第2章 全自动洗衣机的设计方案
2.1系统方案选择
方案一、本设计采用89S52单片机设计的全自动洗衣机 1、控制系统的电路组成
该电路主要组成部件是由AT89S52单片机、指示灯、电动机、蜂鸣器、水位开关控制器、LED显示灯、及4只案件组成。其组成如图3.1所示。电动机有两个控制端，一端控制电动机正转且该端与P2.0相连，另一端控制电动机的反转且该端与P2.1相连。电控开关共两个，一个为水位开关且受P1.6的控制，另一个为洗衣机盖开关而受P1.7的控制，当电控开关的控制端为“0”时洗衣机进水，当电控开关的控制端为“1”时洗衣机脱水。显示器共有两只P0控制高位显示器，P2控制地位显示器。蜂鸣器有由P3.5控制，当P3.5输出为“1”时蜂鸣器发声。本系统采用12M的晶体振荡器定时器0和定时器1的设置为每隔100us产生一次中断。
单 片 机 主 控 系 统 电机控制电路 复位电路 进水、排水电路 蜂鸣器报警电路 电源电路 显示电路
图2.1设计总方框图
方案二 基于89C51单片机设计的全自动
它有启动键、强制停止键、水位选择键、进水阀、排水阀、洗衣电机、脱水电机及各种显示电路。结构图如下：
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启动键 微 处 理 器 水位选择开关 停止键 手动排水阀 运行状态显示 手动脱水阀 蜂鸣器报警 进水阀、排水阀
图2.2 设计总方框图
其中，P3.2口接启动/停止键，按下为启动，再按一次为停止；P3.5、P3.6、P3.7分别是正转显示、反转显示和脱水。电机显示，用数码管和二极管的亮灭进行显示，P2.3口接报警器，蜂鸣器BUZI发出提示音。
该设计虽然加入了手动项，但是由于C51芯片本身的PO口的特殊性使得新手在连接时容易出现问题。 利用89C51单片机实现，大部分的功能可以用单片机来实现，这样可以使整个电路比较简单，而且成本也比较低，（使用单片机的外围电路比较简单），而且在时间计数计算上精度大，扩展功能很方便。但如果系统设计的不好，则系统不是很稳定，这样就为系统设计提出了挑战。 方案三 基于DSP的变频洗衣机控制系统设计
本洗衣机系统主要实现的功能包括：浸泡、洗涤、漂洗、脱水、手动设置和延时洗衣等，根据变频洗衣机的原理和负载特性。
本课题的洗衣机工作方式可分为自动和手动等两种洗衣方式。自动方式由洗衣机自动检测、预备各项参数进行洗衣，手动方式需要用户设置各部分的工作参数，包括洗涤用水量、浸泡时间、漂洗时间、脱水时间、电机转速、洗衣时刻等。接下来，进水阀打开通过水位传感器判断水量是否达到要求。开始浸泡，最后根据用户手动设置的参数进行浸泡(自动式默认时间为零)，然后获取检测或设置的工作参数完成洗衣程序中的洗涤漂洗和脱水等操作。
该设计方案可行性很高，而且电路简单，可以用软件仿真，但实现困难，要经过变频、
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计算等方式来实现，实现起来对设计者的要求很高。软件要求高。 方案四PLC控制的全自动洗衣机课程设计 洗衣机的工作原理：
洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。但PLC设计要设计出梯形图，设计图没有一同固定的方法和步骤，具有很大的试探性和随意行，比较难掌控，分析起来复杂且困难，并且很容易遗漏一些应该考虑的问题。
综合上述几种方案，出于对笨设计的安全性和实现简单、方便，且S52单片机中的典型，有高速率、高性能、低功耗的有点，且结构先进、功能强大。因此我选择了第一方案，基于S52单片机的全自动洗衣机控制系统设计。
2.2具体设计方案
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、漂洗、排水和脱水等阶段。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构成。 2.2.1按键
洗衣机面板上有4个按钮K1,K2，K3,K4。
（1）通过K1键步进改变“标准，经济，单独，排水”四种方式，执行相应程序，对应指示灯亮。
（2）通过K2健步进改变“强洗。弱洗，”两种方检测开关式。 （3)通过K3键控制洗衣机的运行，暂停和接触报警功能。 （4）K4为启动键 2.2.2洗衣机自检
洗衣机上电后，先进行自检，包括检查安全开关，排水阀状态，进水阀工作过程，电机的运转，若发现异常现象则蜂鸣器响，报警灯亮。
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2.2.3洗衣程序 1、洗涤过程
放好衣物，启动开关，进水阀通电，向洗衣机供水，当到达要求水位时,进水阀断电关闭,停止进水;洗涤电机M接通电源，带动拨龙旋转洗涤衣物，通过电机M不停的正转，停，反转，反复循环，形成洗涤水对衣物产生强烈的翻滚作用，衣物之间，衣物与四周桶壁之间产生摩擦达到洗涤效果。 2、漂洗过程
漂洗与洗涤过程相同,只是时间短一些。 3、脱水过程
洗涤或漂洗结束后，电机M停止转动，排水阀M通电打开，进行排水.排水阀动作的同时,电机M也接通,使电机可以带动内桶转动.当水位低到一定程度时，满足安全条件，脱水电机M接通，带动脱水桶高速旋转，利用离心力把衣物上的水从桶壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出鸣响，表示衣物已洗干净。 2.2.4显示
洗涤、漂洗及脱水的方式都通过9个LED灯的显示，依次显示为标准、经济、单独、排水、强洗、弱洗、洗涤、漂洗、脱水这九个选择。
2.3控制系统的功能
基于单片机洗衣机通过控制系统设定洗衣程序在洗涤脱水桶内自动完成注水、洗涤、漂洗、排水和脱水全过程。洗衣时控制系统打开进水电磁阀开始注水；当洗涤脱水桶内的水位达到系统设定值时单片机发送一个低电平通知控制系统关闭进水电磁阀，同时启动电机洗衣。电机在系统的控制下进行正转、停、反转通过传动带动波轮执行洗涤程序；当洗涤时间终了，控制系统切断电机电路打开排水电磁阀开始排水；然后再次注水，洗衣机进入漂洗状态，完成漂洗程序（通常为2次漂洗）后，开始排水，同时排水电磁阀的动作并且松开为脱水程序做好准备；排水结束后系统控制电机单方向高速运转完成脱水程序；当脱水程序终了系统控制排水电磁阀和电机断电，排水阀复位，同时蜂鸣器奏响，通知用户整个洗衣程序结束。
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第3章 系统硬件设计
3.1系统硬件总体设计
1、工作原理
全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断电源的作用。硬件工作原理图如下图3-1： 输入量 （接通电源）
图3.1 硬件工作原理图
控制电路 电动机 洗衣机 输出量 （运行或停止） 全自动洗衣机控制系统是能实现“正常运行”的控制方式：
（1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置低水位，开始进水，达到设定的水位后，停止进水；
（2）选择洗涤方式后按下启动键后，开始洗衣；
（3）按照选择的洗衣方式开始洗涤，电动机转动，正转反转交替循环； （4）洗衣完成后，洗衣机开始排水河脱水，脱水时电动机单方向转动； （4）洗衣过程完成，报警后自动停机。 2、组成框图
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