单片机课程设计_基于89C51的全自动洗衣机控制器设计

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题基于89C51的全自动洗衣机控制器设计学院名称：电气工程学院

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课程设计名称：基于89C51的全自动洗衣机控制器设计专业班级：

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单片机系统课程设计任务书

目录

1概述 (4)

2 总体方案设计 (5)

2.1全自动洗衣机的工作流程 (5)

2.2硬件组成 (5)

3 硬件电路设计 (6)

3.1 89C51 (6)

3.2 晶振电路 (6)

3.3 复位电路 (7)

3.4 启动电路 (7)

3.5注水电路，放水电路 (7)

3.6洗涤电机控制电路 (8)

3.7警报电路 (11)

4 软件设计 (12)

4.1 主程序流程图 (12)

4.2 中断服务程序流程图 (14)

4.3子函数流程图 (15)

5 总结 (15)

6 参考文献 (16)

附录A (17)

附录B (18)

1概述

当今社会，洗衣机已经渗透到各个家庭了，人们对于这种东西已经不会再陌生，也越来越离不开洗衣机。洗衣机的便利让人们节省了许许多多的时间，而且洗涤之后的效果也比人手洗的更加干净。而自从推出了全自动洗衣机之后，洗衣机变得更加可靠。

全自动洗衣机就是将洗衣的全过程（泡浸-洗涤-漂洗-脱水）预先设定好N 个程序，洗衣时选择其中一个程序，打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成，无需人操作，只需要按下开始按钮便可。

其工作原理可以简述为：洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。

简单来说，洗衣机的洗涤功能主要来源于两大原理，相对运动和离心力。相对运动是指在电机实行正转时，突然反转，使的本来正转的衣物与反转的衣物相互摩擦或者与带有洗衣液的水相撞从而去除污渍。离心力是指衣物随着水的旋转方向而逐渐离开中心，从而能使得衣物贴近桶壁。

2 总体方案设计

2.1全自动洗衣机的工作流程

（1）注入水，待水面达到一定高度的时候将停止注水，触发启动信号；（2）单片机收到启动信号之后，对单片机的I/O口进行分配，用I/O口的高低电平来控制电机。此过程是用单片机控制电机的正反转，正反转时间相同，以达到除去污染物的功能；

（3）应用定时器控制其工作时间，洗涤时间为30分钟；

（4）当定时时间到了，可以停止洗涤了；

（5）放水，启动放水电机；

（6）此步骤为脱水过程，脱水过程就是让电机正转，定时5分钟；

（7）脱水完成之后，将停止电机运作。

图2-1-1

2.2硬件组成

硬件功能图

图2-2-1

3 硬件电路设计

各元件电路分析

3.1 89C51

单片机是本次设计的核心部分，通过对单片机进行编程，从而实现I/O口电平的高低变化，以此来控制要控制的对象；

3.2 晶振电路

单片机的工作需要时钟，而晶振电路是给单片机提供时钟的一个外部电路；

图3-1

3.3 复位电路

复位电路是当单片机运行时需要恢复至原始状态时而需要设计的电路，实际设计时，只需要给RESET一个10ms以上的高电平就可以实现复位了；

图3-2

3.4 启动电路

启动电路比较简单，给I/O口一个低电平即可动作；

图3-3

3.5注水电路，放水电路

如下图所示，单片机P1.2、P1.3口通过1K上拉电阻给8050NPN型三极管的基极供电，M1为供水电机，M2为放水电机；

图3-4

3.6洗涤电机控制电路

该部分电路可设计成两种电路，一种是控制直流电机，另一种是用直流电路控制交流电机。

1控制直流电机法

图3-5

该控制电路为控制直流电机法，这是一个典型的H桥电路，当P1.0输入高

电平时，Q21导通，此时Q63的基极得到一个低电平，Q61截止，Q63导通。P1.1输入低电平，Q22截止，Q60基极得到一个高电平，Q60导通，Q62截止，此时电机M10得到一个向左的电流，此时为反转，正转则反之。此法简单容易控制，不过有缺点，因为受到三极管的耐压限制，只能运用于低压直流电机上，实际可靠性不高。

2 直流电流控制三相交流电动机法

图3-6