基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p>　　密級： </p><p>　　NANCHANG UNIVERSITY GONGQING COLLEGE</p><p>　　學(xué) 士 學(xué) 位 論 文（設(shè) 計）</p><p>　　THESIS OF BACHELOR</p><p>　　（2010—2014年）</p><p&g

2、t;　　二 〇 一 四 年 五 月</p><p>　中文題目:基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路設(shè)計</p><p>　英文題目：Microcontroller-based washing machine</p><p>　control circuit design</p><p>　學(xué) 院：南昌大學(xué)共青學(xué)院</p><

3、p>　系 別：信息工程系</p><p>　專業(yè)班級：2010級電子信息工程</p><p>　學(xué)生姓名：</p><p>　學(xué) 號：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　　學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨

4、立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　本人簽名： 日期： </p><p><b>　　摘 要</b>

5、;</p><p>　　本文詳細(xì)介紹了國內(nèi)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展中所面臨的問題。從產(chǎn)品質(zhì)量、性能及應(yīng)用方面看洗衣機(jī)的差距，同時也詳盡的介紹了此次設(shè)計中最重要的組成部件單片機(jī)的概念、工作原理及設(shè)備總體結(jié)構(gòu)。根據(jù)洗衣機(jī)的控制要求，從功能要求、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計三個方面描述了一個以AT89C51單片機(jī)為核心的洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)?；贏T89C51單片機(jī)的洗衣控制系統(tǒng),控制面板由按鍵、指示燈組成.按鍵選擇洗衣機(jī)工

6、作方式,指示燈配合按鍵工作。洗衣機(jī)的整體電路模塊包括鍵盤矩陣、指示燈、電動機(jī)控制及電源電路.控制程序設(shè)計包括定時中斷服務(wù)程序、外中斷服務(wù)程序及主程序。</p><p>　　關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)；單片機(jī)；控制面板</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This article introduced in detail

7、 the domestic washing machine control system's development and present situation, in the development faces question. Simultaneously also in exhaustive introduction this design most important building block monolithic

8、 integrated circuit's concept, principle of work and equipment gross structure. Acconding to the washing machine control requirements,a control system with the AT89C51 microcontroller as the core about washing machin

9、es were described in the folloeing </p><p>　　keyword: washing machine ;Singlechip microcontroller;control panel目 錄</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p>

10、<p><b>　　第一章 引言1</b></p><p>　　1.1課題的背景、目的和意義1</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究成果2</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計4</p><p>　　2.1 設(shè)計要求4</p><p>　　2.2 總體方案設(shè)計4

11、</p><p>　　第三章 元件和洗衣機(jī)功能介紹5</p><p>　　3.1 AT89C51簡介5</p><p>　　3.1.1主要特性5</p><p>　　3.1.2 特性概述6</p><p>　　3.1.3 引腳說明6</p><p>　　3.2 L298電機(jī)驅(qū)動芯片7

12、</p><p>　　3.2.1 L298引腳功能8</p><p>　　3.3 洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)的功能介紹9</p><p>　　第四章 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計11</p><p>　　4.1單片機(jī)輔助電路設(shè)計12</p><p>　　4.1.1復(fù)位電路的設(shè)計12</p><p>

13、;　　4.1.2振蕩電路的設(shè)計12</p><p>　　4.2洗衣機(jī)功能電路設(shè)計13</p><p>　　4.2.1按鍵和開關(guān)13</p><p>　　4.2.2進(jìn)、排水閥電路14</p><p>　　4.2.3顯示電路15</p><p>　　4.2.4電機(jī)控制16</p><p>

14、;　　第五章 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計22</p><p>　　5.1主程序流程設(shè)計22</p><p>　　5.2程序的執(zhí)行23</p><p>　　5.3子程序流程設(shè)計23</p><p>　　第六章 系統(tǒng)仿真26</p><p>　　6.1軟件調(diào)試26</p><p>　　6.

15、2系統(tǒng)仿真27</p><p><b>　　結(jié)束語30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p>　　附錄A 源程序33</p><p>　　附錄B 仿真圖44&l

16、t;/p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1課題的背景、目的和意義</p><p>　　1858年，一個叫漢密爾頓·史密斯的美國人在匹茨堡制成了世界上第一臺洗衣機(jī)，該洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸，軸是通過搖動和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動的。但這臺洗衣機(jī)使用費力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用

17、，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開端。次年在德國出現(xiàn)了一種用搗衣杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下運(yùn)動時，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。19世紀(jì)末期的洗衣機(jī)已發(fā)展到一只用手柄轉(zhuǎn)動的八角形洗衣缸，洗衣時缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。</p><p>　　1874年，“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人比爾·布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡單，是在木筒里裝上6塊

18、葉片用手柄和齒輪傳動，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問世，讓那些為提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過程開始大大加快。</p><p>　　1880年，美國又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動力開始取代人力。經(jīng)歷了上百年的發(fā)展改進(jìn)，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)較早期有了無與倫與的提高，但原理是相同的。現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)的功能包括蒸汽洗滌和蒸汽烘干，采用了智能水循環(huán)系統(tǒng)，可將高濃度洗滌液與高溫蒸氣同時對衣

19、物進(jìn)行雙重噴淋，貫穿全部洗滌過程，實現(xiàn)了全球獨創(chuàng)性的“蒸汽洗”全新洗滌方式。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。水力洗衣機(jī)包括洗衣筒、動力源和與船相連接的連接件，洗衣機(jī)上設(shè)有進(jìn)、出水孔，洗衣機(jī)外殼上設(shè)有動力源，洗衣筒上設(shè)有衣物進(jìn)口孔其進(jìn)口上設(shè)有密封蓋，洗衣機(jī)通過連接件與船相連。</p><p>　　1910年，美國的費希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺電動洗衣機(jī)。電動洗衣機(jī)的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動

20、自動化的開端。</p><p>　　1922年，美國瑪塔依格公司改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機(jī)的誕生。1932年，美國本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個滾筒內(nèi)完成。這意味著電動洗衣機(jī)的型式躍上一個新臺階，朝自動化又前進(jìn)了一大步。</p><p>　　60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙

21、桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動型洗衣機(jī)”。</p><p>　　70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動洗衣機(jī)。</p><p>　　70年代后期，以微處理器控制的全自動洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。</p><p>　　80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚。</p><p>

22、　　據(jù)《2013-2017年中國洗衣機(jī)行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告》［1］分析從全國范圍來看，目前我國洗衣機(jī)市場普及程度已經(jīng)超過了76%，其中城鎮(zhèn)市場已經(jīng)超過了96%，農(nóng)村市場也已經(jīng)超過了53%;隨著國家開展家電下鄉(xiāng)、擴(kuò)大內(nèi)需的政策，洗衣機(jī)企業(yè)將目光均投向了擁有較大消費潛力的農(nóng)村市場。未來幾年我國洗衣機(jī)市場需求增長空間將主要來自于：以城鎮(zhèn)化和農(nóng)村市場為主的首次需求，以及以城鎮(zhèn)市場消費升級為主的更新需求;整個洗衣機(jī)市場需求在未來幾年將繼

23、續(xù)保持溫和增長態(tài)勢。</p><p>　　中國洗衣機(jī)業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。特別是洗衣機(jī)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不健全，科研開發(fā)能力弱，市場培育能力差，安全問題和健康問題嚴(yán)重等制約了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和品質(zhì)的提高。因此，中國洗衣機(jī)企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，加大科技創(chuàng)新，注重節(jié)水節(jié)能，提高技術(shù)含量，加強(qiáng)售后服務(wù)水平打造有效推廣策略，對洗衣機(jī)行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，只有這樣才能在新形勢下立于不敗之地。</

24、p><p>　　如今，鋼材、銅、鋁、樹脂原材料價格上漲和產(chǎn)品售價下滑的雙重壓力正使國內(nèi)洗衣機(jī)市場面臨挑戰(zhàn)，技術(shù)競爭逐漸成為推動市場發(fā)展的重要力量。高端滾筒洗衣機(jī)價格的大幅度下降是推動洗衣機(jī)市場增長的主要動力。節(jié)水、節(jié)能等環(huán)保意識的提高，是消費者進(jìn)行洗衣機(jī)更新?lián)Q代的重要因素，成為重要的增長點。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究成果</p><p>　　隨著工

25、業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。在引進(jìn)英國噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。</p><p>　　由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流

26、洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動方式的巨大革命。之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。</p><p>　　我國相關(guān)專家認(rèn)為節(jié)水將成未來洗衣機(jī)重點發(fā)展方向，洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)主要涵蓋節(jié)電節(jié)水、產(chǎn)品功能、綠色設(shè)計三大方向。在中國家用電器協(xié)會編制的冰箱空調(diào)、洗衣機(jī)的技術(shù)路線圖中，就節(jié)電節(jié)水方面，制定了到 2

27、015年，波輪式雙桶洗衣機(jī)達(dá)到國家能效2級，波輪式全自動洗衣機(jī)達(dá)到國家能效1級，能效1級的滾筒式全自動洗衣機(jī)要達(dá)到歐盟A+等級耗電、耗水要求， 滾筒式洗干一體機(jī)要達(dá)到GB/T23118國標(biāo)A級耗電、耗水要求。到2020年，滾筒洗衣機(jī)達(dá)到歐盟A+++等級耗電、耗水要求，波輪式全自動洗衣機(jī)達(dá)到國標(biāo)A+等級耗電、耗水要求，滾筒式洗干一體機(jī)達(dá)到國標(biāo)A+等級耗電、耗水要求。在產(chǎn)品功能方面洗衣機(jī)的發(fā)展方向是大容量，低噪聲、低振動。伴隨著科技的進(jìn)一步

28、發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會給我們的生活帶來新的方</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計</p><p><b>　　2.1 設(shè)計要求</b></p><p>　　基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路的設(shè)計要求是要能使洗衣機(jī)分別在不同的工作模式下完成一次洗衣的過程。不同的工作模式工作過程也不一樣，整個一次完整的洗衣過程大致可分為五個階段分別

29、是進(jìn)水、排水、洗滌、漂洗、脫水。每個階段的工作時間都可以通過相應(yīng)的程序來設(shè)置，本設(shè)計要求洗衣機(jī)處于進(jìn)水工作狀態(tài)時，工作時間持續(xù)4分鐘，當(dāng)進(jìn)水達(dá)到一定的水位后，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水；接著洗衣機(jī)進(jìn)入洗滌工作狀態(tài)并要求洗滌時間也要達(dá)到6分鐘，洗滌工作完成時，洗衣機(jī)就要進(jìn)行排水1分鐘鐘后水位降到一定的高度，要求排水閥關(guān)閉，進(jìn)水閥打開，然后進(jìn)行漂洗。這里設(shè)置了長漂洗時間為4分鐘，短漂洗時間為2分鐘，漂洗工作完成后要求洗衣機(jī)進(jìn)入脫水狀態(tài)，脫水工作持

30、續(xù)2分鐘，一次洗衣過程完成。</p><p>　　洗衣機(jī)的工作模式這里分為四種分別是標(biāo)準(zhǔn)洗衣、經(jīng)濟(jì)洗衣、單獨洗衣和排水洗衣，我們可以根據(jù)不同的情況選擇不同的洗衣模式以達(dá)到節(jié)水節(jié)電省時的效果。當(dāng)洗衣機(jī)處于洗滌狀態(tài)時也要求有兩種洗滌方式分別是強(qiáng)洗和弱洗。</p><p>　　2.2 總體方案設(shè)計</p><p>　　通過對設(shè)計要求的分析，總控制系統(tǒng)運(yùn)用的是AT89C51

31、單片機(jī)，利用該單片機(jī)設(shè)計的洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)主要有工作模式選擇鍵、強(qiáng)弱洗滌選擇鍵、水位開關(guān)、進(jìn)排水閥、電機(jī)驅(qū)動電路和各種工作狀態(tài)顯示電路等組成。</p><p>　　第三章 元件和洗衣機(jī)功能介紹</p><p>　　3.1 AT89C51簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable an

32、d Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C205

33、1是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。封裝及引腳排列如圖3.1和圖3.2所示：</p><p>　　圖3.1 AT89C51封裝</p><p>　　圖3.2 AT89C51引腳排列</p><p><b>　　3.1.1主要特性</b></p><p>　　1.

34、與MCS-51 兼容</p><p>　　2.4K字節(jié)可編程FLASH存儲器 </p><p>　　3. 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　4. 三級程序存儲器鎖定</p><p>　　5.128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　6. 32可編程I/O線</p><p

35、>　　7. 2個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b>　　8. 5個中斷源</b></p><p>　　9. 可編程串行通道</p><p>　　10. 低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　11. 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　3.1.2 特性概述</p&g

36、t;<p>　　AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止

37、工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。</p><p>　　3.1.3 引腳說明</p><p><b>　　VCC：供電電壓</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位

38、。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。</p>

39、<p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為

40、低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.

41、3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（計時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（計時器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收

42、一些控制信號。</p><p>　　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。</p><p>　　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低位字節(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。</p><p>　　PS

43、EN：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)。</p><p>　　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。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p>

44、<p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出</p><p>　　3.2 L298電機(jī)驅(qū)動芯片</p><p>　　L298是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動芯片。該芯片的主要特點是:工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)、繼電器、線圈等感性負(fù)載；

45、采用標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。</p><p>　　3.2.1 L298引腳功能</p><p>　　L298芯片引腳圖3.3所示，引腳功能見表3.1。</p><p>　　圖3.3 L298引腳圖<

46、;/p><p>　　表3.1 L298引腳功能表</p><p>　　3.3 洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)的功能介紹</p><p>　　用AT89C51單片機(jī)控制自動洗衣機(jī)的運(yùn)行，使其自動的完成進(jìn)水、洗滌、漂洗、脫水等功能。不同的洗衣程序洗滌、漂洗、脫水所用的時間不同，要求設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：</p><p>　　1、洗衣工作狀態(tài)功能：強(qiáng)、弱洗滌。要求

47、強(qiáng)洗時正反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為4S，間歇時間為1S；弱洗時正反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為3S，間歇時間為1S。</p><p>　　2、洗衣程序功能：含4種獨立程序，即標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序、經(jīng)濟(jì)洗衣、單獨洗衣、排水洗衣功能。標(biāo)準(zhǔn)程序是進(jìn)水-洗滌-排水-進(jìn)水-較長時間漂洗-排水-進(jìn)水-較短時間漂洗-排水-脫水-報警。經(jīng)濟(jì)洗衣程序是進(jìn)水-洗滌-排水-進(jìn)水較長時間漂洗-排水-報警。單獨洗衣程序是進(jìn)水-洗滌-報警。排水洗衣程序是排水-脫水-報警。

48、3、特殊功能：故障診斷、暫停、啟動、蓋開關(guān)保護(hù)、聲光指示等。進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動診斷功能：洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過程中，若在一定的時間范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位，就說明進(jìn)排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)測知并通過警報程序發(fā)出警報信號，提醒操作者進(jìn)行人工排除。洗衣期間安全保護(hù)功能：洗衣機(jī)在脫水期間，若打開機(jī)蓋時，洗衣機(jī)就會自動停止脫水操作。暫停功能：不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時，洗衣機(jī)需暫停工作，待啟動鍵按下后洗衣機(jī)又能按原

49、來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。聲光顯示功能：</p><p>　　洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲光提示和顯示。</p><p>　　第四章 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　該洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)的硬件電路框圖如圖4.1所示，在該硬件系統(tǒng)中主要由核心單元電路、進(jìn)/排水閥控制電路、電機(jī)控制電路、按鍵和開關(guān)電路、輸出控制電路、特殊功能電路、電源電路

50、等單元組成。</p><p>　　圖4.1 硬件電路框圖</p><p>　　在設(shè)計過程中采用AT89C51作為控制核心。其中P1.0到P2.0分別控制標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)、單獨、排水、強(qiáng)洗、弱洗、洗滌、漂洗、脫水的LED指示燈。由于AT89C51每根I/O線的低電平驅(qū)動電流達(dá)到20mA，所有I/O線的總驅(qū)動電流達(dá)80mA,而這7個燈最多只有3個燈同時亮，每個燈只需3.5mA左右的電流，再算上其它I/

51、O線的驅(qū)動電流，總電流也不會超過80mA,所以可這樣直接驅(qū)動LED發(fā)亮；P3.0接程序選擇鍵，P3.1接強(qiáng)弱選擇鍵，P3.2接暫停/啟動/解除警報鍵，P3.6接水位開關(guān)，用于進(jìn)/排水過程中的水位控制，為CPU提供洗衣機(jī)水位信息，P3.7接蓋開關(guān)，這是安全保護(hù)措施，P2.1來控制蜂鳴器，P2.2引腳來控制進(jìn)水閥和進(jìn)水狀態(tài)顯示燈，P2.3引腳來控制排水閥和排水狀態(tài)顯示燈，單片機(jī)的復(fù)位引腳RST接洗衣機(jī)的強(qiáng)制復(fù)位鍵。</p>&

52、lt;p>　　4.1單片機(jī)輔助電路設(shè)計</p><p>　　4.1.1復(fù)位電路的設(shè)計</p><p>　　單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位

53、。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。</p><p>　　上電復(fù)位是外部的復(fù)位電路在系統(tǒng)通上電源后直接是直接使單片機(jī)工作，單片機(jī)的起停通過電源控制。手動復(fù)位是在復(fù)位電路中設(shè)計按鍵開關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機(jī)復(fù)位。工作原理是：單片機(jī)通電時，電容兩端相當(dāng)于短路，則RST上位高電平，然后電源通過對電容充電，RST兩端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開始正常工作。上電復(fù)位時間要在10ms以上，

54、才能保證上電，一般可以取電容的大小為10uF,電阻為1KΩ。電路圖如圖4.2所示：</p><p><b>　　圖4.2 復(fù)位電路</b></p><p>　　4.1.2振蕩電路的設(shè)計</p><p>　　振蕩電路對于單片機(jī)來說非常重要，沒有晶振就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。單片機(jī)工作時時一條一條地從ROM中

55、取指令，然后一步一步地執(zhí)行。</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件片外石英晶體以及電容C1或C2構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，接在放大器的反饋回路中。電容的大小沒有嚴(yán)格的要求，但也會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、振蕩的快速性和穩(wěn)定性。外接石英晶體時，C1和C2一般取30pf±10pf，外接

56、陶瓷振蕩器時，C1和C2一般取40pf±10pf。本系統(tǒng)采用12MHz的晶振，電容取30pf。振蕩電路如圖4.3所示：</p><p><b>　　圖4.3 振蕩電路</b></p><p>　　4.2洗衣機(jī)功能電路設(shè)計</p><p>　　4.2.1按鍵和開關(guān)</p><p>　　圖4.4 按鍵和開關(guān)電路&l

57、t;/p><p>　　1.強(qiáng)弱洗選擇鍵K3：洗衣機(jī)的強(qiáng)弱洗可以通過該鍵來循環(huán)選擇，系統(tǒng)默認(rèn)下為強(qiáng)洗狀態(tài)。</p><p>　　2.程序選擇鍵K2：通過該鍵可以選擇不同的洗衣程序，可以選擇的洗衣程序有標(biāo)準(zhǔn)洗衣、經(jīng)濟(jì)洗衣、單獨洗衣、排水洗衣。系統(tǒng)默認(rèn)下為標(biāo)準(zhǔn)洗衣。</p><p>　　3.暫停/啟動/解除警報鍵K4：在洗衣機(jī)未進(jìn)入工作狀態(tài)或處于暫停狀態(tài)期間，該鍵用來啟動洗衣

58、機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)或恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)；在進(jìn)入工作狀態(tài)后，按觸該鍵則進(jìn)入暫停狀態(tài)；報警期間，按該鍵停止報警，并回到初始的待命狀態(tài)。</p><p>　　4.水位開關(guān)：水滿時開關(guān)閉合。在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測該開關(guān)，若在4分鐘之內(nèi)檢測到該開關(guān)閉合，則停止進(jìn)水。否則認(rèn)進(jìn)水出故障，關(guān)閉進(jìn)水閥，并警報提示；在排水期間，系統(tǒng)不斷檢測該開關(guān)，若在1分鐘內(nèi)檢測不到該開關(guān)斷開，則認(rèn)為排水出故障，關(guān)閉排水閥，并警報提示，否則按正常處

59、理。</p><p>　　5.蓋開關(guān)：脫水期間若打開機(jī)蓋則該開關(guān)閉合，引起中斷，洗衣機(jī)就會自動停止脫水操作，合上蓋后又繼續(xù)脫水。</p><p>　　4.2.2進(jìn)、排水閥電路</p><p>　　進(jìn)/排水閥電路圖如圖4.5所示：</p><p>　　圖4.5 進(jìn)、排水閥電路圖</p><p>　　在控制系統(tǒng)中，分別用P

60、2.2和P2.3兩引腳控制進(jìn)水閥和排水閥的開啟和關(guān)閉。當(dāng)引腳被設(shè)置為高電平，電磁閥開啟：當(dāng)引腳被設(shè)置為低電平，電磁閥關(guān)閉。</p><p><b>　　1.進(jìn)水電磁閥</b></p><p>　　主要包括電磁線圈、鐵芯、橡皮膜和彈簧等功能部件。</p><p>　　當(dāng)P3.2引腳為低電平，進(jìn)水電磁閥的線圈不通電，鐵芯受彈簧力和自身的重力下壓其頂

61、端的橡膠膜壓住橡皮膜的導(dǎo)流孔。此時，自來水進(jìn)入到橡皮膜的上方，膜片受到水壓而把出水口堵住。當(dāng)P3.2引腳為高電平時，進(jìn)水電磁閥的線圈通電，電磁力克服彈簧和鐵芯的重力將鐵芯向上提升，膜片中心的導(dǎo)流孔經(jīng)出水口向洗地桶注水</p><p><b>　　2.排水電磁閥</b></p><p>　　主要包括電磁和排水閥兩個部分</p><p>　　電磁鐵

62、的主要作用是控制進(jìn)水閥的開啟和關(guān)閉，在排水電磁鐵吸合排水閥開啟的同時，控制減速離合器制動臂動作來轉(zhuǎn)換洗衣機(jī)的工作狀態(tài)（即控制洗衣機(jī)在洗滌和脫水中的轉(zhuǎn)速）</p><p>　　洗衣機(jī)排水時，置P3.3引腳為高電平，電磁鐵線圈通電而吸合銜鐵，通過閥桿拉開排水閥體，排水開始。排水時間終了，置P3.3為低電平，電磁鐵線圈斷電而將銜鐵釋放，排水閥復(fù)位，排水結(jié)束。</p><p><b>　

63、　4.2.3顯示電路</b></p><p>　　顯示電路圖如圖4.6所示：</p><p><b>　　圖4.6 顯示電路</b></p><p>　　1.LED指示部分：用10個LED指示各狀態(tài)的運(yùn)行。LED1指示電源狀態(tài)，LED2到LED5分別用來指示標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨程序、排水程序四種洗衣工作程序，LED6用于指示強(qiáng)洗

64、狀態(tài)，LED7用于指示弱洗狀態(tài)，LED8用于指示洗滌狀態(tài)，LED9用于指示漂洗狀態(tài)，LED10用于指示脫水狀態(tài)。</p><p>　　2.蜂鳴器控制部分：通過CPU的P2.1輸出頻率為1KHz的脈沖信號來控制喇叭。當(dāng)洗衣機(jī)出現(xiàn)故障或者當(dāng)執(zhí)行完洗衣機(jī)設(shè)定的程序后也會出現(xiàn)報警省聲，提醒操作者執(zhí)行人為操作。</p><p>　　蜂鳴器的設(shè)計如圖所示，使用了一支PNP三極管S8850來驅(qū)動蜂鳴器，

65、當(dāng)單片機(jī)的P2.1為高電平時，三極管不導(dǎo)通；當(dāng)P2.1為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器獲得了一個高電平信號，發(fā)出報警聲音。在不發(fā)音的時候，置P2.1為高電平，阻止三極管導(dǎo)通，如圖4.7所示：</p><p>　　圖4.7 蜂鳴器電路</p><p><b>　　4.2.4電機(jī)控制</b></p><p>　　電機(jī)的選?。航?、直流兩用電動機(jī)<

66、/p><p>　　現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)、混合式步進(jìn)電機(jī)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。其中反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成,定子上有多相勵磁繞組,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)階段,反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)獲得最多的應(yīng)用。</p><p>　　常用單相交流感應(yīng)電動機(jī)種類 </p><p>　　在家用電器設(shè)備中,常配有小型單相交流感應(yīng)電動機(jī)。交流感應(yīng)電動機(jī)

67、因應(yīng)用類別的差異,一般可分為分相式電動機(jī)、電容啟動式電動機(jī)、永久分相式電容電動機(jī)、罩極式電動機(jī)、永磁直流電動機(jī)及交直流電動機(jī)等類型。</p><p>　　一般的三相交流感應(yīng)電動機(jī)在接通三相交流電后,電機(jī)定子繞組通過交變電流后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并感應(yīng)轉(zhuǎn)子,從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電動勢,并相互作用而形成轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。但單相交流感應(yīng)電動機(jī),只能產(chǎn)生極性和強(qiáng)度交替變化的磁場,不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,因此單相交流電動機(jī)必須另外設(shè)計使它產(chǎn)生旋

68、轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動, 所以常見單相交流電機(jī)有分相啟動式、罩極式、電容啟動式等種類。 </p><p>　　1.分相啟動式電動機(jī)</p><p>　　分相式電動機(jī)廣泛應(yīng)用于電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器中。該電機(jī)有一個鼠籠式轉(zhuǎn)子和主、副兩個定子繞組。兩個繞組相差一個很大的相位角,使副繞組中的電流和磁通達(dá)到最大值的時間比主繞組早一些,因而能產(chǎn)生一個環(huán)繞定子旋轉(zhuǎn)的磁通。這個旋轉(zhuǎn)磁通切割轉(zhuǎn)子上的

69、導(dǎo)體,使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)一個較大的電流,電流所產(chǎn)生的磁通與定子磁通相互作用,轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電機(jī)一旦啟動,轉(zhuǎn)速上升至額定轉(zhuǎn)速70%時,離心開關(guān)脫開副繞組即斷電,電機(jī)即可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　2.罩極式電動機(jī)</b></p><p>　　罩極式單相交流電動機(jī),它的結(jié)構(gòu)簡單,其電氣性能略差于其他單相電機(jī),但由于制作成本低,運(yùn)行噪聲較小,對電器設(shè)備干擾小

70、,所以被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、電吹風(fēng)、吸塵器等小型家用電器中。罩極式電動機(jī)只有主繞組,沒有副繞級（啟動繞組）,它在電機(jī)定子的兩極處各設(shè)有一副短路環(huán),也稱為電極罩極圈。當(dāng)電動機(jī)通電后,主磁極部分的磁場產(chǎn)生的脈動磁場感應(yīng)短路而產(chǎn)生二次電流,從而使磁極上被罩部分的磁場,比未罩住部分的磁場滯后些,因而磁極構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁場,電動機(jī)轉(zhuǎn)子便旋轉(zhuǎn)啟動工作。罩極式單相電動機(jī)還有一個特點,即可以很方便地轉(zhuǎn)換成二極或四極轉(zhuǎn)速,以適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速電器配套使用。</p

71、><p>　　3.電容式啟動電動機(jī)</p><p>　　該類電動機(jī)可分為電容分相啟動電機(jī)和永久分相電容電機(jī)。這種電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,啟動快速,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、抽油煙機(jī)等家用電器中。電容分相式電動機(jī)在定子繞組上設(shè)有主繞組和副繞組（啟動繞組）,并在啟動繞組中串聯(lián)大容量啟動電容器,使通電后主、副繞組的電相角成90°,從而能產(chǎn)生較大的啟動轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。</p&g

72、t;<p>　　對于永久分相電容電動機(jī)來說,均與啟動繞組串接。由于永久分相電機(jī)其啟動的轉(zhuǎn)矩較小,因此很適于排風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)機(jī)等要求啟動力矩低的電器設(shè)備中應(yīng)用。電容式啟動電動機(jī),由于其運(yùn)行繞組分正、反相繞制設(shè)定,所以只要切換運(yùn)行繞組和啟動繞組的串接方向,即可方便實現(xiàn)電機(jī)逆、順方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 </p><p>　　4.交、直流兩用電動機(jī) </p><p>　　一般常用單相交流電動機(jī),在交

73、流50Hz電源中運(yùn)行時,電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高的也只能達(dá)每分鐘3000轉(zhuǎn)。而交直流兩用電動機(jī)在交流或直流供電下,其電機(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)20000轉(zhuǎn),同時其電機(jī)的輸出啟動力矩也大,所以盡管電機(jī)體積小,但由于轉(zhuǎn)速高輸出功率大,因此交直流兩用電動機(jī)在洗衣機(jī)、吸塵器、排風(fēng)扇等家用電器中得以應(yīng)用。 </p><p>　　此外,在直流電動機(jī)中還有一種結(jié)構(gòu)更為簡單、用在玩具上的電機(jī),這種電機(jī)是用永久磁鐵作固定磁場的電動機(jī),在電子玩具、電動剃

74、須刀、微型按摩器等日用小電器中得以廣泛應(yīng)用。</p><p>　　直流電動機(jī)按勵磁方式不同可分為他勵、并勵、串勵和復(fù)勵四種。下面一常用的他勵和并勵電動機(jī)為例介紹其機(jī)械特性、起動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速，他勵和并勵電動機(jī)只是連接方式上的不同，兩者的特性是一樣的，如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 洗衣機(jī)電機(jī)控制</p><p>　　由于電動機(jī)一般是在額定狀態(tài)下運(yùn)行的，

75、它的磁路已接近于飽和，所以在一定負(fù)載下，通常是減小磁通調(diào)速（Φ＜ΦN），轉(zhuǎn)速上調(diào)（n＞nN）。</p><p>　　調(diào)磁調(diào)速是恒功率調(diào)速，即轉(zhuǎn)速升高后，輸出轉(zhuǎn)距必須減小，否則電樞電流Ia會超過原來的額定電流，使電動機(jī)發(fā)熱燒壞。</p><p><b>　　調(diào)磁調(diào)速的優(yōu)點：</b></p><p>　　1. 調(diào)速平滑，可得到無級調(diào)速；</p

76、><p>　　2. 調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；</p><p>　　3. 機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。</p><p>　　對專門生產(chǎn)的調(diào)磁調(diào)速的電動機(jī)，其調(diào)速幅度可達(dá)到3～4倍</p><p>　　改變電壓U（調(diào)壓調(diào)速 ）</p><p>　　當(dāng)保持他勵直流電動機(jī)的勵磁電流If為額定值時，降低電樞電壓U，使轉(zhuǎn)速n降低。</

77、p><p>　　由式可見，在一定負(fù)載下，U愈低，轉(zhuǎn)速n愈小，但機(jī)械特性的硬度不變，見圖4.9所示：</p><p>　　圖4.9 電壓調(diào)速曲線</p><p>　　一般電動機(jī)都處在額定狀態(tài)下運(yùn)行，再進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速時，為保證電動機(jī)的絕緣，一般是將電動機(jī)的電壓下調(diào)U＜U N，而轉(zhuǎn)速也下調(diào)n＜nN。</p><p>　　調(diào)壓調(diào)速是在額定電流下調(diào)速，是恒轉(zhuǎn)

78、距調(diào)速。</p><p><b>　　調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點：</b></p><p>　　1. 機(jī)械特性較硬，電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好。</p><p>　　2. 調(diào)速幅度較大，其調(diào)速幅度可達(dá)到6～10倍。</p><p>　　3. 可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，得到平滑的無級調(diào)速。</p><p>　　這

79、里采用電壓調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)對直流伺服電機(jī)的調(diào)速。</p><p>　　交流電機(jī)M2控制系統(tǒng)</p><p>　　目前較常用的交流電動機(jī)有兩種：1、三相異步電動機(jī)2、單相交流電動機(jī)。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。</p><p>　　三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理</p><p>　　三相異步電動機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個旋轉(zhuǎn)磁場，

80、三相異步電動機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。我們知道，但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機(jī)定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，其產(chǎn)生的過程如圖4.10所示。圖中分四個時刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程。電流每變化一個周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P 式中f為電源頻率、

81、P是磁場的磁極對數(shù)、n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式我們知道，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)，為此，控制交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實現(xiàn)對交流電動機(jī)的無級變速控制。</p><p>　　圖4.10 三相異步電機(jī)工作圖</p><p>　　觀察圖還可發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時針

82、排列，磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)椋篊、B、A，則磁場必然逆時針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱訖C(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速n1低

83、于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n。因為假設(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒有相對運(yùn)動，就不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動機(jī)為異步電動機(jī)</p><p>　　單相交流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理</p><p>　　單相交流電動機(jī)只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時，電動機(jī)就會產(chǎn)生一個交變磁場，這個磁場的強(qiáng)弱和方向隨時間作正弦規(guī)律變化，但在

84、空間方位上是固定的，所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電動機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時（如順時針方向旋轉(zhuǎn)），這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變?。晦D(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變大。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩

85、將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。要使單相電動機(jī)能自動旋轉(zhuǎn)起來，我們可在定子中加上一個起動繞組，起動繞組與主繞組在空間上相差90度，起動繞組要串接一個合適的電容，使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組，將會在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場。在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子就能自動起動，起動后，待轉(zhuǎn)速升到一定時，借助于一個安裝在</p>&l

86、t;p>　　第五章 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　5.1主程序流程設(shè)計</p><p>　　根據(jù)硬件設(shè)計要求，控制主程序流程圖如圖5.1所示:</p><p>　　圖5.1 主程序流程圖</p><p>　　單片機(jī)上電，首先進(jìn)行程序的初始化，包括定時器，外部中斷等初始化，以及各參數(shù)初始值的設(shè)定。默認(rèn)洗衣方式為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)洗，漂

87、洗次數(shù)兩次。然后掃描剩余鍵盤的狀態(tài)。確定強(qiáng)度和漂洗次數(shù)。當(dāng)啟動鍵按下以后，洗衣機(jī)進(jìn)入待命狀態(tài)，完成進(jìn)水——洗滌——漂洗——脫水——報警的循環(huán)過程。</p><p><b>　　5.2程序的執(zhí)行</b></p><p>　　從主程序框圖中可以看出程序的基本流程，系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行初始化，默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序和強(qiáng)洗方式，然后掃描K2、K3鍵和啟動鍵K4，這時洗衣機(jī)出

88、于待命狀態(tài)，通過K2、K3可以改變洗衣工作程序和強(qiáng)、弱洗衣方式。掃描過程中發(fā)現(xiàn)啟動鍵K4按下時，洗衣機(jī)從待命狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)。</p><p>　　洗衣機(jī)進(jìn)入工作程序后，系統(tǒng)根據(jù)flag_SEL_ChengXu的值來判斷程序的選擇，按下K2鍵flag_SEL_ChengXu的值自加1，flag_SEL_ChengXu的值為0時表示標(biāo)準(zhǔn)洗衣，flag_SEL_ChengXu的值為1時，表示經(jīng)濟(jì)洗衣，flag_SEL

89、_ChengXu的值為2時，表示單獨洗衣，flag_SEL_ChengXu的值為3時，表示排水，這時程序直接跳至排水操作程序段，執(zhí)行單獨排水操作，否則進(jìn)入進(jìn)水操作程序。進(jìn)水操作將P3.2引腳為高電平時，進(jìn)水電磁閥的線圈通電，電磁力克服彈簧和鐵芯的重力將鐵芯向上提升，膜片中心的導(dǎo)流孔經(jīng)出水口向洗地桶注水。進(jìn)水期間系統(tǒng)不斷檢測水位開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)檢測到水位開關(guān)閉合時，說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定水位了，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒能檢測到水位開關(guān)閉合的話，，那

90、就說明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生了故障，此時洗衣機(jī)退出洗衣工作狀態(tài)，程序跳轉(zhuǎn)到報警程序進(jìn)行報警，提醒操作者進(jìn)行故障處理。</p><p>　　正常情況下，進(jìn)水期間檢測到水位開關(guān)閉合時，說明水位已經(jīng)達(dá)到預(yù)定水位，這時洗衣機(jī)將進(jìn)入下一個程序即洗滌程序。因為電機(jī)在洗滌或者漂洗工作狀態(tài)時有正、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(tài)，所以用Motors這個變量來控制電機(jī)的這三種狀態(tài)，當(dāng)Motors=0時電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)Motors=1時電機(jī)停止，當(dāng)Motors

91、=2時電機(jī)反轉(zhuǎn)。達(dá)到預(yù)定的洗滌時間后，系統(tǒng)進(jìn)入下一條指令，進(jìn)入排水操作，在排水過程中系統(tǒng)會不斷檢測水位開關(guān)，在規(guī)定時間內(nèi)檢測不到水位開關(guān)斷開的話，說明排水系統(tǒng)有故障，程序跳轉(zhuǎn)到報警程序進(jìn)行報警，提醒操作者進(jìn)行故障處理。</p><p>　　5.3子程序流程設(shè)計</p><p>　　1.洗滌過程流程圖：</p><p>　　按下啟動按扭，開始進(jìn)水，進(jìn)水到規(guī)定高度，使水

92、位開關(guān)接通，實現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn)，并停止進(jìn)水。在強(qiáng)洗狀態(tài)下洗滌正轉(zhuǎn)4S后，停止1S，開始反轉(zhuǎn)4S（弱洗狀態(tài)下是正轉(zhuǎn)3S后，停止1S，開始反轉(zhuǎn)3S），直到規(guī)定的洗滌時間結(jié)束，開始排水，由于排水，水位降低，當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時，低水位開關(guān)接通，排水結(jié)束后并判斷是否重復(fù)進(jìn)行洗滌,若不需要，洗滌程序結(jié)束如圖5.2所示：</p><p>　　圖5.2 洗滌流程圖</p><p>　　2.脫水過程流程圖：

93、</p><p>　　按下脫水按鈕，洗衣機(jī)打開排水閥，電動機(jī)開始工作，在高速脫水過程中如果蓋被打開，那洗衣機(jī)就會被強(qiáng)制停止，脫水時間結(jié)束后判定是否還要繼續(xù)脫水，若不需要就表示脫水結(jié)束，警報提醒操作者脫水結(jié)束，如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 脫水流程圖</p><p><b>　　第六章 系統(tǒng)仿真</b></p>&

94、lt;p><b>　　6.1軟件調(diào)試</b></p><p>　　軟件部分是用C語言在keil軟件中編寫的，且把它分成了好幾個部分，編寫好后對其仿真，仿真結(jié)果顯示有一條錯誤，并指出程序中未對TR0變量進(jìn)行定義，修改后再進(jìn)行仿真結(jié)果顯示0條錯誤，0條警告。把其生成hex文件并輸入進(jìn)單片機(jī)中，接著進(jìn)行測試。剛開始時洗衣機(jī)各個工作狀態(tài)對應(yīng)的指示燈都正常顯示，等了4分鐘后洗衣機(jī)的工作狀態(tài)才由洗

95、滌進(jìn)入到排水狀態(tài)，由于考慮到答辯時需要演示給老師看而每個人的答辯時間都很短，所以我把洗滌工作時間由4分鐘改成了20秒，結(jié)果不到2分鐘就把洗衣機(jī)的所有工作都完成了，達(dá)到了預(yù)期的效果。</p><p><b>　　6.2系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　如前面原理圖介紹的一樣，硬件部分比較簡單，主要分為單片機(jī)的震蕩和復(fù)位電路、按鍵開關(guān)電路、LED顯示電路、電動機(jī)驅(qū)動電

96、路以及蜂鳴器電路六個部分，通過結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)定基本實現(xiàn)了洗衣機(jī)的的進(jìn)排水、洗滌、漂洗和脫水工作。其仿真圖如圖所示，圖6.1為洗衣機(jī)處于進(jìn)水工作狀態(tài)，圖6.2為洗衣機(jī)處于洗滌工作狀態(tài)，圖6.3為洗衣機(jī)處于漂洗工作狀態(tài)，圖6.4為洗衣機(jī)處于脫水工作狀態(tài)。</p><p><b>　　圖6.1 進(jìn)水</b></p><p><b>　　圖6.2 洗滌</b&

97、gt;</p><p><b>　　圖6.3 漂洗</b></p><p><b>　　圖6.4 脫水</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，現(xiàn)代社會對理論和實踐兼?zhèn)涞膶I(yè)型人才的要求越來越高，對從事通信和電子技術(shù)的研

98、究人員尤為如此。一名合格的技術(shù)人員不僅要掌握扎實的理論基礎(chǔ)，還必須積累豐富的實踐經(jīng)驗和堅強(qiáng)的動手能力。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計不僅僅是對大學(xué)四年以來所學(xué)知識的一種有效的全面檢驗，而且也是對獨立完成任務(wù)的考驗和能力的一種提升，也是把學(xué)到的理論知識和現(xiàn)場的實際工作經(jīng)驗又一次地相結(jié)合在一起，同時也使我熟練掌握了一項工程設(shè)計任務(wù)的方法和步驟。通過本次畢業(yè)設(shè)計也使我進(jìn)一步提高了對一些軟件的應(yīng)用（如Proteus、Ke

99、il）、工程設(shè)計能力、理論計算能力、經(jīng)濟(jì)分析能力、外文閱讀能力以及文獻(xiàn)查閱和文字表達(dá)能力。對于在此次單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中還存在一些問題，在控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計中采用單片機(jī)進(jìn)行控制，也存在一些缺點。</p><p>　　本次設(shè)計過程中，通過在網(wǎng)上和文獻(xiàn)期刊查閱了大量資料，通過與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)并向老師虛心請教等方式，雖經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲巨大。</p><p>　　總之，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的

100、過程中，我深刻體會到我的基礎(chǔ)知識不是很扎實知識的深度和廣度都還較為局限，例如我的文字表達(dá)能力，以及我的英語水平等。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用［M］.第二版.哈爾濱：高等教育出版社，2011.</p><p>　　[2] 蔡明生.電子設(shè)計［M］.第一版.高等教育出版社，20

101、05.</p><p>　　[3] 李葉紫.單片機(jī)應(yīng)用教程［M］.第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[4] 張靖武.單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計與仿真［M］.北京：北京電子工業(yè)出版社，2007.4.</p><p>　　[5] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計[M].第三版.北京:清華大學(xué)出版社，2005.</p><p>　

102、　[6] 徐愛鈞.基于Proteus虛擬仿真[M].北京：北京電子工業(yè)出版社，2009.1.</p><p>　　[7] 關(guān)德興,馮文全.單片機(jī)外圍器件使用手冊[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998.4.</p><p>　　[8] 顧偉.滾筒洗衣機(jī)機(jī)身移位特性分析[J].振動、測試與診斷，2013，（33）.</p><p>　　[9] 方亞明一種洗衣機(jī)漂

103、水收集裝置：中國，CN201320508924.3[P].2014.1.29.</p><p>　　[10] 張毅剛，彭喜源，譚曉均.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1997.</p><p>　　[11] 王港元.電子技能基礎(chǔ).四川：四川大學(xué)出版社.2005.</p><p>　　[12] 張義和，陳敵北，周金圣編.例說 Prote

104、l 2004[M].北京：人民郵電出社,2006.</p><p>　　[13] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M]．第4版．北京：高等教育出版社．2000.</p><p>　　[14] ATMEL.Microcontroller Data book[M].2002.</p><p>　　[15] 李華.MCS-51系列單片機(jī)實用接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天

105、大學(xué)出版社.1993.</p><p>　　[16] 郭天祥編.新概念51單片機(jī)C語言教程[M].哈爾濱：電子工業(yè)出版社,2009.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是在虞禮貞老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在這里我要對虞老師表示最衷心的感謝！虞老師平易近人，和藹可親，對學(xué)生的設(shè)計進(jìn)度和學(xué)習(xí)都很關(guān)心。記得在我們

106、選好畢業(yè)設(shè)計題目并確定了虞老師為指導(dǎo)老師時，老師便組織我們在臨時教室開會，會上交代了我們的任務(wù)，建議我們?nèi)⒖寄男┫嚓P(guān)方面的文獻(xiàn)資料并解決了我們提出的問題。在畢業(yè)設(shè)計和論文撰寫的后續(xù)過程中也經(jīng)常給老師打電話和發(fā)電子郵件討論論文的格式、進(jìn)度等問題。同時我還要感謝學(xué)校以及老師在大學(xué)四年里對我的教育和培養(yǎng)，感謝同學(xué)在大學(xué)四年對我的關(guān)心和幫助，你們不僅讓我學(xué)到了扎實的專業(yè)知識、掌握了牢固專業(yè)技能還讓我學(xué)會了為人處事的道理。謝謝你們！</p

107、><p><b>　　附錄A 源程序</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　/************************數(shù)據(jù)類型宏定義******************/</p><p>　　#define ucharunsigned char<

108、;/p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　/***********************使能、禁止宏定義*****************/</p><p>　　#defineEnable();EA=1;</p><p>　　#defineDisable();EA=0;</p

109、><p>　　/********************程序選擇功能標(biāo)志宏定義**************/</p><p>　　#defineBIAOZHUN0</p><p>　　#defineJINGJI1</p><p>　　#defineDANDU2</p><p>　　#define

110、PAISHUI3</p><p>　　/********************強(qiáng)弱選擇功能標(biāo)志宏定義**************/</p><p>　　#defineQIANGXI0</p><p>　　#defineRUOXI1</p><p>　　/*******************進(jìn)水、排水時間限制宏定

111、義*************/</p><p>　　#defineT_JinShui240//240s</p><p>　　#defineT_PaiShui60//60s</p><p>　　#defineT_XiDi360//360s</p><p>　　#defineT_PiaoXi_1240