基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王曉冬+++陳紅友

摘 要：隨著生活水平的提高，洗衣機(jī)已成為不可或缺的家用電器，目前，家庭對全自動洗衣機(jī)的穩(wěn)定性和智能性提出了更高的要求，本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合電機(jī)、輸入模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)碼管顯示電路等構(gòu)成洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)，可以方便的根據(jù)需要調(diào)整洗滌模式及洗滌時(shí)間，從而使洗滌過程更加節(jié)能節(jié)水。通過編程及系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的既定功能，效果理想。

關(guān)鍵詞：全自動洗衣機(jī)；STC89C52單片機(jī)；控制系統(tǒng)

引言

近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速進(jìn)步，單片機(jī)、PLC等微處理器憑借其低功耗以及高穩(wěn)定性，逐漸取代了傳統(tǒng)控制器，作為洗衣機(jī)的主控芯片。傳統(tǒng)洗衣機(jī)洗滌模式相對固定，可控性差，往往造成能源及時(shí)間的浪費(fèi)，已不能適應(yīng)現(xiàn)代人的生活需要。采用單片機(jī)控制器，不僅可以靈活設(shè)定洗滌模式，還能根據(jù)需要設(shè)定洗滌時(shí)間。本設(shè)計(jì)著眼于此，設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，不僅克服了上述缺點(diǎn)，而且增加了很多實(shí)用性功能，更符合現(xiàn)代“智能家居”的新觀念，使得家用電器向自動化、智能化發(fā)展。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1 系統(tǒng)整體框架圖

本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合電源電路、信號轉(zhuǎn)換電路、控制電路以及驅(qū)動電路對電機(jī)運(yùn)行模式及轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過按鍵輸入電路可以設(shè)定洗滌時(shí)間及模式，通過LED顯示電路顯示當(dāng)前選擇的洗滌模式以及剩余的洗滌時(shí)間，洗滌結(jié)束或中途出現(xiàn)故障而導(dǎo)致工作中斷，會由報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警，保證洗滌過程安全進(jìn)行。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)原理圖

本設(shè)計(jì)先由STC89C52單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)，再結(jié)合外圍電路控制電機(jī)的工作模式。原理圖中由電源接口電路對整個(gè)控制系統(tǒng)提供電源，由繼電器控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，由三組繼電器結(jié)合不同的放大電路來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，按鍵電路作為輸入調(diào)節(jié)洗滌模式及時(shí)間，LED顯示電路顯示剩余時(shí)間，不同顏色的發(fā)光二極管顯示不同的工作模式及洗滌完成的提示，蜂鳴器用來故障報(bào)警，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，功能完善，成功的實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

2 軟件設(shè)計(jì)方案

該設(shè)計(jì)主要包括主程序、洗滌模式控制程序、漂洗模式控制程序、脫水模式控制程序以及輸入輸出報(bào)警程序。控制系統(tǒng)啟動后，首先通過按鍵設(shè)定洗滌模式及時(shí)間，然后根據(jù)設(shè)定進(jìn)入指定程序運(yùn)行，洗滌完成后，由發(fā)光二極管發(fā)出提示，若中途出現(xiàn)故障，則由終端服務(wù)程序控制暫停工作并發(fā)出報(bào)警，故障排除后繼續(xù)運(yùn)行至洗滌完成。

進(jìn)入洗滌模式，首先運(yùn)行注水程序，當(dāng)單片機(jī)的P3.3=1時(shí)，單片機(jī)發(fā)給注水繼電器KM4一個(gè)信號，繼電器吸合，開始進(jìn)水，P3.3=0，注水繼電器KM4斷開，表示進(jìn)水結(jié)束。洗滌模式程序流程圖如圖3所示。

運(yùn)行漂洗程序，先進(jìn)行排水，當(dāng)P3.4=1時(shí)排水繼電器KM5吸合，開始排水，P3.4=0時(shí)，排水繼電器KM5斷開，排水結(jié)束，然后再次執(zhí)行注水程序，直至水位到達(dá)設(shè)定高度。

運(yùn)行脫水程序，排水繼電器KM5吸合，開始排水，排水完畢后，排水繼電器KM5斷開，進(jìn)行脫水，整個(gè)系統(tǒng)完成工作。

根據(jù)上述程序設(shè)計(jì)思路，通過C語言進(jìn)行編程，通過軟件仿真的方式，驗(yàn)證了該方法的可實(shí)現(xiàn)性，并經(jīng)過多次的仿真對程序進(jìn)行了優(yōu)化。

3 仿真結(jié)果分析

本設(shè)計(jì)先通過按鍵選擇不同的工作模式及時(shí)間，由發(fā)光二極管D2、D4、D6分別指示洗滌、漂洗和脫水模式，數(shù)碼管顯示當(dāng)前模式的剩余運(yùn)行時(shí)間，D1、D3、D5指示正常工作狀態(tài)、洗滌完成以及故障狀態(tài)，D7、D8分別表示注水中及排水中。

如圖4所示為洗滌模式仿真圖，D2點(diǎn)亮，先通過按鍵KM2選擇洗滌模式，選擇常規(guī)模式后，控制系統(tǒng)按照設(shè)定依次進(jìn)行洗滌、漂洗及脫水程序，洗滌時(shí)間設(shè)定為15分鐘，圖示時(shí)間表示剩余12.38分鐘即將進(jìn)入漂洗程序。

如選擇其他工作模式，只需再按KM2鍵，使相應(yīng)程序的指示燈亮起，再運(yùn)行程序即可，操作簡單方便。

4 結(jié)束語

通過仿真及實(shí)驗(yàn)看出，該設(shè)計(jì)利用單片機(jī)構(gòu)成全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全自動洗衣機(jī)的基本功能，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，具有較大的實(shí)用性及現(xiàn)實(shí)意義。但仍有許多不足，如增添加熱烘干功能、殺菌功能等等，有待于繼續(xù)改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張海波.全自動洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)[D].南京理工大學(xué)，2012.

[2]江雪山.智能洗衣機(jī)控制電路[J].家庭電子，2011（2）：22-26.

[3]曾璐，李明.基于單片機(jī)的洗衣機(jī)智能控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)，2012（11）.

[4]克強(qiáng).用AT89C2051單片機(jī)制作洗衣機(jī)控制電路[J].電子世界，2013：39-42.