全自動洗衣機課程設(shè)計

1、<p><b>　　全自動洗衣機的設(shè)計</b></p><p>　　一、題目《全自動洗衣機的設(shè)計》</p><p>　　1.1全自動洗衣機的介紹</p><p>　　洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器,發(fā)展非常快,而全自動式洗衣機因使用方便更加得到大家的青睞,全自動即進水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動完成,控制器通常設(shè)有幾種洗

2、滌程序,對不同的衣物可選擇不同的洗滌方式。</p><p>　　1.2全自動洗衣機的發(fā)展背景</p><p>　　從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務(wù)勞動，而在洗衣機出現(xiàn)以前，對于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打……這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是：辛苦勞累。</p><p>　　1858年，漢密爾頓·

3、史密斯制成了世界上第一臺洗衣機。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)明了世界上第一臺人工攪動洗衣機。1911年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機。1920年美國的瑪依塔格公司又把洗衣機的木制桶改為鋁制桶體，第二年又把鋁制桶體改為外層鑄鋁、內(nèi)層為銅板的雙層結(jié)構(gòu)。1936年，他們又將搪瓷用于洗衣機桶體。與此同時，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機。歐洲國家研究成功了噴流式洗衣機和滾筒式洗衣機。</p

4、><p>　　1932年后，美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機，洗滌、漂洗和脫水都在同一個滾筒內(nèi)自動完成，使洗衣機的發(fā)展躍上了一個新臺階。這種滾筒洗衣機，目前在歐洲、美洲等地得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風(fēng)格的波輪式洗衣機。這種洗衣機由于其波輪安裝在洗衣桶底，又稱渦卷式洗衣機。</p><

5、p>　　近幾十年，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，全自動洗衣機制造技術(shù)又得到迅速發(fā)展，其年總產(chǎn)量及社會普及率均以達(dá)到相當(dāng)高得水平。像我國的世界500強海爾，由一個頻臨破產(chǎn)的企業(yè)一躍成為全球洗衣機頂級制造商。它制造的海爾洗衣機暢銷全球。</p><p>　　1.3全自動洗衣機的發(fā)展前景</p><p>　　全自動洗衣機的發(fā)展首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水流的改變、動力的加大。現(xiàn)在，超

6、音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運用，使洗衣機的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學(xué)作用和強弱變化的水流機械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變，特別是電解水、超音波技術(shù)在洗衣機行業(yè)的運用幾乎改變了洗衣機的歷史——洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學(xué)品對皮膚的損害和對環(huán)境的污染。電解水、臭氧、蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞，引發(fā)了洗衣機消費健康潮。</p><p>　　另一變化就是高度自動化、智能化、人性

7、化。從半自動、全自動到現(xiàn)在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕 一切搞定！同時，用戶可以按照自己的洗衣習(xí)慣，自主選擇時間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨心所欲。人性化還表現(xiàn)在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣機可以做到不同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方便不需深彎腰；蒸汽烘干功能使得晾曬更加方便，DD直驅(qū)電機在節(jié)能降噪方面效果更加突出，等等。</p><p>　　另外，大容量成為不變的消費

8、趨勢。前幾年，洗衣機容量多為4-5公斤，6公斤的大容量尚很少見?，F(xiàn)在，7公斤的容量已經(jīng)很普遍，8公斤也正?！，F(xiàn)代人居空間不斷擴大，對寬敞、舒適、方便要求更多，大能容小，大容量洗衣機一臺可頂一套。</p><p>　　業(yè)內(nèi)人士表示，尖端洗滌技術(shù)的革新，所表現(xiàn)出的洗衣方式更加注重健康和個性化，已在市場發(fā)展中倍受歡迎。</p><p>　　1.4全自動洗衣機的設(shè)計目的</p>&l

9、t;p>　　目前中國洗衣機市場正進入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機的要求也越來越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實，設(shè)計出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機。目前的洗衣機都沒有實現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機的特

10、 長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能，洗衣機 的各項功能是由單片機控制實現(xiàn)的，單片機的體積小，控制 功能靈活，因此，設(shè)計出基于單片機的全自動洗衣機控制電路系統(tǒng)具有很強的實用性。</p><p>　　二、主要技術(shù)指標(biāo)： </p><p>　　1、要求學(xué)生自行設(shè)計硬件電路圖，了解單片機硬件設(shè)計原理，單片機通信原理，單片機控制原理。</p><p>

11、　　2、掌握基本的焊接技術(shù)，無虛焊，錯焊發(fā)生，布線合理，連接線長度適中，元件不損壞。</p><p><b>　　3題目要求:</b></p><p>　　(1)全自動洗衣機的設(shè)計</p><p>　　設(shè)計一個用單片機控制的洗衣機控制器.以單片機為主控制器，擴展必要的外部電路，設(shè)計制作一個洗衣機控制器。</p><p>

12、　?。?）洗滌三個控制按鈕</p><p>　?。?biāo)準(zhǔn)方式）：洗滌12 分鐘；漂洗5 分鐘二次；脫水3 分鐘。</p><p>　　(輕柔方式)：洗滌3 分鐘；漂洗3 分鐘，二次；脫水2 分鐘。</p><p>　　(快速方式)：洗滌4 分鐘；漂洗1 分鐘，二次；脫水2 分鐘。</p><p>　　（3）洗滌時洗滌指示燈閃爍；漂洗時漂洗指示燈

13、閃爍；脫水時脫水指示燈閃爍。</p><p>　　（4）加啟動／暫停按鈕控制：第一次啟動，標(biāo)準(zhǔn)洗滌；工作時按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作；有電源開關(guān)。洗滌、漂洗22 秒正轉(zhuǎn)，停8 秒，反轉(zhuǎn)22 秒，停8 秒。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計要求：</b></p><p>　　1、學(xué)生自由成組，每組人數(shù)不得多于三人，小組成員要明確設(shè)計分工

14、；</p><p>　　2、每個組自由選擇設(shè)計題目，但每個題目最多限兩個組同時選擇；</p><p>　　3、嚴(yán)格遵守設(shè)計時間，服從指導(dǎo)老師安排；</p><p>　　4、獨立完成設(shè)計，不得抄襲他人成果；</p><p>　　5、按時完成設(shè)計任務(wù)，認(rèn)真撰寫設(shè)計報告，要求每組交一份符合要求的設(shè)計報告，并在最后附加每個組員的個人總結(jié)。</p

15、><p>　　四、方案論證及選擇：</p><p>　　【方案一】選擇用一個L298作為驅(qū)動電動機的驅(qū)動電路，</p><p>　　然后用程序（pwm）來實現(xiàn)電動機的調(diào)速，使洗衣機擁有標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速等三種洗滌方式，經(jīng)仿真驗證該方案的不足之處就是電動機的調(diào)速程序?qū)r間的要求很嚴(yán)格，因為洗衣機的耗時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到該要求，即無法實現(xiàn)對電動機的多種速度的控制。</p>

16、;<p>　　【方案二】該種方案不是用L298作為驅(qū)動電路，而是通過控制電路的繼電器的多個常開觸頭的兩端并聯(lián)電阻，用繼電器的常開觸頭的閉合與否，使電路中是否串入電阻，或者分別串入多個不同阻值的電阻（包括滑動變阻器），來達(dá)到對電動機速度控制，從而使洗衣機擁有的標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速的三種洗滌方式。</p><p>　　【方案三】該方案也是采用L298作為電路的驅(qū)動電路，是在實現(xiàn)一種洗滌方式后，然后復(fù)制該程序

17、兩次，作為另外兩種洗滌方式，之所以這樣做，是因為考慮到方案一和二的不確定因素。</p><p>　　選擇：考慮到制作電路的成本和簡易程度，以及現(xiàn)實中的某些因素，故舍棄【方案二】，【方案一】，故選擇【方案三】。</p><p><b>　　五、系統(tǒng)組成方框圖</b></p><p>　　5.1洗衣機流程圖：</p><p>

18、;　　5.2 整個設(shè)計框圖：</p><p>　　5.2單元電路及設(shè)計說明：</p><p><b>　　圖5.1.1</b></p><p>　　1）該圖中有三個按鈕，分別是s1、s2、s3，它們的作用是分別作為洗衣機標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速等三種方式的啟動按鈕。</p><p><b>　　圖5.1.2</b

19、></p><p>　　2） 該圖中，有三盞LED燈，從左至右依次為紅、綠、黃，三盞，分別 代表洗滌、漂洗和脫水等三種運行方式的指示燈，洗衣機運行時，三盞燈分別閃爍。</p><p><b>　　圖5.1.3</b></p><p>　　3）該圖就是L298，就是整個電路的驅(qū)動電路，右面四個腳就是連接電動機的，左邊六個腳就是連接單片機的。

20、</p><p><b>　　圖5.1.4</b></p><p>　　4）該圖就是直流測速電動機連接驅(qū)動裝置L298的圖，OUT1和OUT3連接在一端的，OUT2和OUT4連接在一端，當(dāng)OUT1和OUT3得到來自單片機的信號，則電動機順時針轉(zhuǎn)動（正轉(zhuǎn)），OUT2和OUT4得到來自單片機的信號時，電動機逆時針轉(zhuǎn)動（反轉(zhuǎn)）。、</p><p>　

21、　5.3 單片機部分電路設(shè)計：</p><p><b>　　圖5.2.1</b></p><p>　　1）該圖中有兩個30pF的電容，作用是微調(diào)，還有一個22uF的晶振，作用是提高系統(tǒng)的時鐘頻率，把電容和晶振并聯(lián)，一端接XTAL1,另一端接XTAL2，就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自己振蕩器。</p><p><b>　　圖5.2.2<

22、/b></p><p>　　2）該圖中有兩個電阻，一個電解電容和一個按鈕組成，作用是按鍵復(fù)位，在電路中是作為暫停按鈕使用， EA是接高電平有效，否則該電路不起作用。</p><p><b>　　圖5.2.3</b></p><p>　　3）這個圖就是整個電路的核心部分，單片機AT89C51，整個程序就是靠它來實現(xiàn)，由他來輸出信號到驅(qū)動電路

23、，讓驅(qū)動電路來驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，本次實訓(xùn)就是學(xué)習(xí)他的各個功能。</p><p><b>　　六、總體電路圖：</b></p><p>　　七、控制洗衣機運行的單片機程序</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　sbit s1=P1^0;//標(biāo)準(zhǔn)方式洗滌</p>

24、<p>　　sbit s2=P1^1;//輕柔方向洗滌</p><p>　　sbit s3=P1^2;//快速方向洗滌</p><p>　　sbit L1=P3^0;//紅燈，為洗衣機洗滌指示燈</p><p>　　sbit L2=P3^1;//綠燈，為洗衣機漂洗指示燈</p><p>　　sbit L3=P3^2;//黃燈，為洗衣

25、機脫水指示燈</p><p>　　sbit motor1=P2^0;</p><p>　　sbit motor2=P2^1;</p><p>　　sbit motor3=P2^2;</p><p>　　sbit motor4=P2^3;</p><p>　　void delay(unsigned int i)</

26、p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int j,k;</p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(k=0;k<120;k++);</p><p><b>　　}</b></p>

27、<p>　　void main()</p><p>　　{unsigned int n,m,x,y,z,h;</p><p><b>　　P3=0x00;</b></p><p>　　if(s1==0)//洗衣機的標(biāo)準(zhǔn)洗滌方式</p><p><b>　　{</b></p>

28、<p>　　P2=0x01;motor1=1;motor3=1;motor2=0;motor4=0;delay(100) ;//紅燈閃爍，洗衣機進行正轉(zhuǎn)洗滌</p><p>　　for(n=0;n<14;n++)</p><p>　　{P3=0x01;L1=1; L2=0; L3=0;delay(200);</p><p>　　P3=0x00;del

29、ay(200);</p><p>　　} //洗衣機進行正轉(zhuǎn)洗滌六秒</p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機正轉(zhuǎn)六秒后，停一秒，進行反轉(zhuǎn)</p><p>　　P2=0x01;motor1=0;motor2=1;motor3=0;motor4=1;delay(100) ;//紅燈閃爍，洗衣機進行反轉(zhuǎn)洗滌</p><p

30、>　　for(m=0;m<14;m++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P3=0x01;L1=1; L2=0; L3=0;delay(200);</p><p>　　P3=0x00;delay(200);</p><p>　　}//洗衣機進行反轉(zhuǎn)洗滌六秒</p>&

31、lt;p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機洗滌后，停止一秒，再進行漂洗</p><p>　　for(h=0;h<2;h++)//洗衣機進行漂洗兩次</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0x01;motor1=1;motor2=0;delay(100) ;//綠燈閃爍，洗衣機進行正轉(zhuǎn)

32、漂洗</p><p>　　for(x=0;x<14;x++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P3=0x01; L1=0; L2=1; L3=0;delay(200) ;</p><p>　　P3=0x00;delay(200);</p><p>　　}//洗衣機

33、進行正轉(zhuǎn)漂洗六秒</p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機正轉(zhuǎn)六秒后，停一秒，進行反轉(zhuǎn)</p><p>　　P2=0x01;motor1=0;motor2=1;delay(100) ;//綠燈閃爍，洗衣機進行反轉(zhuǎn)漂洗</p><p>　　for(y=0;y<14;y++)</p><p><b>

34、　　{</b></p><p>　　P3=0x01; L1=0; L2=1; L3=0;delay(200) ;</p><p>　　P3=0x00;delay(200);</p><p>　　}//洗衣機進行反轉(zhuǎn)漂洗六秒</p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機在進行第一次漂洗后，停止一秒，進行第二

35、次漂洗</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機漂洗兩次后，停止一秒，再進行脫水</p><p>　　P2=0x01;motor1=1;motor2=0;motor3=1;motor4=0;delay(100) ;//黃燈閃爍，洗衣機進行脫水</p><p

36、>　　for(z=0;z<14;z++)</p><p>　　{ P3=0x01; L1=0; L2=0; L3=1;delay(200) ;</p><p>　　P3=0x00;delay(200);}//洗衣機進行脫水六秒</p><p>　　P2=0x00;P3=0x00;//洗衣機脫水后停止運轉(zhuǎn)</p><p>　　mot

37、or1=0;motor2=0;motor3=0;motor4=0;</p><p><b>　　}else </b></p><p>　　{P2=0x00;P3=0x00;</p><p>　　}｝/*由于考慮的程序的篇幅太長了，所以，只寫出了一種方式，然后復(fù)制該程序2次程序去實現(xiàn)另外幾種洗滌方式。*/</p><p>

38、　　八、調(diào)試過程及測試結(jié)果：</p><p>　　8.1硬件電路的調(diào)試過程：</p><p>　　電子產(chǎn)品中元器件間最常用的連接方法是錫焊。在焊接過程中，其焊點的質(zhì)量對整機的工作狀態(tài)有很大的影響。</p><p><b>　　焊點質(zhì)量的要求：</b></p><p>　　焊點要有可靠的電連接，要有穩(wěn)定且足夠的接觸面積，保

39、證，保證足夠的機械強度，能可靠的通過一定的電流。</p><p>　　外觀光潔整齊，焊點表面光澤平滑，無夾渣、針孔。焊接時要使焊錫完全冷卻凝固，避免裂紋。</p><p>　　料的連接呈半弓形凹面，管腳露出焊料高度為2至3mm，且無漏焊、、虛焊、焊料拉尖、焊料飛濺、短路等問題。</p><p><b>　　電路的調(diào)試：</b></p>

40、;<p>　　上電觀察：將已核定的電源接入待測電路，觀察有無冒煙、異味、電源電流過大、元器件發(fā)燙等異常現(xiàn)象，如有，立即 關(guān)閉電源，檢查及排除故障。</p><p>　　靜態(tài)調(diào)試：在不加外加信號的條件下用萬用表測試電路的工作點和數(shù)字電路中的高低電平值。</p><p>　　動態(tài)調(diào)試：在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上，進行分級動態(tài)調(diào)試。在電路的各級輸入端加入所要求的信號，用示波器逐級測其輸出，

41、并分級調(diào)整，使各級電路達(dá)到設(shè)計要求。</p><p>　　整機調(diào)試：分級調(diào)試后，在電路總的輸入級加入規(guī)定的信號，用儀器測量整的輸出，經(jīng)調(diào)整后使其滿足整機指標(biāo)。若分級調(diào)試調(diào)好后，整機調(diào)試卻達(dá)不到預(yù)定的指標(biāo)，通常問題是出在級間匹配電路。</p><p>　　測試結(jié)果： 各項指標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到預(yù)設(shè)要求。</p><p>　　8.2軟件電路的調(diào)試過程：</p><

42、;p>　　1）在設(shè)置按鍵復(fù)位電路時，跟按鈕s0并聯(lián)的電解電容的極性不能放反，否則復(fù)位按鈕不起作用。</p><p>　　2）在放置電源時，必須都是相同的，不能標(biāo)有一個是+5v，而另外的只是標(biāo)上5v，應(yīng)該都是同時標(biāo)上+5v。在電路中不能出現(xiàn)這種情況的，否則在仿真軟件里通不過，在實際軟件中更是通不過。</p><p>　　在編寫程序中，一個丁點兒的錯誤的不能出現(xiàn)，這是非常嚴(yán)格的，否則，程

43、序是無法通過的。</p><p>　　在洗衣機轉(zhuǎn)動的同時，相應(yīng)的指示燈會同時閃爍，洗衣機停止運轉(zhuǎn)，則相應(yīng)的只是燈也就停止閃爍了。在進行這個程序的調(diào)試時，我一開始就認(rèn)為，首先設(shè)定洗衣機的轉(zhuǎn)動時間，然后在這個時間段內(nèi)再設(shè)計一個程序，讓洗衣機相應(yīng)的只是燈也跟著閃爍起來，但是結(jié)果表明，這樣的程序只是在電動機開始轉(zhuǎn)完設(shè)計的時間后，指示燈才開始閃爍，此時電動機也還在轉(zhuǎn)，等到指示燈不在閃爍了，電動機也就停止運轉(zhuǎn)了，該程序的缺陷

44、有兩個：一個前面設(shè)計的電動機轉(zhuǎn)動的時間內(nèi)，相應(yīng)的指示燈沒有閃爍；二個后面等到指示燈在電動機轉(zhuǎn)動的時間內(nèi)閃爍時，電動機的運轉(zhuǎn)早就超出了先前給它設(shè)定的運轉(zhuǎn)時間了。對于這個方法的改進，我是這樣做的，因為之前考慮到前面有段時間相應(yīng)的指示燈沒有閃爍，所以大大減小了之前電動機的運轉(zhuǎn)時間，也就是減小到100ms左右，這樣就基本上達(dá)到了電動機運轉(zhuǎn)的同時相應(yīng)的指示燈也就閃爍起來了。達(dá)到了設(shè)計的要求后，我便利用指示燈閃爍的時間來控制電動機相應(yīng)的動作的時間，

45、 就是用指示燈的一閃一滅所用的時間，然后與它閃爍的次數(shù)相乘，閃爍的次數(shù)我是用for語句控制，這樣隨便可以控制時間長短了，這樣得出來的時間便是電動機工作的時間的長短了。</p><p><b>　　8.3調(diào)試的總結(jié)：</b></p><p>　　無論是在硬件的調(diào)試還是在軟件的調(diào)試首先應(yīng)該具有的是細(xì)心，細(xì)節(jié)決定成敗。</p><p>　　在寫程序

46、的過程中，首先就要好好的定義各個接口的含義，以便在寫程序中能夠好好的應(yīng)用上。特別是在調(diào)試過程中，注意觀察程序所控制軟件的現(xiàn)象有哪些，多次觀看現(xiàn)象，然后根據(jù)所出現(xiàn)的現(xiàn)象對照程序進行修改，使之達(dá)到預(yù)設(shè)要求。還有一個最重要的就是一定要多動手，多問，不了解的地方切不可敷衍了事，一筆帶過。</p><p><b>　　九、主要原件清單：</b></p><p><b>

47、;　　十、參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　【1】.陳龍編著.8051單片機C語言控制與應(yīng)用.北京:清華大大學(xué)學(xué)出版社，1999年8月第一版。</p><p>　　【2】.王靜霞編著.單片機應(yīng)用技術(shù)（C語言版）.電子工業(yè)出版社。</p><p>　　【3】.劉雨隸編著.電力電子技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社。</p><p>

48、　　【4】.唐浩強編著.C程序設(shè)計（第三版）.清華大學(xué)出版社。</p><p>　　【5】.增光宇編著.現(xiàn)代傳感器技術(shù)宇應(yīng)用基礎(chǔ).北京理工大學(xué)出版社</p><p>　　【6】盧艷軍. 《單片機基本原理及應(yīng)用系統(tǒng)》. 北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　【7】周美娟等. 《單片機技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計》. 北京：清華大學(xué)出版社，2007</p>