基于单片机的洗衣机智能控制系统.docVIP

全自动洗衣机的设计 一、设计要求 洗衣机的洗涤原理是由模拟人工洗涤衣物发展而来的，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷等机械作用以及洗涤剂的表面活化作用，将附着在衣物上的污垢除掉，以达到洗净衣物的目的。全自动洗衣机是常见的家用电器。它能够按照预设模式自动地完成衣物的洗涤、漂洗和脱水，也可以单独地进行洗涤、漂洗和脱水操作，这些过程一般按时间进行控制。通常在给定的模式下，根据衣物多少允许用户设置不同的水位，当洗衣机启动后，上水电磁阀打开注水，当水到达设定的限位时，上水电磁阀断电，注水过程停止，启动电机，即可开始洗衣操作，为了提高洗衣效率，电机一般先正转若干秒，然后再反转若干秒。另外，每个洗衣机都有容 量限制，当洗衣量大于它的额定容量容量时，控制系统报警并且不启动。 本设计要实现的功能有： （1）用户参数的输入：用户根据衣物的数量和质地确定洗涤时间、漂洗次数、脱水时间，然后通过按键输入具体的参数。 （2）参数和时间的显示：灵活地运用数码显示管会带来许多方便，它可以用来显示用户实时所处的洗衣功能状态以及所剩时间。 （3）实时控制的实现：单片机在获取了用户输入的参数后，对其进行分析处理，然后按照计算结果对洗衣过程进行实时控制。 （4）水位检测的实现：水位的高低影响着整个洗衣过程的进行，因此需要水位检测器将水位的变化发送给单片机，单片机根据水位的情况确定下一步应该做什么。 （5）洗衣过程的实现：一般的洗衣过程包括注水、洗涤、漂洗、排水和脱水这些步骤。在洗衣过程中，系统主要控制进水电磁阀、排水电磁阀的打开和关闭，电机的正转、反转和停止。 （6）洗衣完毕的通知：当洗衣过程结束后，蜂鸣器就报警通知用户洗衣完毕。 二、设计分析 本设计在设计洗衣机的控制系统时，洗衣机通过控制系统设定洗衣程序，在内桶（洗涤脱水桶）自动完成注水、洗涤、漂洗、浸泡、排水和脱水全过程。洗衣时，控制系统打开进水电磁阀，开始注水；当洗涤脱水桶内的水位达到系统设定值时，水位检测器向单片机发送一个低电平，通知控制系统关闭进水电磁阀，同时启动电机洗衣。电机在系统的控制下进行正转、停、反转，通过传动机构带动波轮执行洗涤程序；当洗涤时间终了，控制系统切断电机电路，打开排水电磁阀，开始排水；然后再次注水，洗衣机进入漂洗状态，完成漂洗程序（通常为2次漂洗），再注水进行浸泡；浸泡完，开始排水，同时，排水电磁铁的动作带动减速离合器制动臂，使离合器棘轮与棘爪分离，制动带松开，为脱水程序作好准备；排水结束后，系统控制电机单方向高速运转，完成脱水程序；当脱水程序终了，系统控制排水电磁铁和电机断电，排水阀和减速离合器的制动臂复位，同时蜂鸣器奏响音乐，通知用户整个洗衣程序结束。 具有如下基本功能。 ?（1）不同模式时的弱强洗涤功能。要求强洗时正 反转驱动时间各为4S，间歇时间为2S；弱洗时正 反转驱动时间各为3S，间歇时间为2S。 （2）6种洗衣工作程序，即标准程序，轻柔洗衣，快洗，单次洗衣，单漂和脱水程序。标准程序是进水—洗涤—排水--脱水，如此循环3次，具体是第一循环为洗涤，时间为15min,中间洗涤为5min.排水时间采用动态检测，脱水时间第一二次为2 min的短脱水，下来是调漂洗程序。最后为5min的长脱水.轻柔程序与标准程序一样，只是采用弱洗洗涤，循环同样为三次。快洗同标准差不多，只不过洗涤6min，循环2次；单洗程序是进水—洗涤（15 min)—结束（留水不排不脱）。单漂为进水—洗涤（10s)—排水如此循环3次；单脱程序是脱水（5min）—结束，时间确定与上述程序相应环节相同。（3）进水系统故障自动诊断功能。洗衣机在进水过程中，若超过预定的水位，就说明进水有故障，系统自动调整到预定水位。（4）脱水期间安全保护和防振动功能。洗衣机脱水期间，若打开机盖时，洗衣机就会自动停止脱水操作。脱水期间，如果出现衣物缠绕引起脱水桶重心偏移而不平衡，洗衣机也会自动停止脱水，以免振动过大，发出警报待人工处理后恢复工作。 （5）间歇驱动方式。洗涤期间采取间歇驱动方式，以便节能。本系统要求正反转之间停2s，间歇期间靠惯性力使洗衣桶桶保持旋转。 （6）声光显示功能。洗衣机各种工作方式的选择和各种工作状态均有声 光提示和显示。 （8）过容保护功能：洗衣机在启动前若过容则报警提醒用户解决，待解决后才能启动洗衣。 三、 硬件设计 1、总体方案 本设计以MCS-51单片机为核心，设计由电源、数字控制电路和机械控制电路三大模块构成的控制系统，实现对洗衣机整个洗衣过程的控制。洗衣过程主要包括洗涤过程、漂洗过程、脱水过程。根据洗衣过程的要求，控制程序设计主要包括主程序、内部定时中断服务程序、外部服务中断程序的设计。 根据设计要求，其基本系统组成框图如3.1所示。 2、器件及原理简介 采用51系列单片机作为控制核心，主要包括