié)束。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) 1、工作原理全自動洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷電源的作用。硬件工作原理圖如下圖3-1：輸出量（運(yùn)行或停止）洗衣機(jī)控制電路電動機(jī)輸入量（接通電源） 圖3.1 硬件工作原理圖全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”的控制方式：（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置低水位，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位后，停止進(jìn)水；（2）選擇洗滌方式后按下啟動鍵后，開始洗衣；（3）按照選擇的洗衣方式開始洗滌，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)交替循環(huán)；（4）洗衣完成后，洗衣機(jī)開始排水河脫水，脫水時電動機(jī)

27、單方向轉(zhuǎn)動；（4）洗衣過程完成，報(bào)警后自動停機(jī)。2、組成框圖按鍵輸入水位頻率信號 單片 機(jī)電機(jī)LED顯示燈進(jìn)水閥排水閥蜂鳴報(bào)警 圖3.2硬件結(jié)構(gòu)組成框圖3、關(guān)于AT89S52芯片AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲器。AT89S52主要功能列舉如下：1）、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash2）、晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）3）、內(nèi)部程序存儲器（ROM）為 8KB4）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 256字節(jié)5）、32 個可編程I/O 口線6）、8 個中斷向量源7）、三個 16 位定時

28、器/計(jì)數(shù)器8）、三級加密程序存儲器9）、全雙工UART串行通道4、單片機(jī)各個引腳的功圖能：圖3.3 AT89S52單片機(jī)VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機(jī)器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)

29、重置的各項(xiàng)動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enab

30、le的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利

31、用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時可以推動8個LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數(shù)據(jù)總線（D0D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0A7，再配合

32、端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個時候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是

33、使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)

34、據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理

35、器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。5、輸入輸出管腳定義輸入定義：P0.0

36、；水箱水位計(jì)；接上拉電阻；P0.1；電源開關(guān)；接上拉電阻；P0.2；啟動按鍵；接上拉電阻；P0.3；暫停按鍵；接上拉電阻；P0.4；水位設(shè)定；接上拉電阻；P0.5；功能按鍵；接上拉電阻；P0.6；喇叭指示；接上拉電阻；輸出定義：P1.0；洗滌正轉(zhuǎn)；P1.1；洗滌反轉(zhuǎn)；P1.2；抽水電機(jī)；P1.3；排氣電閥；P1.4；進(jìn)自來水；P1.5；改制劑閥；P1.6；進(jìn)離子閥；P1.7；排水電閥；摸儀量輸入：P3.0；輸入啟動；P3.1；輸出數(shù)據(jù)；P3.2；是否轉(zhuǎn)換結(jié)束；P3.3；數(shù)碼管十位；P3.4；數(shù)碼管個位；P3.5；操作界面指示燈；P3.6-wr244輸出；P3.7-rd244輸入；P2.0-08

37、09-D0； . .P2.7-0809-D73.2各單元電路設(shè)計(jì)3.2.1電源電路 單片機(jī)系統(tǒng)電源部分的電氣原理圖如圖所示。市電220V經(jīng)過變壓器T變壓為12V交流電，再通過4只二極管全橋整流，經(jīng)過電容C9、C10濾波得到光滑的直流電壓后，經(jīng)過三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V電壓給各器件供電。 圖3.4 電源電路3.2.2控制電路1、單片機(jī)的復(fù)位電路 復(fù)位電路的作用是復(fù)位。在單片機(jī)接上電源以后，或電源出現(xiàn)過低電壓時，將單片機(jī)存儲器復(fù)位，使其各項(xiàng)參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。 單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和動手復(fù)位兩種形式,RST端的高電平直接由商店瞬間

38、產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號則稱為動手復(fù)位。圖為兼有上電復(fù)位和動手復(fù)位的電路。 上電復(fù)位時利用電容充電來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間RST端的電位與VCC相同，隨著電容C6充電電流的減小，+5V的電壓立即加到了RST端，該高電平使得單片機(jī)復(fù)位。 手動復(fù)位時利用開關(guān)K來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，此時電源Vcc經(jīng)兩電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個高電平，使得單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)RST由高變低后復(fù)位結(jié)束，CPU從初始狀態(tài)開始工作。 單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在本次設(shè)計(jì)中采用手動復(fù)位，如圖圖3.5單片機(jī)復(fù)位電路2、單片機(jī)的時鐘電路 時鐘電路由晶振元件與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片

39、機(jī)提供時鐘信號，供單片機(jī)信號定時和計(jì)時。 在AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為XTAL1，其輸出端為XTAL2。主要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C4、C5，就可以構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激震蕩器。本設(shè)計(jì)采用圖所示電路。 一般地，電容C1和C2取33pf左右；晶體振蕩器，簡稱晶振，頻率范圍是1.212MHz。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。在通常情況下，使用震蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振。如果系統(tǒng)中使用了單片機(jī)的串行口通信，則一般使用頻率為11.0592MHz的晶振。而在本次設(shè)計(jì)中采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。圖3.6

40、 時鐘電路3.2.3檢測電路水位監(jiān)測電路 水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時間等參數(shù)。對于全自動洗衣機(jī)，要求水位的檢測必須是連續(xù)的，故常采用諧振式水位傳感器。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件，將被測物體的變化轉(zhuǎn)為LC參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是：將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力，驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動，從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。3.2.4執(zhí)行電路1.繼電器的作用 繼電器是在自動控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，它實(shí)際上是一種可以用低電壓、小電流來

41、控制高電壓、大電流的自動開關(guān)。2電動機(jī)控制電路的作用原理電動機(jī)M控制部分的電氣原理圖如圖所示。電動機(jī)有兩個控制端，一端控制電機(jī)正轉(zhuǎn)該端與P2.4相連，另一端控制電機(jī)反轉(zhuǎn)該端與P2.5相連。系統(tǒng)供電時交流220V電壓經(jīng)過繼電器加在電動機(jī)的兩個控制端。當(dāng)洗衣機(jī)接到“正轉(zhuǎn)”指令時P2.4輸出高電平經(jīng)過R13、Q1使的繼電器Kb線圈得電導(dǎo)Kb，從而使得電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)洗衣機(jī)接到“反轉(zhuǎn)”的指令時P2.5輸出高電平經(jīng)過R23、Q3使得繼電器Ka線圈得電導(dǎo)通Ka，從而使得電機(jī)反轉(zhuǎn)。 圖3.7電動機(jī)的控制電路3、進(jìn)水/排水電路 如圖所示，進(jìn)水閥受P1.6的控制，出水閥受P1.7的控制。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.6

42、為“0”時，Ka線圈得電使得出水閥打開。圖3.8 進(jìn)水、排水電路3.2.5顯示電路本設(shè)計(jì)有四個按鍵（程序選擇K1、強(qiáng)弱選擇K2、啟動/暫停K3、復(fù)位K4）兩個開關(guān)（水位高低K5、洗衣機(jī)蓋開關(guān)K6），十二個發(fā)光二極管（四個程序顯示、兩個功能顯示、三個狀態(tài)顯示、一個進(jìn)水顯示、一個排水顯示）。（1） 顯示模塊由發(fā)光二極管組成。本設(shè)計(jì)中我們采用發(fā)光二極管主要是用來指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，10個發(fā)光二極管分別跟單片機(jī)的10個I/O口連接，如圖所示。當(dāng)發(fā)光二極管的負(fù)極所對應(yīng)的P1口味低電平時，發(fā)光二極管導(dǎo)通。圖3.9 發(fā)光二極管電路（2）通過按鍵的選擇來確定選擇的功能與程序，主要三個按鍵，按鍵圖如下：圖3.

43、10 按鍵電路3.2.6蜂鳴器報(bào)警電路 本設(shè)計(jì)采用無源蜂鳴器，單片機(jī)必須輸出固定頻率的方波信號，其工作電壓范圍寬，4-12V，需要外圍元件少，電壓增益可調(diào)范圍為20-200。通過CPU的P3.5輸出高電平來控制蜂鳴器報(bào)警。為保證洗衣機(jī)的安全工作，當(dāng)洗衣機(jī)出現(xiàn)問題或故障時，洗衣機(jī)應(yīng)立即發(fā)出蜂鳴報(bào)警，提醒用戶及時處理，此關(guān)閉電源，同時也是提醒用戶洗衣完成。如圖所示：圖3.11 蜂鳴器報(bào)警電路3.3電路設(shè)計(jì)及本章小結(jié)圖3.12 總電路設(shè)計(jì)本章小結(jié)： 本章介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，由開關(guān)檢測模塊，驅(qū)動控制模塊，LED顯示模塊，主控電路模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分組成，并詳細(xì)分析了各個模塊的組成及

44、作用，介紹了所用主要芯片的特點(diǎn)及用法，并簡述了模塊設(shè)計(jì)時的注意事項(xiàng)。實(shí)現(xiàn)了自動洗衣機(jī)應(yīng)具備的基本功能。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件主程序設(shè)計(jì)根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求控制主程序流程圖如圖所示。洗衣機(jī)通電后單片機(jī)上電首先進(jìn)行程序的初始化包括定時器0、外部中斷0、外部中斷1的初始化以及各參數(shù)初值的設(shè)定。默認(rèn)洗衣強(qiáng)度為“標(biāo)準(zhǔn)洗”漂洗次數(shù)2次。然后掃描按鍵的狀態(tài)確定洗衣過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動鍵按下洗衣機(jī)從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，完成進(jìn)水、洗滌、脫水、漂洗的循環(huán)過程。當(dāng)洗衣結(jié)束時控制蜂鳴器發(fā)聲。表4-1為洗衣機(jī)系統(tǒng)控制表：表4.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)表按鍵選擇全程洗衣時間顯示燈亮漂洗次數(shù)K1標(biāo)準(zhǔn)30sD12次K1經(jīng)濟(jì)22s

45、D21次K1單獨(dú)10sD30次4.2軟件子程序設(shè)計(jì) 軟件的編程思路：全自動洗衣機(jī)控制軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能要求，主要分為以下幾個大程序模塊：洗滌程序模塊、漂洗程序模塊、脫水程序模塊。開 始 Y時間到了？NN洗滌程序NNYY初始化鍵盤掃描快洗?洗？脫水？水？、啟動？快速洗脫水漂洗程序NYY脫 水 程 序報(bào) 警？結(jié) 束圖4.1 主程序流程圖漂洗開始洗衣開始開進(jìn)水閥進(jìn)水電 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn)洗滌結(jié)束？NYY電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動漂洗兩次結(jié)束？脫 水 開 始電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)NN脫水結(jié)束？ Y蜂鳴器報(bào)警洗衣結(jié)束 圖4.2標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序流程圖洗衣開始開進(jìn)水閥進(jìn)水電 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn)洗滌結(jié)束？NY漂洗開始 NY電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動漂洗一次結(jié)束

46、？脫 水 開 始電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)N脫水結(jié)束？Y蜂鳴器報(bào)警洗衣結(jié)束圖4.3經(jīng)濟(jì)洗衣程序流程圖4.2.1洗衣程序設(shè)計(jì)(1) 洗衣程序分為標(biāo)準(zhǔn)洗滌、經(jīng)濟(jì)洗滌和單獨(dú)洗滌三種。(2) 標(biāo)準(zhǔn)洗衣過程是進(jìn)水、洗滌、排水、進(jìn)水、漂洗、排水、進(jìn)水、漂洗、排水、脫水。(3) 經(jīng)濟(jì)方式:進(jìn)水，洗滌，排水，進(jìn)水，漂洗，排水，脫水。單獨(dú)方式：進(jìn)水，洗滌。具體流程圖如上圖4.2、4.34.2.2洗滌程序的設(shè)計(jì)洗滌是洗衣過程中的主要步驟。當(dāng)進(jìn)水結(jié)束后進(jìn)入洗衣狀態(tài)，洗衣開始，電動機(jī)正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)一直循環(huán)，當(dāng)洗衣時間等于零時，洗衣結(jié)束且進(jìn)入漂洗。洗滌方式分為強(qiáng)洗和弱洗。強(qiáng)洗即電機(jī)轉(zhuǎn)速快，弱洗電機(jī)轉(zhuǎn)速慢。程序流程圖如圖所示洗 衣 開

47、 始 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)電 機(jī) 停 止電機(jī)反轉(zhuǎn) 電機(jī)停止剩余時間=0？ N圖4.4洗滌程序流程圖4.2.3漂洗程序的設(shè)計(jì) 漂洗是一個比較固定的洗衣方式，與洗滌過程操作相同，只是時間短一些。漂洗次數(shù)為2次或1次。漂洗程序流程圖如圖所示：開始漂洗指示燈亮第一次漂洗第二次漂洗進(jìn)入脫水漂洗指示燈滅漂洗結(jié)束漂洗完成？NY圖4.5漂洗程序流程圖4.2.4脫水程序的設(shè)計(jì)然后停止脫水，并且蜂鳴器報(bào)警提醒用戶系已完成。程序流程圖如圖所示：NY開始脫水開排水閥開電機(jī)脫水蓋板開否？蓋板合閉？蜂鳴器報(bào)警Y NN脫水結(jié)束？暫 停關(guān)電機(jī)、 排水閥開蜂鳴器洗衣結(jié)束Y圖4.6脫水洗滌程序流程圖第五章 系統(tǒng)調(diào)試在系統(tǒng)樣機(jī)的組裝和軟

48、件設(shè)計(jì)完成以后就進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段。應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法是相同的，但具體細(xì)節(jié)與采用的開發(fā)系統(tǒng)（即仿真器）及選用的單片機(jī)型號有關(guān)。調(diào)試的過程就是軟硬件的差錯過程，分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。5.1硬件調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試。在進(jìn)行硬件調(diào)試時先進(jìn)性靜態(tài)調(diào)試，用萬用表等工具在樣機(jī)加電前根據(jù)原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查線路核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否正確。然后加電檢查各點(diǎn)電位是否正常。接下來再借助仿真器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，分別測試擴(kuò)展的RAM、I/O口、I/O設(shè)備、程序存儲器以及晶振和復(fù)位電路并改正其中的錯誤。 第一步：在沒通

49、電之前先用萬用表檢查線路的正確性并核對元器件的型號、規(guī)格是否符合要求。特別注意電源的正負(fù)極以及電源之間是否有短路并檢查地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線是否存在相互間短路或其他信號線的短路。由于本系統(tǒng)的開發(fā)是基于曾經(jīng)用過的單片機(jī)，所以此步驟不會發(fā)生故障。第二步：通電后檢查單片機(jī)I/O的電位，測量各點(diǎn)電位是否正常。尤其是應(yīng)注意單片機(jī)輸出口的各點(diǎn)電位。若有高壓將有可能損壞外部仿真電路，同樣如果電壓過低就沒有能力驅(qū)動負(fù)載。第三步：將單片機(jī)信號輸出借口與外部仿真電路接口連接起來，為軟件調(diào)試做好準(zhǔn)備。在硬件的調(diào)試過程中常見的硬件故障有：元器件失效：元器件失效的原因包括兩個方面，一方面是器件本身已損壞另一方面是

50、組裝過程中造成元器件失效，當(dāng)然在調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管接反，繼電器損壞?？煽啃圆睿阂鹣到y(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動；內(nèi)部和外部的干擾、電源波紋系統(tǒng)經(jīng)過人、器件負(fù)載過人或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外。走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。我們在調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)單片機(jī)輸出穩(wěn)定的電壓，但是硬件電路的發(fā)光二極管的亮度不一、時亮?xí)r不亮。經(jīng)查證主要是由于元器件的引腳過長和彎曲造成的電路不夠穩(wěn)定、I/O輸出的高低電平?jīng)]有明確 電源故障：電源故障包括電壓不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差等。電壓過高容易燒壞發(fā)光

51、二極管，電壓過低無法驅(qū)動負(fù)載。因此我們焊接了直流電源電路，使其輸出穩(wěn)定的電壓。5.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)，如果采用模塊化程序開發(fā)技術(shù)，則逐個模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。調(diào)試程序時，一定要求符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。調(diào)試的手段可采用單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過檢查用戶系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場、RAM的內(nèi)容和I/O口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯誤、機(jī)器碼錯誤及轉(zhuǎn)換地址錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計(jì)錯誤。在調(diào)試過程中逐步調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件。圖5.1 ULN2803內(nèi)部結(jié)構(gòu)

52、圖 各程序模塊調(diào)試好后，可以把相關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來進(jìn)行整體綜合調(diào)試。存儲這個階段弱發(fā)生錯誤，可以考慮各子程序存儲運(yùn)行時是否存儲破壞現(xiàn)場，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標(biāo)志位的建立和清楚是否影響其他標(biāo)志位的變化，對棧區(qū)的深度是否不夠，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)行是在嚴(yán)格的時序下進(jìn)行的，單步運(yùn)行成功并不代表連續(xù)運(yùn)行成功。待全部調(diào)試完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次。5.3整體調(diào)試1、正常接通電源后的現(xiàn)實(shí)實(shí)物圖進(jìn)水排水燈即D10、D11都不亮。因各選擇鍵未選擇，所以出于初始狀態(tài)的第一個選擇。而D12即洗衣機(jī)蓋的燈在整個運(yùn)行過程中都亮。圖 5.2 接通電源后的正常顯示

53、2、以下圖片為正常工作的細(xì)節(jié)步驟實(shí)物圖1、當(dāng)K1處于標(biāo)準(zhǔn)（經(jīng)濟(jì)、單獨(dú)、排水）四項(xiàng)之一時，K2處于強(qiáng)洗或弱洗狀態(tài)，按下復(fù)位鍵，選擇低水位片刻后，換高水位，進(jìn)水D10燈亮，同時洗滌和漂洗交替亮、脫水燈即D7、D8、D9亮后，按下運(yùn)行K3，洗衣機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。圖5.3 進(jìn)水時的實(shí)物顯示2、下面選擇了經(jīng)濟(jì)洗滌下的弱洗為例。K1選擇鍵選擇為經(jīng)濟(jì)洗即D2燈亮，表示選擇經(jīng)濟(jì)洗滌，然后K2鍵選擇為弱洗即D6燈亮。同時洗滌和漂洗交替亮、脫水燈亮即D7、D8、D9， D12一直亮。在下圖中分別介紹了洗滌下和漂洗下的實(shí)物圖：（1） 洗滌狀態(tài)下洗滌、漂洗、脫水燈即D7、D8、D9燈都亮。圖5.4 洗滌狀態(tài)下的實(shí)物圖（2）

54、漂洗狀態(tài)下洗滌燈D7燈滅，漂洗、脫水燈即D8D9燈亮。圖5.5 漂洗狀態(tài)下的實(shí)物圖3、當(dāng)洗衣完成了進(jìn)水、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和排水后，也就是洗滌、漂洗、脫水、排水功能逐次實(shí)現(xiàn)后，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，排水燈D11亮，同時漂洗、和脫水燈亮即D8、D9，D12一直亮。圖5.6 排水時的實(shí)物圖總 結(jié)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸入輸出口多、I/O的驅(qū)動能力強(qiáng)、指令系統(tǒng)豐富等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。本設(shè)計(jì)經(jīng)過設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的各種功能，完全符合全自動洗衣機(jī)的各項(xiàng)要求。在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)橐郧暗臅r候總是覺得設(shè)計(jì)只要有總體思

55、路就可以了，所以在設(shè)計(jì)電路時候，特別是對雙向晶閘管的使用的時候，只是歐諾個書上了解到了無觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)但卻沒有想到其實(shí)雙向晶閘管的過壓和過流性是十分脆弱的，設(shè)計(jì)的時候就直接用它去控制了電機(jī)和電磁閥，這樣的穩(wěn)定性在實(shí)際的使用中不能穩(wěn)定使用，所以設(shè)計(jì)沒有實(shí)際意義。后來及時改正。本章從硬件和軟件兩方面進(jìn)行介紹。系統(tǒng)硬件部分主要是對硬件各部分電路的設(shè)計(jì)，包括開關(guān)檢測模塊，驅(qū)動控制模塊，LED顯示模塊，主控電力模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分，并詳細(xì)分析了各個模塊的組成及作用，介紹了所用主要芯片的特性及用法，簡述了模塊設(shè)計(jì)時的注意事項(xiàng)。軟件部分包括主程序，鍵盤中斷子程序，內(nèi)部設(shè)定時中斷程序設(shè)計(jì)和外部中斷程

56、序等部分。每個部分包括主程序，鍵盤中斷子程序，內(nèi)部定時中斷程序設(shè)計(jì)和外部中斷程序等部分。每個部分我都畫出了程序流程圖，使得系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路清晰地呈現(xiàn)在讀者面前，簡單易懂。但是由于個人水平能力有限，論文設(shè)計(jì)上存在許多不足之處，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。通過本次設(shè)計(jì)可以總結(jié)出：首先單片機(jī)的廣泛應(yīng)用使用現(xiàn)在的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)越來越方便、功能越來越好、集成度也越來越高。通過對單片機(jī)的重新編程可以很方便的改變洗衣機(jī)的功能能，其次單片機(jī)和微電子等技術(shù)是密切相關(guān)的，它們?nèi)绾螒?yīng)用將直接對設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響，應(yīng)用不同的元器件和設(shè)計(jì)方法可以使洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)果截然不同，洗衣機(jī)的性能也將有差別，同時在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用的元器件都是單

57、片機(jī)的應(yīng)用，使該設(shè)計(jì)只要稍加修改就可以很方便地開發(fā)出其他基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。在科技高速發(fā)展的今天，基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、功能高、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動條件等方面都顯示出無比的優(yōu)越性。目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和設(shè)計(jì)水平，能夠提出更好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機(jī)。因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的控制全自動洗衣機(jī)的電控板設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性?？偨Y(jié)幾個月來的設(shè)計(jì)體會大體如下：首先任何工作都要

58、與人打交道、溝通，畢業(yè)設(shè)計(jì)也不例外這就需要我們充分地利用好彼此的力量、充分的協(xié)作可以對設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題站在不同的角度分析問題，匯結(jié)大家的意見，最終達(dá)成一致，發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)精神。其次對待任何的工作責(zé)任心是必要的。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我體會頗深，然而更重要的是在責(zé)任心的驅(qū)使下我該采用何種方法更省時省力的完成此次設(shè)計(jì)。憑著“方法總比困難多”的信念，我首先和同學(xué)分析了任務(wù)本身該從何處著手，該何時何地查找相關(guān)資料等等尋找突破，充分地解決好問題。再次是遇到不懂的問題及時向老師請教，抓緊設(shè)計(jì)的每分每秒，需要調(diào)整和改變的地方及時的做出改動而不墨守成規(guī)，同樣做人也該如此。對于以上之粗淺體會進(jìn)一步的總結(jié)和提高，需要有

59、更多的社會實(shí)踐來提供，我也相信在不久的將來踏入社會，類似這樣的設(shè)計(jì)絕不在少數(shù)，只要我們努力學(xué)習(xí)、勇于實(shí)踐、勤學(xué)好問我們就會懂得以前不明白或不懂得道理，就會很快地成長和成熟起來。我也相信憑著我自強(qiáng)不息勇于拼搏的精神一定能夠很快的適應(yīng)類似設(shè)計(jì)的需要，適應(yīng)這個多變的社會，充分發(fā)揮長處朝我們的方向不斷前進(jìn)再前進(jìn)！參考文獻(xiàn)1李勛，單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本M，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.42482王治剛，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)訓(xùn)J，北京：清華大學(xué)出版社，2004.5(9)13193周航慈等，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1997.89934彭為，單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M，北京：電子工業(yè)出本社，2006.65705盧艷軍，單片機(jī)基本原理及應(yīng)用系統(tǒng)M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.29346周美娟等，單片機(jī)技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，北京：清華大學(xué)出版社，2007.33387永權(quán)，單片機(jī)與家用電器智能化技術(shù)M，北京：電子工業(yè)出版社，1995.25298陳曉軍，基于PLC的投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，機(jī)械制造與自動化，2009.57639LvQuan.Modernsensorpr