全自动洗衣机控制系统的设计
第1章 绪论
1.1 本课题研究的背景
洗衣机是人们日常生活中的一种常用家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器，在工业生产中也应用广泛。目前中国洗衣机市场正进入更新换代时期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高。目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平能够提出更多好的建议和新的课题将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容大多洗衣机的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的，单片机的体积小控制功能灵活，因此设计出基于单片机的洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。
1.2 洗衣机的发展和分类
自19世纪中叶美国人史密斯研制出世界上首台洗衣机至今洗衣机的发展已经历了一个多世纪。1910年世界上第一台电动洗衣机问世标志着揉家务劳动自动化的开始。1922年世界上第一台搅拌式洗衣机在美国诞生。1937年世界上第一台全自动滚筒式洗衣机投放市场。1957年三洋公司推出世界上第一台涡流式波轮洗衣机。从此确立了搅拌式、滚筒式和波轮式三种工作方式洗衣机三足鼎立天下的局面。
20世纪60年代以后洗衣机在一些发达国家的普及率迅速上升。70年代末生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期又生产出微电脑控制型波轮式套桶全自动洗衣机。80年代后“模糊控制”开始应用于洗衣机生产出智能型模糊控制洗衣机使洗衣机的功能更加完善，其洗衣程序更随人意，其使用操作更简单化。进入90年代由于电机调速技术的提高实现了洗衣机宽范围大调速比的转速变换与调节诞生了各种新水流洗衣机。20世纪末到21世纪初变频洗衣机问世使洗衣机的功能更具人性化，实现了真正意义上的智能化控制。
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全自动洗衣机控制系统的设计
在中国洗衣机工业起步于20世纪70年代后期当时洗衣机工业发展缓慢。进入全面改革开放的80年代经济的发展人民生活水平的提高使洗衣机进入家庭的速度加快。1981年以前国产洗衣机以波轮单桶洗衣机为主。1982年以后才先后生产出波轮式双桶洗衣机、滚筒洗衣机、波轮式全自动洗衣机、超薄型滚筒洗衣机、变频洗衣机和搅拌式洗衣机形成了较为完善的洗衣机开发生产体系。
从20世纪90年代末期我国的洗衣机的总质量水平呈下降趋势，1997年、1998年、1999年的国家质量抽查的合格率均为96%以上，2002年、2003年的合格率分别为82%、81%，而不合格项目占80%以上，为产品性能不合格，所以说目前我国家用电动洗衣机产品的整体质量只相当于国外20世纪90年代的水平，本来与外国先进水平缩小的差距又拉大了。
洗衣机的种类可以按自动化程度、洗涤方式和结构形式三方面来划分，下面介绍按自动化程度和结构形式划分的情况。 （1）按自动化程度划分
普通型洗衣机：指洗涤、漂洗和脱水三个功能都需要人工进行转换才能完成的机型。 半自动型洗衣机：指洗涤、漂洗和脱水三个功能中的任意两个功能之间的转换不需要人工协助就能自动完成的机型。
全自动型洗衣机：指洗涤、漂洗和脱水三个功能之间的转换均不需要人工协助就能自动完成的机型。 （2）按结构形式划分 ①波轮式洗衣机
普通水流波轮式洗衣机的特点：波轮式洗衣机设有一个立式洗涤桶在洗涤桶的底部装有波轮。在电动机的驱动下波轮作间歇性正、反向运转使桶内洗涤液形成涡流故又名涡流式洗衣机。这种洗衣机具有结构简单、洗涤时间短、洗净率高以及重量轻等优点在亚洲等发展中国家普及率较高。 ②滚筒式洗衣机
滚筒式洗衣机为套桶结构，内桶是圆柱形卧置的滚筒筒壁，设有3～4条凸棱筒壁开有许多小孔滚筒，一般是由不锈钢材料制成，筒上设有一可开启的弧形盖洗涤物，由此放入洗涤筒。
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全自动洗衣机控制系统的设计
在洗涤过程中电动机带动转筒以50～60r/min的低速运转由凸棱不断将浸沉在洗涤液中的衣物捞起，当滚筒运转带动衣物达到一定高度时衣物在自身重力的作用下摔落回洗涤液中。如此循环其洗涤动作与原理同人工洗涤衣物相似。 ③搅拌式洗衣机
搅拌式洗衣机是在立式洗涤桶的正中央设置一根垂直立轴在轴上有搅拌翼（摆动叶）。电机通过传动装置带动搅拌翼作180°的正反摆动约每分钟摆动40～50次。衣物在洗涤液中不断被搅动从而达到洗涤目的。
搅拌式洗衣机的洗涤容量大洗涤均匀性好衣物磨搞和缠绕低；但洗涤时间长结构复杂售价高。搅拌式洗衣机以美国为主要生产使用国家所以被称为美国式洗衣机。
1.3 本课题的研究目的和意义
洗衣机是现代人必备的日常生活家电。它的发明和应用使人们的洗衣工作变得省时又省力，很好地缓解了人们在家务劳动方面的压力。而在家电市场竞争日益激烈和利润下降的今天各大家电生产厂商均致力于开发出能满足用户各种要求的家电产品并努力降低生产成本以增强竞争力。作为家电市场中的重要成员洗衣机的市场竞争更是趋于白炽化。
通过设计培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力、创新意识和创新能力，学到包括理论综合、实验分析与调试、文献查阅、计算机应用、文字表达和外语应用等基本技能，为走上工作岗位后的专业应用打下坚实的基础。
对基于单片机的洗衣机控制系统设计进行深入研究可使我们掌握洗衣机这种重要家电的工作原理和控制系统，进一步了解单片机在不同领域的应用方法学会维修洗衣机的基本技术同时也为将来从事电子信息行业打下一定基础，所以本题课具有重大的意义。
1.4 设计指标
设计全自动洗衣机控制系统的技术指标如下。 1、洗衣机可以实现正常运行和强制停止两种工作模式。
2、采用键盘设置强弱洗、洗衣次数、洗衣时间、脱水时间工作模式。
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全自动洗衣机控制系统的设计
3、显示洗衣剩余时间和脱水剩余时间及洗衣机的工作状态。 4、故障发生或洗衣过程结束，可以及时报警。
1.5 本课题的主要研究内容
本课题主要是根据自己在现实生活中的调研以及查找相关信息资料，了解智能洗衣机控制系统在现实生活中的应用程度，通过不同的设计方案找出最合适的设计方案。 详细分析课题任务，对单片机在全自动洗衣机的应用这方面进行深入的研究，结合所学的知识根据课题任务设计出实现全自动洗衣机的硬件原理图和软件程序，达到设计的要求。
本课题主要研究内容如下：
1、选择并论证全自动洗衣机的设计方案。 1、设计全自动洗衣机控制系统的总体功能。 2、设计全自动洗衣机控制系统的硬件模块。
3、设计全自动洗衣机控制系统的软件流程及程序编程。 4、实现全自动洗衣机控制系统的设计指标。
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