基于51单片机的全自动洗衣机控制器设计

武汉大学珞珈学院-电气工程与自动化

基于单片机的全自动洗衣机控制系统

刘亚强

电气工程与自动化 电气 0903班 学号20091080601104

指导教师 苏韬

摘 要

随着数字技术的快速发展，数字技术被广泛应用于智能控制的领域中。单片机以体积小、功能全、价格低廉、开发方便的优势得到了许多电子系统设计者的青睐。它适合于实时控制，可构成工业控制器、智能仪表、智能接口、智能武器装置以及通用测控单元等。

本文以AT89S51单片机为核心设计了全自动洗衣机控制系统，本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、洗衣、脱水和结束报警四个阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三大模块组成。电源电路为单片机主控系统提供5v的直流电压；单片机主控系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；外部硬件电路有继电器、三极管、LED灯组成。

本系统的电路并不复杂，给AT89S51单片机载入软件程序后，能够实现全自动洗衣机的基本功能。虽然不能与电器市场上的洗衣机控制系统媲美，但也具有一定的实用性。

关键词： AT89S51；用户参数；继电器；控制系统； LED

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Abstract

With its rapid development, digital technology is widely used in the field of control system. Single chip microcontroller is favored by many electronic system designers for its smallness, full function, low price and easy application. Its pretty fit for real-time control as a core in industrial controller, intelligent apparatus, intelligent interface, intelligent weapon device, universal measure control unit, etc.

This article designs a full-automatic washing machine control system with AT89S51 as core. This system realizes whole working course of full-automatic washing machine, including four parts: user parameter input, wash, dehydrate and ending music play. Hardware system is made up of three modules: power supply circuit, digital control circuit and machine control circuit. Power supply circuit provides steady DC 5V voltage for digital control circuit and AC 220V for motor. Digital control circuit takes charge of controlling the working course. It consists of AT89S51, double-figured common-cathoded numeral display, buttons, buzzer, LED. Machine control circuit realizes the functions of water level detect, motor driven, water import and export, it consists of water level detector, motor, transmission system components and penstocks.

After downloading the program to AT89S51, this circuit can realize basic functions of full-automatic washing machine. It seems hard for this control system to compare with perfect ones in the electrical appliance market, but it has certain practicability.

Keywords: AT89S51 ; User parameter input ;water level detector ; Control system ;LED

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目 录

摘 要 ................................................................................................................................................ 1 Abstract.................................................................................................................................................... 2 引 言 ................................................................................................................................................ 5 第1章 绪 论 ................................................................................................................................... 6

1.1 课题开发背景 ........................................................................................................................... 6 1.2 设计的目的和意义 ................................................................................................................. 6 1.3 国内外现状及水平 ................................................................................................... 6

第2章 设计方案 .............................................................................................................................. 9

2.1 设计任务 .................................................................................................................................... 9 2.2 洗衣机的设计方案 ................................................................................................................. 9

2.2.1 按键 ................................................................................................................................. 9 2.2.2 洗衣程序 ........................................................................................................................ 9 2.2.3 设计总方框图 ............................................................................................................. 10 2.3 控制系统的功能 .................................................................................................................... 10

第3章 硬件设计 ............................................................................................................................ 11

3.1控制系统的电路组成 ............................................................................................................ 11 3.2 电源电路 .................................................................................................................................. 11 3.3 单片机控制电路 .................................................................................................................... 12

3.3.1 AT89S51单片机主控系统 ...................................................................................... 12 3.3.2 单片机的复位电路 .................................................................................................... 15 3.3.3 单片机的时钟电路 .................................................................................................... 16 3.3.4 显示电路 ...................................................................................................................... 17 3.3.5 蜂鸣器报警电路 ......................................................................................................... 18 3.3.6 电动机的控制电路 .................................................................................................... 19 3.3.7 进水/排水电路 ........................................................................................................... 20

第4章 软件设计 ............................................................................................................................ 21

4.1 主程序设计 ............................................................................................................................. 21 4.2 标准洗衣程序设计 ............................................................................................................... 22 4.3 洗涤程序的设计 .................................................................................................................... 22 4.4 漂洗程序的设计 .................................................................................................................... 23 4.5 脱水程序的设计 .................................................................................................................... 24

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第5章 调 试 ................................................................................................................................. 25

5.1 硬件调试 .................................................................................................................................. 25 5.2 软件调试 .................................................................................................................................. 26

结 论 .............................................................................................................................................. 27 参考文献 .............................................................................................................................................. 28 致 谢 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。 附 录 .............................................................................................................................................. 29

附录A 主电路图 .......................................................................................................................... 29 附录B 元件清单 .......................................................................................................................... 30 附录C 程序 ................................................................................................................................... 31

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引 言

目前中国洗衣机市场正进入更新换代的时期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也是越来越高。目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，但是在许多方面还是满足不了人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平设计出更节能、功能更齐全、更人性化的洗衣机。让洗衣服这项难于逃避的家务劳动，不再成为一种负担。

随着加入世贸组织，跟多的国内外强势品牌加入，研究新的技术开发新的产品，洗衣机行业将爆发新一轮的以“绿色环保”、“节水节能”为主题的大战，而技术制高点则是未来的竞争焦点。在国内从洗衣机市场得到的商情显示由于受水资源不断减少自来水费有所提高等因素的影响，市场上那些用水量比较大的洗衣机销售受阻而具有节水功能的洗衣机的销路不断看好。针对市场需求的变化，一些生产厂家如小天鹅、小鸭、海尔等先后向市场推出了一批节水型全自动的洗衣机。然而随着洗衣机市场的迅速发展和科技的进步创新，随着滚筒洗衣机制作成本的下降，也让滚筒洗衣机得到了很好的普及，市场占有率大幅提升。作为未来技术发展方向之一，变频技术将带动整个洗衣机行业的技术提升，有利于洗衣机产业的升级。

目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多数的洗衣机生产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，洗衣机的各项功能都是由单片机控制实现的，因此设计出基于单片机的洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。并且随着单片机技术日新月异的发展，单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、可靠运行、价格低廉等特点在过程控制、机电一体化、智能化仪表、家用电器等方面得到了广泛应用。本设计采用AT89S51单片机作为洗衣机控制系统的核心，硬件线路及控制程序的设计室该系统的重要组成部分。硬件线路设计主要包括电源、功能及控制系统、洗衣机状态显示、输出控制电路的设计。控制程序设计主要包括主程序、内部定时中断服务程序、外部中断服务程序的设计。与此同时还介绍了与洗衣机有关的一些常见的电子元器件的基本功能。

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附录C 程序

项目名称：控制器 修改日期：2013-04-10

----------------------------------------*/

#include // P口：5个LED灯 2个数码管 继电器2个 sbit beep=P3^5;

char code disptab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; char code bittab[]={0xbf,0x7f};

#define K1 0x0e //启动

#define K2 0x0d //脱水时模拟盖板打开

#define K3 0x0b //快洗洗（脱水时模拟盖板合闭） #define K4 0x07 //脱水

sbit p10=P1^0; //洗涤指示灯 sbit p11=P1^1; //漂洗指示灯 sbit p12=P1^2; //脱水指示灯 sbit p16=P1^6; //进水模拟灯 sbit p17=P1^7; //排水模拟灯 sbit p20=P2^0; //正转 sbit p21=P2^1; //反转

unsigned char min,sec; // 设定时间 unsigned int i; // i为循环次数 int key; int num; int count=0;

void delay(int t) {

int i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<112;j++); }

void Beep() //蜂鸣器 {

unsigned char a,s; unsigned int k=8000; P1=0xff;P2=0xff; while(k--) { for(a=0;a<80;a++); for(s=0;s<80;s++);

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beep=~beep; } }

unsigned char ScanKey()//键盘扫描 {

if((P3&0x0f)==0x0f) return(0xff); delay(30);

if((P3&0x0f)==0x0f) return(0xff); key=P3&0x0f;

while((P3&0x0f)!=0x0f); return key; }

void t0() interrupt 1 //倒计时 {

TH0=0x3c;

TL0=0xb0;//50ms count++;

if(count==20) {

count=0; sec=sec-1; if(sec<=0) { if(sec==0) { if(min==0) { EA=0; Beep(); P2=0xff; P1=0xff; P0=0xff; while(1); } else min--; } sec=60; } }

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}

void Disp() interrupt 3 //显示 {

TH1=0x63; TL1=0x18; num=(num%2); P2=0xff;

P0=0xff; //消影 P2=bittab[num]; switch(num) { case 0: P0=disptab[min]; break; case 1: P0=disptab[min/10]; break; default:break; }

num++; }

void xidi(void) //标准洗涤 12min {

p10=0;

delay(2000); p16=0;

delay(5000); p16=1;

delay(3000); for(i=0;i<60;i++) { p20=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); p21=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); }

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p17=0;//开排水 delay(5000); p17=1;//关排水 p10=1; }

void xidi_1(void) //快速洗涤 7min {

p10=0;

delay(2000); p16=0;

delay(5000); p16=1;

delay(3000);

for(i=0;i<35;i++)// { p20=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); p21=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); }

p17=0;//开排水 delay(5000); p17=1;//关排水 p10=1; }

void piaoxi(void) // 漂洗 6min {

p11=0;

delay(2000); p16=0;

delay(8000); p16=1;

delay(3000); for(i=0;i<30;i++) { p20=0;

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delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); p21=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); }

p17=0;

delay(8000); p17=1; p11=1; }

void piaoxi_1(void) //用作快洗 3min {

p11=0;

delay(2000); p16=0;

delay(8000); p16=1;

delay(3000); for(i=0;i<15;i++) { p20=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); p21=0; delay(4000); p20=1; p21=1; delay(2000); }

p17=0;

delay(8000); p17=1; p11=1; }

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void tuoshui(void) //脱水 {

p12=0;

delay(2000); p17=0;

delay(3000); p20=0; while(1) { key=ScanKey(); switch (key) { case K2: TR0=0; p12=1;p20=1;p17=1; Beep(); break; case K3: TR0=1; p12=0;p20=0;p17=0; break; } } }

void biao(void) //标准洗 {

min=28;sec=10; TR0=0;

delay(5000); TR0=1; xidi(); delay(3000);

piaoxi(); //第一次漂洗 delay(3000);

piaoxi(); //第二次漂洗 delay(3000);

tuoshui(); //脱水 }

void kuai() //快速洗 {

min=15;sec=10; TR0=0;

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delay(3000); TR0=1;

xidi_1(); delay(5000);

piaoxi_1(); //第一次漂洗 delay(5000);

piaoxi_1(); //第二次漂洗 delay(5000);

tuoshui(); //脱水 }

void main() {

TMOD=0x01; //T0 工作方式1 T1 EA=0; TH0=0x3c; TL0=0xb0; ET0=1; TH1=0x63; TL1=0x18; ET1=1; TR0=1; TR1=1; while(1) { key=ScanKey(); if(key==K1) { EA=1; biao(); } if(key==K3) { EA=1; kuai(); } if(key==K4) { min=3; sec=10; EA=1; tuoshui(); } } }

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i6r6.html