自动控制系统课程设计--全自动洗衣机控制系统的设计.docx

第1章前言1.1 全自动洗衣机的发展背景从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打……这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。1858年，汉密尔顿·史密斯制成了世界上第一台洗衣机。1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人比尔·布莱克斯发明了世界上第一台人工搅动洗衣机。1911年美国人又研制了世界上第一台电动洗衣机。1920年美国的玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝制桶体，第二年又把铝制桶体改为外层铸铝、内层为铜板的双层结构。1936年，他们又将搪瓷用于洗衣机桶体。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷流式洗衣机和滚筒式洗衣机。1932年后，美国一家公司研制成功了第一台前装式滚筒全自动洗衣机，洗涤、漂洗和脱水都在同一个滚筒内自动完成，使洗衣机的发展跃上了一个新台阶。这种滚筒洗衣机，目前在欧洲、美洲等地得到了广泛的应用。第二次世界大战结束后，洗衣机得到了迅速的发展，研制出具有独特风格的波轮式洗衣机。这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣机桶底，又称涡卷式洗衣机。1.2全自动洗衣机的设计目的及意义目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的，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。1.3设计任务将水位通过水位开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动“按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水；进水停止2s 后开始洗衣；洗衣时，正转20s，停2s，然后反转20s,停2s；如此循环共5次，总共220s后开始排水，排空后脱水30s；然后再进水，重复（1）～（4）步，如此循环共3次；洗衣过程完成，报警3s并自动停机。第2章硬件设计2.1洗衣机控制器的外部设计洗衣机控制面板主要包括：启动开关K0、拨码器（选择水位）。完成洗衣一次洗衣所需要的过程包括：(1)进水动作进行洗涤时，盛水桶内的水量必须达到水位设定要求。洗衣机的进水和水位判断，是由水位开关和 进 水阀的开合来进行控制的，当桶内没有水或水量达到设定水位时，单片机程序将控制进水阀闭合，开始注水，当桶内的水位达到设定水位时，水位开关受压闭合，程序就可进入下步。(2)排水动作进入脱水动作前应先排水。为了避免空排水造成时间浪费以及排水不完而带水脱水造成对电机的损害。洗农机能够根据实际水量对排水时间进动态控制。(3)洗涤动作是电机周期性的“正转—停止—反转—停止”。不同的洗衣过程，控制电机执行“ 正转—停止—反转—停止”的时间是相同的。2.2 硬件设计框图针对上述，一方面涉及到硬件电路，另一方面要配合相应的软件，才能完成上述功能。下面为本设计的整机框图如下：图2.2 整机设计框图洗衣机控制系统是由AT89c51单片机控制，其主要控制的对象包括：进水阀、排水阀、电机及数码管显示。这些被控刘象是需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示洗衣的次第和每次洗衣电机正反转的次第及电机正反转所用的时间。发光二极管用来指示工作状态。（1）直流电源电路这是为单片机及其外…控制电路提供晓以电压 直流电源的电路，它将输入的220v交流电经过变压、整流、滤波、稳压后，变为稳定的低压直流电，送给单片机、可控硅触发电路、显示电路等。（2）复位电路此电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱。（3）时钟 电路由晶振元件与单片机内部电路组成，产牛的振荡频率为单片机提供时钟信 号，供单片机信号定时和训时。（4）按键输入电路按键开关按定的矩阵排列，当按键被按动时，其接通的信号将输送到单片机。单片机对应地调出内部软件进行工作，使洗衣机进入相应的洗涤程序。除了启动开关，水位开关有拨码器代替。（5）显示电路由发光一极管按一定的矩阵排列而成，它是程序控制系统向用户直接观察到洗衣机的工作状态的窗口。预设工作程序时，可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令；还可以通过批示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常。（6）负载驱动电路该电路多由双向可控硅及触发电路组成。双各可控硅作为无触点开关控制电机等负载的