全自動洗衣機課程設計

1、<p><b>　　全自動洗衣機的設計</b></p><p>　　一、題目《全自動洗衣機的設計》</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?？?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勞動，而在洗衣機出現以前，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、內層為銅板的雙層結構。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用。</p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)結束后，洗衣機得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風格的波輪式洗衣機。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)達國家，全自動洗衣機制造技術又得到迅速發(fā)展，其年總產量及社會普及率均以達到相當高得水平。像我國的世界500強海爾，由一個頻臨破產的企業(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)展首先表現在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側重于水流的改變、動力的加大?，F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)保洗滌方式轉變，特別是電解水、超音波技術在洗衣機行業(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。現在，7公斤的容量已經很普遍，8公斤也正?！，F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)內人士表示，尖端洗滌技術的革新，所表現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全自動洗衣機的設計目的</p>&l

9、t;p>　　目前中國洗衣機市場正進入更新換代期，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、進排水系統故障自動診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達到人們的需求。這就要求設計者們有更高的專業(yè)和技術水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現實，設計出更節(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的，單片機的體積小，控制 功能靈活，因此，設計出基于單片機的全自動洗衣機控制電路系統具有很強的實用性。</p><p>　　二、主要技術指標： </p><p>　　1、要求學生自行設計硬件電路圖，了解單片機硬件設計原理，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，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)全自動洗衣機的設計</p><p>　　設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，設計制作一個洗衣機控制器。</p><p>

12、　?。?）洗滌三個控制按鈕</p><p>　?。藴史绞剑合礈?2 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>　?。?）加啟動／暫停按鈕控制：第一次啟動，標準洗滌；工作時按此按鈕暫停，再按則恢復工作；有電源開關。洗滌、漂洗22 秒正轉，停8 秒，反轉22 秒，停8 秒。</p><p><b>　　三、課程設計要求：</b></p><p>　　1、學生自由成組，每組人數不得多于三人，小組成員要明確設計分工

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

15、><p>　　四、方案論證及選擇：</p><p>　　【方案一】選擇用一個L298作為驅動電動機的驅動電路，</p><p>　　然后用程序（pwm）來實現電動機的調速，使洗衣機擁有標準、輕柔、快速等三種洗滌方式，經仿真驗證該方案的不足之處就是電動機的調速程序對時間的要求很嚴格，因為洗衣機的耗時遠遠不能達到該要求，即無法實現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），來達到對電動機速度控制，從而使洗衣機擁有的標準、輕柔、快速的三種洗滌方式。</p><p>　　【方案三】該方案也是采用L298作為電路的驅動電路，是在實現一種洗滌方式后，然后復制該程序

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、系統組成方框圖</b></p><p>　　5.1洗衣機流程圖：</p><p>

18、;　　5.2 整個設計框圖：</p><p>　　5.2單元電路及設計說明：</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準、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動裝置L298的圖，OUT1和OUT3連接在一端的，OUT2和OUT4連接在一端，當OUT1和OUT3得到來自單片機的信號，則電動機順時針轉動（正轉），OUT2和OUT4得到來自單片機的信號時，電動機逆時針轉動（反轉）。、</p><p>　

21、　5.3 單片機部分電路設計：</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，還有一個22uF的晶振，作用是提高系統的時鐘頻率，把電容和晶振并聯，一端接XTAL1,另一端接XTAL2，就構成了一個穩(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，由他來輸出信號到驅動電路

23、，讓驅動電路來驅動電動機運轉，本次實訓就是學習他的各個功能。</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;//標準方式洗滌</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)//洗衣機的標準洗滌方式</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>　　} //洗衣機進行正轉洗滌六秒</p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機正轉六秒后，停一秒，進行反轉</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

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、進行正轉漂洗六秒</p><p>　　P2=0x00;delay(1000);//洗衣機正轉六秒后，停一秒，進行反轉</p><p>　　P2=0x01;motor1=0;motor2=1;delay(100) ;//綠燈閃爍，洗衣機進行反轉漂洗</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</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，然后復制該程序2次程序去實現另外幾種洗滌方式。*/</p><p>

38、　　八、調試過程及測試結果：</p><p>　　8.1硬件電路的調試過程：</p><p>　　電子產品中元器件間最常用的連接方法是錫焊。在焊接過程中，其焊點的質量對整機的工作狀態(tài)有很大的影響。</p><p><b>　　焊點質量的要求：</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?，F象，如有，立即 關閉電源，檢查及排除故障。</p><p>　　靜態(tài)調試：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字電路中的高低電平值。</p><p>　　動態(tài)調試：在靜態(tài)調試的基礎上，進行分級動態(tài)調試。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、并分級調整，使各級電路達到設計要求。</p><p>　　整機調試：分級調試后，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，經調整后使其滿足整機指標。若分級調試調好后，整機調試卻達不到預定的指標，通常問題是出在級間匹配電路。</p><p>　　測試結果： 各項指標準達到預設要求。</p><p>　　8.2軟件電路的調試過程：</p><

42、;p>　　1）在設置按鍵復位電路時，跟按鈕s0并聯的電解電容的極性不能放反，否則復位按鈕不起作用。</p><p>　　2）在放置電源時，必須都是相同的，不能標有一個是+5v，而另外的只是標上5v，應該都是同時標上+5v。在電路中不能出現這種情況的，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，這是非常嚴格的，否則，程

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

44、有兩個：一個前面設計的電動機轉動的時間內，相應的指示燈沒有閃爍；二個后面等到指示燈在電動機轉動的時間內閃爍時，電動機的運轉早就超出了先前給它設定的運轉時間了。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的指示燈沒有閃爍，所以大大減小了之前電動機的運轉時間，也就是減小到100ms左右，這樣就基本上達到了電動機運轉的同時相應的指示燈也就閃爍起來了。達到了設計的要求后，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相乘，閃爍的次數我是用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調試的總結：</b></p><p>　　無論是在硬件的調試還是在軟件的調試首先應該具有的是細心，細節(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用上。特別是在調試過程中，注意觀察程序所控制軟件的現象有哪些，多次觀看現象，然后根據所出現的現象對照程序進行修改，使之達到預設要求。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：</b></p><p>　　【1】.陳龍編著.8051單片機C語言控制與應用.北京:清華大大學學出版社，1999年8月第一版。</p><p>　　【2】.王靜霞編著.單片機應用技術（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.西安電子科技大學出版社。</p><p>

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