钱海波-0704012007-全自动洗衣机控制系统

钱海波-0704012007-全自动洗衣机控制系统
钱海波-0704012007-全自动洗衣机控制系统

合肥学院

计算机科学与技术系

课程设计报告

2008~2009 学年第二学期

课程微型计算机原理与接口技术

课程设计名称全自动洗衣机控制系统

学生姓名钱海波

学号0704012007

专业班级07计本二班

指导教师龙夏

2010 年3月

全自动洗衣机控制系统

一、题意分析及解决方案

1.题意需求分析

用STARES598PCI单板开发机设计一个基于8255输入输出芯片的控制系统,用继电器模拟洗衣机的开关,利用电机的转动作为洗衣机的工作形式,这里用的是步进电机,根据步进电机的原理编写相应的程序段即可实现电机的转动(包括正转和反转),然后用7位发光二级管作为指示洗衣机工作流程的重要标志,洗衣机每到了哪个洗衣过程就由发光二极管作出相应的指示,用来说明工作到了哪个过程,在洗衣程序结束之后由蜂鸣器发出3声“滴”的声音用来说明洗衣结束,请取出你的衣服。具体操作的过程中还要注意的是在适当的时机需要对按键开关进行操作,这就需要我们对本实验和程序有一个深刻的认识。这样才能很好完成本次设计。

由此可见,要实现以上的功能,一个8255芯片,7位发光二级管,一个不进电机,一个继电器(作为模拟开关使用),8位二进制开关,蜂鸣器

2.解决问题方法及思路

1)硬件部分

按键的分配:

首先要模拟洗衣机自然就想到了使用电机,但是电机有2种:步进电机和直流电机所以到底是使用哪个电机这是个问题。刚开始决定用直流电机,因为直流电机使用方便,但是在实验的过程中发现,我们在软件部分所写的一个关于数模转换用来实现将开关输入的二进制数转换成直流电机可以识别的模拟信号时却怎么也完成不了。在老师的指导下最后决定了还是使用步进电机。通过上网查找学习有关步进电机的工作原理,和有关的代码最后终于完成和实现了电机的正反转动。

在分析实验设计内容的时候有用继电器来模拟进水阀开关,刚开始在实验中感觉不到继电器起到了什么作用,具体的我分析了之后才知道:继电器是用来模拟一个开关作用的,具体的并没有影响到我们电机的转动,但是在我们具体的实验操作过程中必须要体现这一步骤,用来说明我们的水位开关时开启,或者关闭的。

最后就是8255芯片的PA,PB,PC口的分配问题了,本实验中8255工作在普通方式下,A口作为输出,B口输入,C口输出。其中A口连接了8个发光二极管,B口连接了8位二进制开关用来接收输入信号,C口连接了相应的继电器,蜂鸣器。

2)软件部分

通过对8255A的初始化编程,使得其达到我们预期的功能,成为一座很好的输入输出之间的桥梁。

通过编程,实现对7位发光二极管的初始控制。

在开始时编程实现对洗衣机的洗衣档次选择:经济的,还是标准的。洗衣过程包括:洗涤,脱水,漂洗,甩干。每个过程都是调用子程序实现电机转动的过程。所不同的是

电机转动的次数,以及时正转还是反转。

通过编程,结合开关,对洗衣机的功能进行相应的控制。从而在STARES598PC单板机种成功的演示出洗衣机的工作流程。

二、硬件设计

1.8255A芯片

1)8255A在本设计中的作用

8255A为可编程输入/输出接口芯片,用于接收二进制开关送来的高低信号,和程序中给定的相应的高低位用来实现对发光二极管的发光与否控制,蜂鸣的控制和继电器的开关控制。

2)8255A的功能分析

其主要用于输入输出的控制。其内部有3个并行I/O端口分别为A,B,C口。A口可工作于方式0、1、2,而B口只可工作于方式0与方式1下。C口通常用作联络信号的传送。

在本设计中A口用于输出高低信号指示相应的发光管发光,B口用于开关的输入,而C口用于连接相应的步进电机和蜂鸣器,以及继电器。8255A的引脚信号:

与外设相连的:

PA7~PA0:A口数据信号线。

PB7~PB0:B口数据信号线。

PC7~PC0:C口数据信号线。

与CPU相连的:

RESET:复位信号。当此信号来时,所有寄存器都被清除。同时三个数据端口被自动置为输入端口。

D7~D0:它们是8255A的数据线和系统总线相连。

CS:片选信号。在系统中,一般根据全部接口芯片来分配若于低位地址(比如A5、A4、

A3)组成各种芯片选择码,当这几位地址组成某一个低电平,于8255A被选中。只有当有效时,读信号写才对8255进行读写。

RD:读信号。当此信号有效时,CPU可从8255A中读取数据。

RW:写信号。当此信号有效时,CPU可向8255A中写入数据。

A1、A0:端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口,共4个端口。规定当A1、A0:为00时,选中A端口;为01时,选中B端口;为10时,选中C端口;为11时,选中控制口。

8255A的方式控制字:

图2-1 8255A的方式控制字

3)8255A的技术参数

输入最低电压:min -0.5V,max 0.8 V,输入最高电压:2.0 V。输出最低电压:0.45 V 输出最高电压:2.4 V。

标识符最小最大测试条件

输入低电平(VIL)-0.5V 0.8V

输入高电平(VIH) 2.0V 5V

输出低电平(VOL)DB 0.45V IOL=2.5mA

输出低电平(VOL)PER 0.45V IOL=1.7mA

输出高电平(VOH)DB 2.4V IOH=-400μA

输出高电平(VOH)PER 2.4V IOH=-200μA

驱动电流-1.0mA -4.0mA R EXT=750Ω,V EXT=1.5V

供应电流120 mA

I IL(INPUT LOAD CURRENT±10μA V IN=0V~5V

I OFL(Output float leakage ±10μA V OUT=0.45~5V

表2-1 8255A的技术参数

其中PER为peripheral port的缩写,

2.四相步进电机

1)步进电机在本设计中的作用

本次实验的主要核心除了设计就是如何控制步进电机的转动问题,那么步进电机的工作原理自然是我们所要研究的很重要的问题了。在实验中步进电机既要正转也要反转,那么就

要求我们必需知道和了解步进电机的工作原理以及要实现步进电机转动时的相应的代码问题。

2)步进电机的工作原理分析

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比,结构上转子加有永磁体,以提供软磁材料的工作点,而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能,因此该电机效率高,电流小,发热低。因永磁体的存在,该电机具有较强的反电势,其自身阻尼作用比较好,使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行,也可以作二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如:四相,八相运行

(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C= ,D= . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致,小功率电机一般直接接为二相,而功率大一点的电机,为了方便使用,灵活改变电机的动态特点,往往将其外部接线为八根引线(四相),这样使用时,既可以作四相电机使用,可以作二相电机绕组串联或并联使用。

四相步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相

绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。

当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B 相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动

图2-2 步进电机的结构原理

3.开关

1)开关的作用:

本次设计需要用八位开关置数,而且在洗衣机开始的时候要用8位二进制开关进行一个暂停和用开关设置确认水位的问题故要用到开关,输入0是高电平,1是低电平。

2)开关功能的分析:

如图所示,开关未合时,与5V 电压相连,输入1,当合上之后,开关就将A口接地,也就输入为

0,4位开关可以置0~15的数。

本实验中第四位开关(0-3)用于输入数字,高四位功能依次为:

开关1:洗衣暂停键;

开关3:水位确认键;

3)逻辑开关及其编码

表2-2逻辑开关及其编码

4)开关的技术参数

高电平: +5v

低电平:0v

开关与LED的图如下所示:

图2-3逻辑二进制开关的结构原理图

4.硬件总逻辑图及其说明

硬件总逻辑图如下:

图2-4 硬件逻辑图

说明:

PA0-PA7用于输出;

PC0-PC7用于片选(输出);

PB0-PB7用于接收开关(输入)。

8255A的D0~D7与CPU的D0~D7相连,用于传输数据,其为双向的。

CS相连接,其地址范围是:00F0~00FF。

8255A的CS引脚与PCI的1

其他引脚对应相接即可。

具体连线如下表:

三、控制程序

1.控制程序设计思路说明

首先要对8255A进行初始化,让其每个端口都工作在我们预期的状态。即A口输出(段选),B口输入(开关),C口输出(位选),A,B都是工作在方式0。

对于输入的数字如何转换的问题,可以用XLAT换码指令,采用直接查表法来实现输出段选。其中LED_Data为表的首地址,存放与BX中。

在程序的调用过程中会经常对8255端口进行置位操作,在之前我们已经对8255的端口给定了偏移量,在以后程序的调用过程中即可完成相应的从端口进入和从端口输出操作。相应的在初始化得时候给红灯和绿灯也都相应的给了地址,对应的四相八拍的电机也给了相应的地址设置,在以后的洗衣程序中只要相配就执行相应的操作。

在洗衣程序的开始阶段设置了一个洗衣选择条件:是经济洗,还是标准洗。这个由二进制开关输入并且进行相应的控制,若二进制开关3置0则是标准洗,1则是经济洗。洗衣的过程主要包括:洗涤,脱水,漂洗,甩干。每个洗涤过程都要让电机转动以达到洗涤的目的。其中洗涤,漂洗都调用洗衣子函数(包含了电机的正向转动和反向转动)。而脱水,甩干都是一次的单向转动过程,不需要调用子函数在程序中可以直接实现。在程序的最后还调用了系统中常用的延时,发光管的持续亮就是延时的调用,从而达到了一直保持灯亮的作用。

2.程序流程图

图1 总流程图

图2 洗涤过程流程图

图3 漂洗过程流程图

图4 脱水过程流程图

图5 甩干过程流程图

3.控制程序

.MODEL TINY

PCIBAR3 EQU 1CH

Vendor_ID EQU 10EBH

Device_ID EQU 8376

.STACK 100

.DATA

IO_Bit8_BaseAddress DW ?

msg0 DB 'BIOS不支持访问PCI

msg1 DB '找不到Star PCI9052板卡 $'

msg2 DB '读8位I/O空间基地址时出错$'

COM_ADD DW 00F3H

PA_ADD DW 00F0H

PB_ADD DW 00F1H

PC_ADD DW 00F2H

LED_Data db 01111111B ;初始化绿灯灯亮

db 01011111B ;初始化红灯亮(绿灯也在亮)

db 00110001B ;A******采用单八拍,一次旋转的角度7.5度

db 00110011B ;AB 3

db 00110010B ;B 4

db 00110110B ;BC 5

db 00110100B ;C 6

db 00111100B ;CD 7

db

00111000B ;D 8

db

00111001B ;DA 9

.CODE

START: mov ax,@DATA

MOV ds,ax

NOP

call InitPCI

call ModifyAddress ;基地址转化为实地址

mov dx,COM_ADD

mov al,82H ;8255初始化控制字 1000 0010 (B口为输入,A和C 口均只为输出)

out dx,AL

mov dx,PC_ADD ;取c口的偏移地址

mov al,00H ;00送al,启动发光管

out dx,al

call dl500ms ;调用500ms的延时

mov al,0ffh

out dx,al ;让蜂鸣响一次,表示洗衣开始

MOV dx,Pa_ADD ;取a口的偏移地址

MOV al,0ffH ;关掉发光管开始操作

OUT dx,al

LEA BX,LED_Data

starta: mov DX,PB_ADD ;初始话b口

in

al,dx ;等待键盘输入

cmp

al,01h ;输入的结果与1相比较

jnz

starta ;等着按开关 K1 来启动洗衣机

mov cx,3

jmp STARTb STARTb:

mov DX,PA_ADD

mov al,0

XLAT

out dx,al

call DL3S

;9s放衣服时间,绿灯始终亮,红灯闪3次

mov AL,1

XLAT

out dx,al

call DL500MS

loop STARTb

jmp BEGIN

BEGIN: ;通过对k2键的设置来选择选衣流程

mov dx,PA_ADD

mov al,1

XLAT ;数制转换操作

out ax,al

call dl3s ;等着按开关 K2

mov dx,PB_ADD ;等待键盘输入

IN al,dx

CMP al,01H ;1表示标准洗衣程序JZ biaozhun

CMP AL,03H ;3是经济洗衣程序

JZ jingji

biaozhun: ;标准洗衣

CALL xidia ;洗涤过程

CALL tuoshuia ;脱水过程

call tuoshuia ;脱水过程

CALL piaoxia ;漂洗过程

CALL tuoshuia ;托说过程

CALL piaoxia ;漂洗过程

CALL shuaigana ;甩干过程

jmp exit

jingji: ;经济洗衣

CALL xidia ;洗涤过程

CALL tuoshuia ;脱水过程call piaoxia ;漂洗过程

call tuoshuia ;脱水过程

CALL shuaigana ;甩干过程

jmp exit

xidia PROC NEAR ;洗涤过程子函数开始

mov al,1 ;红灯亮

XLAT

OUT dx,AL

call dl500ms

mov AL,0 ;关红灯,开绿灯用来指示工作

XLAT

OUT dx,AL

MOV dx,PC_ADD

MOV AL,0f0H ;打开进水阀

OUT DX,AL

CALL DL5S ;注水的过程

jmp start5

start5 :

MOV DX,PB_ADD

IN AL,DX

CMP AL,04H ;达到预定水位,通过按开关3来判断

jnz start5

mov dx,PA_ADD ;洗涤状态标示第五个灯亮

MOV al,77H ;写入0111 0111来开启相应的指示灯

OUT dx,al

call DELAY ;加入延时保证灯亮

mov cx,3 ;洗涤过程中的三次循环

jmp xididj

xidigc: ;洗涤过程子函数

call dianjizhd ;调用电机转动子函数

call dl3s

loop xidigc ;循环3次来洗衣服

mov DX,PA_ADD

MOV AL,1

XLAT

out DX,AL ;红灯亮

CALL DL3S

mov AL,0 ;绿灯亮,用来指示工作

XLAT

OUT DX,AL

ret

xidia ENDP ;洗涤过程结束

tuoshuia PROC NEAR ;脱水过程子函数开始

mov DX,PB_ADD

IN AL,DX;打开排水阀

MOV dx,PA_ADD ;脱水状态标示第六个灯亮

mov al,7BH ;写入相应的二进制码来开启指示灯

OUT dx,AL

call DELAY

;PUSH CX

MOV CX,75

JMP zhengxiang ;跳到正向转动子程序中

zhengxiang:

mov DX,PC_ADD

mov al,2 ;A 通电为带动AB转动做准备

XLAT

out dx,al

call

DELAY ;调用延时让电机转动

mov AL,3

;AB通电为带动B转动做准备

XLAT

out DX,AL

call DELAY

;延迟500ms

mov AL,4 ;B 通电为带动BC转动准备

XLAT

out DX,AL

call DELAY

;延迟500ms

mov AL,5 ;BC通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

call DELAY

mov AL,6 ;C通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

call DELAY

MOV AL,7 ;CD通电旋转类推

XLAT

OUT DX,AL

CALL DELAY

MOV AL,8

;D通电旋转类推

XLAT

OUT DX,AL

CALL DELAY

MOV AL,9

;DA通电旋转类推

XLAT

OUT DX,AL

CALL DELAY LOOP zhengxiang

JMP

jieshu ;5S后结束脱水

jieshu:

MOV DX,PA_ADD

MOV AL,1 ;绿等亮

XLAT

OUT DX,AL ;红灯亮

CALL DL500mS

MOV AL,0

XLAT

OUT DX,AL

RET

tuoshuia ENDP ;脱水过程子函数结束

piaoxia PROC NEAR ;漂洗过程子函数开始

mov AL,1

XLAT

OUT DX,AL ;开启红灯call dl500ms ;延时确保灯的亮

mov AL,0

XLAT

OUT DX,AL ;开启绿灯指示工作

MOV DX,PC_ADD

MOV AL,0f0H ;设置二进制码用来打开进水阀

OUT DX,AL

CALL DL5S MOV DX,PA_ADD ;脱水状态标示第七个灯亮

MOV AL,7DH

OUT DX,AL

CALL DELAY

mov cx,2 ;漂洗中的电机循环 2次jmp xidigc1

xidigc1: ;过程子函数

call dianjizhd ;调用电机转动子函数

call dl3s

loop xidigc1

MOV DX,PA_ADD

MOV AL,1

XLAT

OUT DX,AL;红灯亮

CALL DL500ms

MOV AL,0

XLAT

OUT DX,AL

RET

piaoxia ENDP ;漂洗子函数结束

shuaigana PROC NEAR ;甩干程序子函数MOV DX,PC_ADD

MOV AL,0d0H

OUT DX,AL;电机停止

MOV DX,PB_ADD

IN AL,DX;打开排水阀

MOV DX,PA_ADD ;甩干状态标示最后一个灯亮

MOV AL,7EH

OUT DX,AL

CALL DELAY

MOV CX,150

JMP zhengxiang2

zhengxiang2:

mov DX,PC_ADD

MOV AL,2

XLAT ;从存储单元[bx+al]中取一个字节送到al寄存器

out DX,AL

;A相磁极和转子0、3号齿对齐

CALL

DELAY1 ;延迟500ms

mov AL,3

XLAT

OUT DX,AL

;AB通电CD断开(转动角度7.5°)

call DELAY1

;延迟500ms

mov AL,4

XLAT

out DX,AL

;B通电。(该次转动角度为7.5°共转了15°)

CALL DELAY1

;延迟500ms

mov AL,5 ;BC通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY1 ;延迟500ms

mov AL,6 ;C通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL

DELAY1 ;延迟500ms

mov AL,7 ;CD通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL

DELAY1 ;延迟500ms

mov AL,8

;D通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY1

;延迟500ms

mov AL,9

;DA通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL

DELAY1 ;延迟500ms

LOOP zhengxiang2 ;循环

电机正向转动函数

FINISH1:

MOV DX,PA_ADD

MOV AL,1

XLAT

OUT DX,AL;红灯亮

mov cx,3

JMP baojing ;报警结束

baojing:

MOV DX,PC_ADD

mov al,00H

out dx,al

call dl500ms

mov al,0ffh

out dx,al ;蜂鸣

call dl500ms

loop baojing

mov dx,pa_add

mov al,0ffh

out dx,al

JMP EXIT

shuaigana endp ;甩干程序子函数结束

dianjizhd proc near

push cx

MOV CX ,50

JMP zhengxiang

zhangxiang: mov DX,PC_ADD

MOV AL,2

XLAT ;从存储单元[bx+al]中取一个字节送到al寄存器,执行数制转换

out DX,AL ;A 通电

CALL

DELAY ;延迟500ms

mov AL,3

XLAT

out DX,AL

;AB通电CD断开

CALL DELAY

;延迟500ms

mov AL,4

XLAT

out DX,AL

;B通电(该次转动角度为7.5°共转了15°)

CALL DELAY

;延迟500ms

mov AL,5 ;BC通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY ;延迟500ms

MOV AL,6 ;C通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY ;

延迟500ms

mov AL,7 ;CD通电

旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL

DELAY ;延迟500ms

MOV AL,8

;D通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

;延迟500ms

mov AL,9

;DA通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL

DELAY ;延迟500ms LOOP zhengxiang

CALL DL3S

mov cx ,50

jmp fanzhuan

fanxiang:

mov DX,PC_ADD

MOV AL,9 ;DA通

电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

mov AL,8

;D通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

mov AL,7 ;CD通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

mov AL,6 ;C通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

mov AL,5 ;BC通电旋转类推

XLAT

out DX,AL

CALL DELAY

mov AL,4

XLAT

out DX,AL

;B通电和A、D相绕组磁极产生错齿(该次转动角度为7.5°共转了15°)

CALL DELAY

mov AL,3

XLAT

out DX,AL ;AB通电CD断开因;

CALL DELAY

mov AL,2

XLAT ;从存储单元[bx+al]中取一个字节送到al寄存器

OUT DX,AL ;A通电 B、C、D断开,

call DELAY

LOOP fanxiang

pop cx

dianjizhd endp

DL500ms PROC NEAR

PUSH AX

PUSH DX

mov DX,500 ;延时500ms

MOV AH,0FFH ;星研公司提供的软中断

int 21H

POP DX

POP AX

RET

DL500ms ENDP

DL100ms PROC NEAR

PUSH AX

PUSH DX

MOV DX,100 ;延时500ms

MOV AH,0FFH ;星研公司提供的软中断

INT 21H

POP DX

POP AX

RET

DL100ms ENDP

DL1ms PROC NEAR

PUSH AX

PUSH DX

MOV DX,1 ;延时500ms

MOV AH,0FFH ;星研公司提供

的软中断

INT 21H

POP DX

POP AX

RET

DL1ms ENDP

DELAY PROC NEAR

PUSH CX

MOV CX,55000

L: NOP

LOOP L

POP CX

RET

DELAY ENDP

DELAY1 PROC NEAR

PUSH CX

MOV CX,50000

M: NOP

LOOP M

POP CX

RET

DELAY1 ENDP

DL3S PROC NEAR

PUSH CX

MOV CX,6

DL3S1: CALL DL500ms

LOOP DL3S1

POP CX

RET

ENDP

DL5S PROC NEAR

PUSH CX

MOV CX,10

DL5S1: CALL DL500ms

LOOP DL5S1

POP CX

RET

ENDP

InitPCI PROC NEAR

MOV AH,00H

MOV AL,03H

INT 10H ;清屏

MOV AH,0B1H

MOV AL,01H

INT 1AH

CMP AH,0

JZ InitPCI2

LEA DX,msg0

InitPCI1: MOV AH,09H

INT 21H

JMP Exit

InitPCI2: MOV AH,0B1H

MOV AL,02H

MOV CX,Device_ID

MOV DX,Vendor_ID

MOV SI,0

INT 1AH

JNC InitPCI3 ;是否存在Star PCI9052板卡

LEA DX,msg1

JMP InitPCI1

InitPCI3: MOV DI,PCIBAR3

MOV AH,0B1H

MOV AL,09H

INT 1AH ;读取该卡PCI9052基地址

JNC InitPCI4

LEA DX,msg2

JMP InitPCI1

InitPCI4: AND CX,0FFFCH

MOV IO_Bit8_BaseAddress,CX

RET

InitPCI ENDP

ModifyAddress PROC NEAR

ADD COM_ADD,CX

ADD PA_ADD,CX

ADD PB_ADD,CX

ADD PC_ADD,CX

END START

RET

ModifyAddress ENDP

Exit: MOV AH,4CH

INT 21H

四.上机调试过程

1.硬件调试

在开始的预审设计中,采用的是直流电机来实现洗衣机中电机的转动,但是这样做不符合实验任务书的要求,它不能完成电机的正转反转,这样就不能实现漂洗过程和洗涤过程。然后在预审的时候并没有用LED指示灯来指示洗衣的过程,在具体的上机测试时加上了这一功能。

2.软件调试

初步实现功能后,由于程序过于复杂,太多没有必要的跳转,所以对程序进行了简化,将多个部分写入了子程序中,然后在主程序中进行调用。在洗衣结束之后的警报过程中发现本来是蜂鸣3次,但是始终没有实现,经过调试发现是少哦一个延时子程序,加上之后程序就完成了。

3.联机调试:

联机调试,通过单步测试和断点调试,根据led指示灯的数据判断程序的问题:

3.打开电源开关,进入调试状态,按全速运行后,LED灯全亮后灭了四个灯,多次运行后任然如此,经过测试才知道是8255芯片坏了。

4.继续调试,进行单步调试,程序运行还有一些细节问题,就是LED小灯开始时刻不亮,而且开始时候的蜂鸣器也不响,后来通过调用延时子程序,解决了这一个问题。

5.程序运行中,蜂鸣器总是响起来,检查后才发现在编写启动电机时,也将蜂鸣器启动了,之后将程序改了一下,运行很好,程序通过。

五.设计结果分析及问题讨论

1.课程设计结果及分析

根据实验任务及要求,我研究了上述方案来解决这个实际问题,通过上机调试,确定它能完成实验所规定的全部功能。我们可以通过控制程序及控制实验电路箱上的按键,实现了全自动洗衣机控制系统的功能。在实验时,我们通过控制实验电路箱上的八路二进制开关来模拟洗衣机面板上的按钮,然后通过按动按钮,来实现我们所要求的功能。我们最初按动的键是K1,它的功能是暂停,用来模拟在洗衣机启动时的暂停开关,方便用户随时放衣服;K2键是洗衣周期的选择,用户可以根据衣服的质地及用户自己的要求来选择所需要的洗衣周期;K3键是水位开关,当注水过程达到预定水位时,注水过程就完成,就进入洗衣过程,当然这个过程我们可以程序来实现它,但是实验任务书要求我们通过电路箱上的八路二进制开关来实现它。

全自动洗衣机控制器

实验四全自动洗衣机控制器 一、实验目的 1.学习掌握全自动洗衣机的控制原理。 2.掌握基于有限状态机的控制电路设计方法。 二、预习要求 1.预习全自动洗衣机的控制原理和基于有限状态机的控制电路的设计方法。 2.画出洗衣机控制器包括不同洗衣模式的完整的状态转移图。 3.用Verilog HDL语言编程实现全自动洗衣机控制器,并进行时序仿真。 4.对顶层设计文件进行引脚锁定。 三、实验要求 1.设计一个全自动洗衣机控制器电路,实现对洗衣机的全自动控制。 根据全自动洗衣机的控制原理设计一个控制电路,使之能够控制全自动洗衣机完成整个工作过程。洗衣机工作过程分为两种情况: (1)全部自动完成 当按下复位按钮时,洗衣机上电,控制电路复位到初始状态(默认水位为“中”);使用者可根据衣服的多少,按下水位控制按钮,改变水位设置,以控制上水时加水的多少;当按下启动/暂停按钮时,洗衣机开始洗衣的第一个操作:进水阀门打开,开始上水,并根据水位设置(高、中、低、少)历时不同的时间timeadd(8s、7s、6s、5s);然后进水阀门关闭,电机开始运转,开始洗衣过程,并历时9s;然后电机停止运转,排水阀门打开,开始排水,并根据水位设置(高、中、低、少)历时不同的时间timedrain(7s、6s、5s、4s);然后排水阀门关闭,进水阀门打开,开始第二次上水,并历时timeadd……当甩干结束后,整个洗衣过程完成,扬声器发出持续15秒的急促的“嘀嘀”音,提示用户洗衣结束。正常运行状态下全自动洗衣机工作过程如图1. 1所示。 注意:在甩干过程中,电机一边高速旋转,一边排水。 图1. 1 正常运行状态下默认水位为“中”时全自动洗衣机工作过程从图中可以看出,洗衣机整个工作过程可分为9个状态,要求运用有限状态机的设计思想来实现。 (2)人工干预 在每个工作状态下,如果想要洗衣机暂停工作,可按下启动/暂停按钮,则洗衣机立刻暂停当时的操作。比如,在第一次加水过程中,若按下启动/暂停按钮,则进水阀门立刻关闭,暂停上水,计时暂停;当再次按下启动/暂停按钮,则进水阀门又打开,并继续计时,直到加水满timeadd后,进入洗衣过程。 洗衣机功能设置:

洗衣机模糊控制

工业洗衣机模糊控制系统技术策略及实现 摘要]介绍了模糊控制这一被称为“21世纪的核心技术”的研究背景;提出了工业洗衣机模糊控制系统开 发的技术策略和设计框架;综述了模糊控制知识库的建立和模糊控制器的设计以及系统的硬件设计和软件 设计. [关键词]工业洗衣机;模糊控制;模块化设计;多任务编程 1 研究的背景和意义 模糊数学和模糊控制的概念是加利福尼亚大学 教授扎德(L A Zadeb)在他的《Fuzzy Sets》、《Algo- rithm》和《A Rationale For Fuzzy Control》等论著 中首先提出[1].1974年英国伦敦大学教授E H Manidani首先应用模糊控制逻辑研制成功模糊控 制器.1979年,英国I J Procyk和E H Manidani研 制成功自组织模糊控制器,标志着模糊控制器“智能 化”程度的进一步提高.1984年年底国际模糊系统 学会成立.模糊控制理论从提出至今虽然只有20 多年,但是无论在模糊理论的算法、模糊推理决策、 工业控制应用、模糊系统集成,以及自学习、自适应 和工程应用方面都取得了长足的进步[2]. 模糊控制是智能控制领域的重要发展方向,模 糊控制技术被称为“21世纪的核心技术”.模糊控制 技术进入商品化,使产品的自动化和智能化水平不 断提高. 工业洗衣机广泛应用于宾馆、饭店、医院、部队、 学校、车站、客运码头等洗涤衣物量大的场所,由于 洗涤容量大、洗涤效率高以及洗净度高等特点,赢得 了越来越大的市场. 对工业洗衣机模糊控制系统的研制与开发,旨 在进一步提高其自动化、智能化程度,将给工业洗衣 机以更强大的生命力.系统的研制开发是以XGQ- 25型全自动洗涤脱水机为原型机,实现洗涤过程的 模糊控制.原型机是程序控制洗涤脱水机,用户根 据不同洗涤物的布质、布量、脏污状况凭经验选择多 个功能键,决策因人而异,洗涤效果自然有差别.采 用模糊控制技术的全自动洗涤脱水机,用电脑全部 或部分代替人脑进行洗涤过程的决策,由计算机进 行模糊判断、推理和决策,并自动生成优化的洗涤方 案,使整个洗涤过程在无需人工干预的情况下自动 完成,而且可以节水、节电、省时、省心.经文献检索 确认,迄今,模糊控制工业洗衣机研制在国内外尚属 空白.因此,笔者的研制成果不仅具有重大的科学 意义,而且可以增强国产工业洗衣机的国内外市场 竞争力.

plc实验_全自动洗衣机控制

全自动洗衣机控制 1、设计任务和目的 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《电气控制与可编程控制器技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握PLC可编程软件的使用,程序的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事自动化设计、研发自动化产品打下良好的基础。 2、设计要求 全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一中心安放的。外桶固定,作盛水用。桶可以旋转,作脱水用。桶的四周有很多小孔,使外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。脱水时,通过电控系统将离合器合上,由洗涤电动机带动桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 3、控制要求 PLC投入运行,系统处于初始状态,准备好启动。 (1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,水满(即水位到达高低)时停止进水。(2) 2秒后开始洗涤。 (3)洗涤时,正转15秒后暂停,暂停3秒后开始反转洗涤,反转洗涤15秒后暂停,暂停3秒。 (4)如此循环3次后开始排水,排空后(水位下降到低位)开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。(5)若未完成3次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;若完成了3次大循环,则进行洗完报警。(6)报警10秒结束全部过程,自动停机。 (7)此外按排水按钮可实现手动排水;按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。 4、实验容 4.1全自动洗衣机的工作原理 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

智能洗衣机系统的设计与实现

目录 1. 智能洗衣机的设计方案 0 2. 单元模块设计 0 2.1 主控制器简介 0 2.1.1 STC89C52单片机特点 (1) 2.1.2 STC89C52最小系统电路设计 (2) 2.2洗衣机电机驱动电路设计 (4) 2.3 显示电路设计 (4) 2.3.1 数码管简介 (4) 2.3.2 数码管显示电路设计 (6) 2.4 水位检测模块设计 (7) 2.5 按键控制模块设计 (8) 2.6蜂鸣器模块设计 (10) 3.系统软件设计 (10) 3.1 系统软件结构 (10) 3.2 主程序流程图 (10) 3.3 控制程序流程图 (12) 4.系统调试 (13)

4.1 测试环境及工具 (13) 4.2 硬件调试 (13) 4.3 软件调试 (13) 5.设计总结 (15) 6.参考文献 (15) 附录1:作品实物图 (17) 附录2:作品原理图 (19) 附录3:作品PCB图 (20) 附录4:作品仿真图 (19) 附录5:作品程序 (22)

1. 智能洗衣机的设计方案 智能洗衣机系统主要由水位采集模块、驱动模块、显示模块、控制模块四部分组成。控制模块由按键控制组成,用于实时时间的设置,洗衣机根据控制模块的输入值选择不同的工作状态。 显示模块用于人机信息交换,显示当前工作时间和工作状态。水位采集模块用于采集当前洗衣机水的深度。智能洗衣机系统的设计方案图如图1所示。 图1 智能洗衣机系统的设计方案图 2. 单元模块设计 2.1 主控制器简介 本设计主控制器采用软件编程自由度大,外围模块丰富,硬件电路简单的可编程控制芯片STC89C52。STC89C52一类具有8位总线的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐。 2.1.1 STC89C52单片机特点 STC89C52芯片具有如下特点:

全自动洗衣机模糊控制器设计说明

全自动洗衣机模糊控制器设计 1 简介 洗衣机自问世以来,经过一个多世纪的发展,现正呈现出全自动、多功能、大容量、高智能、省时节能的发展趋势。近年来,电子技术、控制技术、信息技术的不断完善、成熟,为上述发展趋势提供了坚强的技术保障。美国教授查徳(L.A.Zandeh)在1965年首先提出模糊集合的概念,由此打开了模糊数学及其应用的大门。1974年英国教授马丹尼(E.H.Mamdani)首先将模糊集合理论应用于加热器的控制,创造了模糊控制的基本框架。1980年,Sugeno开创了日本的首次模糊控制应用于一家富士电子水净化厂。1983年他又开始研究模糊机器人。随着模糊控制技术的不断发展,模糊控制逐渐被应用到日用家电产品的控制,例如电饭锅﹑照相机﹑吸尘器﹑洗衣机等。模糊控制全自动滚筒洗衣干衣机是通过模糊推理找出最佳洗涤烘干方案,以优化洗涤烘干时间、洗净程度、烘干效果,最终达到提高效率,简化操作,节水节电省时的效果。 2 模糊洗衣机的基本原理 洗衣机的自动控制系统为一多输入多输出系统,输入量为衣质、衣量、脏污程度(即水的浑浊度)、脏污性质(浑浊度变化率);输出量为洗涤剂量、水位、水流、脱水时间、洗涤时间、漂洗方式等。从洗衣机的运行过程可以看出,洗涤剂量、水位、水流、脱水时间都可以通过输入量推理求得,而洗涤时间与漂洗方式为实时控制量,影响其主要因素是被洗物品的脏污程度,这两个量可以用水的浑浊度和浑浊度变化率来表示,油性脏污的浑浊度变化率小,泥性脏污的浑浊度变化率大。实际分析证明:输入与输出之间很难用一定的数学模型来描述,系统的具体条件具有较大的不确定性,其控制过程在很大程度上依赖于操作者的经验,用常规的控制方法难以达到理想的效果。而采用模糊控制技术就能很容易解决问题。因而采用了模糊控制器设计全自动洗衣机。在洗涤衣物的过程中,衣物的多少、面料的软硬、衣物的脏污程度等都是模糊量,所以必须经过大量的实验,总结出人为的洗涤方式,从而形成模糊控制规则。再根据检测系统检测到的信息,判断出衣物多少、面料软硬、脏污程度、脏污性质等,计算出控制量,从而完成注水量、洗涤时间、水流强弱、洗涤方式、脱水时间、排水等一列的设置。根据上述分析和模糊控制技术的基本原理,可以确定洗衣机的模糊控制框如图。

自动洗衣机控制系统

《电气控制与可编程控制器》课程设计说明书 题目:自动洗衣机控制系统

目录 1.1 系统的工艺及要求 (2) 1.1.1 系统的运行工艺 (2) 1.1.2 系统的功能要求 (2) 1.2 PLC控制系统的硬件设计 (3) 1.2.1 PLC的选型 (3) 1.2.2 I/O扩展模块的选择 (4) 1.2.3 硬件选取 (5) 1.2.4 PLC控制系统的I/O资源分配表 (6) 1.2.5 PLC控制系统的电气接线图与说明 (7) 1.3 PLC控制系统的软件设计 (8) 1.3.1 控制系统的编程程序框图 (8) 1.3.2 控制系统的PLC软件程序 (8) 1.4 课程设计小结 (13) 1.5 参考文献 (14)

1.1系统的工艺及要求 1.1.1系统的运行工艺 1.1.2系统的功能要求 起动时,首先进水,到高水位时停止进水,开始洗涤。正转洗涤15s,暂停3s 后反转洗涤15s,暂停3s后再正转洗涤,如此反复30次。洗涤结束后,开始排水,当水位下降到低水位时,进行脱水(同时排水),脱水时间为10s。这样完成依次从进水到脱水的大循环过程。 经过3次大循环后(第2、3次为漂洗),进行洗衣完成报警,报警10s后结束全过程,自动停机。

在洗涤过程中,按下停止按钮。洗衣机停止工作。 在洗衣机停止工作时,按下排水按钮,洗衣机排水电磁阀得电排水,当水位下降到低水位开关时,排水电磁阀失电停止排水。 1.2PLC控制系统的硬件设计 1.2.1PLC的选型 I/O点数是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数既可使系统满足控制要求,又可使系统总投资最低。PLC的输入输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量、输入输出设备情况来确定,一般一个输入输出元件要占用一个输入输出点。PLC常用的内存有EPROM、EEPROM和带锂电池供电的RAM。一般微型和小型PLC的存储容量是固定的,介于1—2KB之间。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关,如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略地估算。 PLC的功能日益强大,一般PLC都具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能,有些PLC还可扩展各种特殊功能模块,如通信模块、位置控制模块等,选型时可考虑以下几点:功能与任务相适应,PLC的处理速度应满足实时控制的要求、PLC结构合理、机型统一、在线编程和离线编程的选择。 全自动洗衣机控制所要求的控制功能简单,小型PLC就能满足要求了。由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展和工艺的改进。 综上所述此次设计选用西门子S7-200型PLC。

基于PLC的全自动洗衣机控制

山西职业技术学院电气工程与自动化系 毕业设计(论文)任务书 题目名称:基于PLC的全自动洗衣机 学生学号:1012100317 指导教师:****** 学生姓名:王堃学生专业:电气自动化 山西职业技术学院电气工程与自动化系 2012年12月 1日

基于PLC的全自动洗衣机控制 摘要 随着科学技术不断进步和社会飞速发展,洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。 传统洗衣机基于电器的控制,已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。洗衣机要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。自动化技术的飞速发展,使得洗衣机由最初的半自动式发展到现在的全自动式,并正在向智能化洗衣机方向发展。 洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛,本次设计利用西门子公司生产的PLC控制全自动洗衣机,与传统的继电器逻辑控制系统相比较,洗衣机可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件,它的接线也大大减少,与此同时系统维修简单、维修时间缩短。 本文首先介绍了洗衣机的发展,然后重点介绍了洗衣机的设计,对程序流程图及编程软件进行了说明,最后对系统进行了仿真。PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化,执行相应的程序,然后输出控制电机正反转及脱水处理,控制方式灵活多样。 最后就本课题所做的工作进行了总结,并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善,不可以单独脱水及洗衣时间的设置;由于时间有限,没做进一步的改善。基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用,本设计具有广泛的推广价值。 关键词:全自动洗衣机, PLC, 控制

全自动洗衣机控制系统设计开题报告精选文档

全自动洗衣机控制系统 设计开题报告精选文档
TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8TTMSHHJ8】

重庆科技学院
毕业设计(论文)开题报告
题目 全自动洗衣机控制系统设计
学 院 电气信息工程学院
专业班级 自升本 2011-1
学生姓名 黄浩然 学号
指导教师
张跃辉
年月日
开题报告填写要求
1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作开始后 2 周内完成,经指导 教师签署意见及系主任审查后生效。
2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式 (可从教务处网址上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教 师签署意见。
3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于 10 篇,其它不少于 12 篇(不包括辞典、 手册)。
4.“本课题的目的及意义,国内外研究现状分析”至少 2000 字,其余内容至少 1000 字。

毕业设计(论文)开题报告
1.本课题的目的及意义,国内外研究现状分析
1)本课题目的及意义
随着科技的迅速发展,人民生活水平的不断提高,洗衣机的发展也变得十分 迅速。人们对洗衣机提出了更高的要求,性能更好,操作更简单,更节能,智能 化的实现等。所以现代的洗衣机控制从以前的机械式,继电器式,渐渐的向电气 电子式发展。
以前的洗衣机都存在一些问题,比如:对衣物的磨损和伤害大,噪声大,耗 电量大,耗水量大,洗净度较低,操作复杂和稳定性差等问题。为了改善传统洗 衣机的性能,本次课题将解决这些问题,来提高洗衣机的洗净率、降低磨损率、 噪声,做到节能环保,使操作更加简单和稳定性更好。
目前市场上大多数洗衣机都是采用单片机作为控制器,因为单片机成本低, 体积小巧、功耗低,操作方便;但是单片机对环境的适应能力较低,可靠性差, 编写程序相对复杂,且硬件的复杂性高,增大了维修的难度和成本费用。
本次课题采用 PLC 作为洗衣机控制器,PLC 工作的环境要求低,可靠性高, 抗干扰能力强,编程简单,容易受计算机控制;PLC 是整体模块,集中了驱动电 路、检测电路和保护电路及通讯连网功能,使硬件相对简单可靠,维护起来更加 的方便。但是 PLC 的成本相对较高,只适合在工业中运用而不适合民用。
本次设计采用 S7-200PLC 作为洗衣机控制器,通过传感器(水位传感器,浊 度传感器)对水位,洗衣浊度进行监测,编写 PLC 程序对电动机转向、洗衣机电 磁阀门的开度和开关进行控制,并且能够实现自动调节时间,选择洗涤方式,控 制水位等。
本课题主要着重于对全自动洗衣机的控制,要求洗衣机能实现进水、洗涤、 排水、脱水、自动停止的循环过程。让洗衣机工作更加稳定,操作简单可靠,提 高衣服洗净度,让洗衣机更加智能节能化。

全自动洗衣机的控制系统的设计

全自动洗衣机控制系统的设计 1. 论文(设计)选题的目的和意义 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。在工业生产中应用也十分广泛。但是传统的基于继电器的控制,已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。而随着单片机技术的发展,用单片机来作为控制器,就能很好地满足洗衣机对自动化的要求,并且控制方式灵活多样,控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机,又正在向智能化洗衣机方向发展。 单片机又称微控制器,或称嵌入式控制器。而现在的智能家电无一例外是采用微控制器来实现的,所以家用电器是单片机应用最多的领域之一。它是家用电器实现智能化的心脏和大脑。由于家用电器体积小,故要求其控制器体积更小以便能嵌入其结构之中。而家用电器品种多,功能差异也大,所以又要求其控制器有灵活的控制功能。单片机以微小的体积和编程的灵活性而产生多种控制功能,完全可以满足家用电器的需求。 2. 国内洗衣机现状及其发展趋势 洗衣智能化 相对于传统洗衣机而言,智能洗衣机可以模仿人的感觉,包括思维和判断能力。在您投入衣物后的几秒钟之内,智能洗衣机即可自动判断出衣物的重量,并结合衣物的衣质,为您选择最适合的水位。还可以根据水位和衣物的脏污程度,决定洗涤剂的用量、洗涤时间的长短和洗涤方式。另外,智能洗衣机通过模糊控制电脑操作智能波轮与内桶,产生各种不同方向的水流,像无数只手一样,对污垢、进行分解和扭曲,从而达到洗净衣物、减少缠绕、降低磨损、节约时间和水量的功能,水流方式多样化 目前时常上洗衣机的水流方式也是多样化,如“悬浮”。悬浮即使是改变传统的喷水方向,水流是从桶的底部喷出,巨大的立体水流力量能将衣物“托起”,使

全自动洗衣机控制系统概况

合肥学院 计算机科学与技术系 微机原理与接口技术 课程设计 课程设计科目全自动洗衣机控制系统 学生姓名 学号 班级 指导教师高玲玲、肖连军

1、题意分析与解决方案 1.1 题意需求分析 根据以上题目所给的提示,我们对其进行解析:首先,刚开始的时候系统处于初始状态,准备好启动,然后一声蜂鸣表明洗衣机已经进入工作状态。当按下暂停键之后,9s的放衣服时间,然后选择洗衣周期,然后我们进入了洗衣状态。在洗涤的过程时,打开进水阀(此过程就是注水的过程),当到达预定水位时,按下水位开关,然后电机MO转动,在洗涤的过程中电机正反转三次后停止转动。然后进入脱水的过程,此时我们要打开排水阀,然后使电机正转,脱水结束后,电机停止转动。漂洗过程和洗涤的过程相似,只是在漂洗的时候,是把电机转动的次数改成正反转两次。甩干的过程和脱水的过程相似,只是电机转动的时间比脱水过程长一些。 从题意需求分析本课程设计需要解决的问题如下: (1)怎样用程序实现电机的正转反转; (2)我们怎么样在全速运行的条件下知道程序已经进入到哪一个步骤; (3)怎样分配按键,使程序尽可能的全自动化。 1.2 解决问题方法及思路 1.2.1硬件部分 本课程设计具体要求如下: (1)进水阀由继电器模拟; (2)洗衣流程进展过程由LED等指示; (3)预设水位由按键控制; (4)波轮旋转由电机控制。 此次课程设计中,我们在程序运行时,需要用到按键,所以对按键的分配如下:

表1-1 按键分配表 K1 暂停开关0 关闭 1 开启 K2 洗衣程序选择0 标准洗衣 1 经济洗衣 K3 水位开关0 低水位 1 高水位 本实验中我们要用到的硬件主要是8255A、LED指示灯、继电器、八路二进制开关、步进电机、蜂鸣器。 我们将LED指示灯接在8255A的PA口,而LED指示灯在此次实验过程中的作用就是指示洗衣流程进展(第5个灯亮表示在洗涤的过程,第6个灯亮表示在脱水的过程,在第7个灯亮表示在漂洗的过程,第8个灯亮表示在甩干的过程)和提示我们下一步应该怎样按键。将八路二进制开关接在8255A的PB口上,八路二进制开关在本实验中的作用是模拟洗衣机面板上的按键和水位开关的作用。将步进电机的A、B、C、D四相分别按顺序接到PC口的PC0~PC3上,本次实验过程中采用的是四相八拍的步进电机。将蜂鸣器接在PC口的PC4上,蜂鸣器的作用主要是提示我们洗衣机已经启动和洗衣结束。将继电器接入到PC口的PC5上,继电器在本次实验过程中的主要作用是模拟进水阀。 1.2.2软件部分 8255A是一个可编程芯片,我们可以通过程序对8255A芯片进行编程来实现本次课程设计所要求实现的所有功能。在本次实验中我们需要在程序中实现对电机的转动。为了能实现洗涤过程(此过程要求电机正转和反转),所以我们采用的是步进电机,实际应用中步进电机的类型有很多种,然而我们的实验箱上是四相的步进电机,在实验中我采用的是四相八拍的控制,当我们使其从A→AB→B →BC→C→CD→D→DA,这样可以实现电机的正转,当使他从DA→D→CD→C →BC→B→AB→A,这样就可以实现电机的反转,这个过程就是通过程序对PC 口的PC0~PC3进行设置的。排水阀我们是用继电器来模拟的,实验箱上的继电器是低电平工作,所以如果我们要用到继电器即要打开进水阀时,我们只要对PC口的PC5进行设置。在本实验中,我们要使用蜂鸣器来提示洗衣机工作和洗衣结束,这个过程也是通过程序来实现的,我们只要将PC4设置成低电平,蜂鸣器就开始工作了。

LC全自动洗衣机控制系统设计word版

摘要 中文摘要: 该毕业设计介绍了可编程序控制器(PLC)和PLC控制系统的基本知识,包括PLC的定义、特点、分类、技术指标、基本结构、工作原理、硬件知 识及PLC控制系统等相关知识。采用三菱公司的FX2N系列的PLC,设计了 一个简单的全自动洗衣机控制系统。全自动洗衣机通过了可编程序控制 器来实现洗涤过程,省时省力。 英文摘要: Abstract The graduation design introduces the programmable logic controller( PLC) and PLC to control the basic knowledge of the system, include PLC definition ,characteristics, arrange ,the technique target, basic structure, the work principle, the hardware knowledge and control of PLC the system related knowledge. The design adopt the PLC of the series of FX2N of the San Ling company, design an in brief control system of full-automatic washing machine .The full-automatic washing machine passes the programmable logic controller to carry out the wash process, save time labor-saving.

全自动洗衣机控制设计

北京工业大学 课程设计说明书 题目:全自动洗衣机控制设计 学院:电子信息与控制工程学院 专业:自动化 学号: 姓名:指导教师:张会清刘红云 成绩: 年月

目录 一.课程设计题目………………………………………——全自动洗衣机控制的设计及组态……………………二.课程设计目的………………………………………——天工组态软件调试与设计……………………………三.课程设计任务……………………………………… 四、课程设计地点及设备……………………………… 五、课程设计整体方案………………………………… 六、系统设计…………………………………………… (一)硬件接线、控制程序设计与调试……………… (二)上位机组态软件设计………………………………… (三)下位机设计与调试…………………………………… .控制要求…………………………………………… 地址表……………………………………………… 接线图……………………………………………… .程序流程图…………………………………………… .梯形图………………………………………………… .设计说明………………………………………………… .调试过程………………………………………………… 七、总结及感想…………………………………………… 八、参考资料………………………………………………

一.课程设计题目——全自动洗衣机控制的设计及组态现在,全自动洗衣机已经进入了千家万户之中,极大的方便了人们的日常生活,提高了人们的生活质量,使人们从那繁重的体力劳动中解脱出来。所谓全自动洗衣机,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,洗衣完成时由扬声器发出响声。本文是基于三菱系列的全自动洗衣机梯形图系统的设计,设计完善的全自动洗衣机控制系统,以满足控制要求,实现洗衣自动化的控制。 二、课程设计目的: 在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上,通过松下系列对全自动洗衣机洗涤过程进行控制的编程设计与调试,进一步熟悉并掌握的工作原理,了解控制对象的工艺流程和技术要求, 运用所学知识进行系统设计,初步掌握控制系统设计的基本方法,培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件,掌握组态设计的方法及调试方面的知识。 三.课程设计任务: .用实现全自动洗衣机运行控制,完成框图及梯形图控制程序的编制,并画出硬件接线图,进行软硬件的联调,并用组态软件进行监控。 .具体动作过程要求如下: ()按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,直到高(中、低)水位,然后关水; ()秒后开始洗涤; ()洗涤时,正转秒,停秒,然后反转秒,停秒; ()如此循环次,总共秒后开始排水,排空后脱水秒; ()开始清洗,重复()~(),清洗两遍; ()清洗完成,报警秒并自动停机; ()若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)。

全自动洗衣机控制系统设计

全自动洗衣机控制系统 设计 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

东北大学秦皇岛分校自动化工程系自动控制系统课程设计 全自动洗衣机控制系统的设计 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2011.6.27~2011.7.8 东北大学秦皇岛分校自动化工程系 《自动控制系统》课程设计任务书 专业:自动化班级: 姓名: 设计题目:全自动洗衣机控制系统的设计 一、设计实验条件 装有单片机仿真软件的电脑。 二、设计任务 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。 1.正常运行 “正常运行”方式具体控制要求如下: (1)将水位通过水位选择开关设在合适的位置(高、中、低),按下“启动”按扭,开

始进水,达到设定的水位(高、中、低)后,停止进水; (2)进水停止 2s 后开始洗衣; (3)洗衣时,正转 20s,停 2s,然后反转 20s,停 2s; (4)如此循环共 5 次,总共 220s 后开始排水,排空后脱水 30s;(5)然后再进水,重复(1)~(4)步,如此循环共 3 次; (6)洗衣过程完成,报警 3s 并自动停机。 2.强制停止 “强制停止”方式具体控制要求如下: (1)若按下“停止”按扭,洗衣过程停止,即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁阀和排水 电磁阀全部闭合; (2)可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务(设计任务书) 2、前言(绪论)(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 目录

全自动洗衣机的PLC控制

课题二全自动洗衣机的PLC控制 一、概述 洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如图所示。 全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定.作盛水用。内桶可以旋转.作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔.使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时.通过电控系统使进水阀打开.经进水管将水注入到外桶。排水时.通过电控系统使排水阀打开.将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现.此时脱水桶并不旋转。脱水时.通过电控系统将离合器合上.由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 二、设计任务和要求 该全自动洗衣机的要求可以用流程图来表示。 PLC投入运行.系统处于初始状态.准备好启动。启动时开始进水.水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤15 s后暂停.暂停3 s后开始反转洗涤。反转洗涤15s 后暂停.暂停3 s后.若正、反洗涤未满3次.则返回从正转洗涤开始的动作;若正、反洗涤满3次时.则开始排水。排水水位若下降到低位时.开始脱水并继续排水。脱水10s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环.则返回从进水开始的全部动作.进行下一次大循环;若完成了3次大循环.则进行洗完报警。报警10s结束全部过程.自动停机。’此外.还要求可以按排水按钮以实现手动排水;按停止按钮以实现搬运.停止进水、排水、脱水及报警。

三、设计方案提示 1.I/O地址 输入输出 :启动按钮:进水电磁阀 Xl:停止按钮:电动机正转接触器 :排水按钮:电动机反转接触器 :高水位开关:排水电磁阀 :低水位开关:脱水电磁阀 :报警蜂鸣器 2.方案提示 ①用基本指令、定时指令和计数指令组合起来设计该控制程序。 ②用步控指令实现该控制。

单片机的全自动洗衣机的设计方案(全面)

基于8051单片机的全自动洗衣机的设 计

基于8051单片机的全自动洗衣机的设计 【摘要】:本文介绍模糊控制在全自动洗衣机中的应用,包括模糊全自动洗衣机的模糊推理、物理量检测以及它的洗衣过程和控制电路。其中控制电路是以宏晶科技生产的高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051系列的STC12C5A60S2单片机为控制电路核心,其主要由电源电路、状态检测电路、显示电路和输出控制电路组成,分别介绍了各控制电路的工作原理和控制元件的组成,在教案设计训练方面具有较好的实用价值。 【关键词】:模糊控制单片机传感器全自动洗衣机 一、前言 模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法,它从行为上模仿人的模糊推理和决策过程。该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则,然后将来自传感器的实时信号模糊化,将模糊化的信号作为模糊规则的输入,完成模糊推理,将推理后的输出量加到执行器上。模糊控制的基本原理如图一所示,它的核心部分是模糊控制器,模糊控制器的模糊规律由计算机的程序实现的。与传统控制理论相比,模糊控制有两大不可比拟的优点:第一模糊控制在许多应用中可以有效且便捷地实现人的控制策略和经验;第二,模糊控制可以不需要被控对象的数学模型即可实现较好的控制,这是因为被控对象的动态特性已隐 含在模糊控制器输入、输出模糊集及模糊规则中。模糊控制原理框图如图一所示。

图一模糊控制原理框图 从传统控制角度看,传统全自动洗衣机实际上是一台按事先设定好的参数进行顺序控制的机器。从这个意义上说,其“全自动”并不具有任何功能,它不能根据情况和条件的变化来改变参数;而模糊逻辑控制的全自动洗衣机向真正的智能化的全自动迈进了一大步,它的目标则是要求根据所洗衣服的数量、种类和脏的程度来决定水的多少、水流的强度和洗衣的时间,并可以动态的改变参数,以达到在洗干净衣服的情况下还要尽量不伤衣服、省电、省水、省时的目的;另外,要求操作简单,任何人都可以轻松地使用,且能够把工作情况和过程显示出来。 二.模糊洗衣机的物理量检测 要对洗衣机进行控制,首先要用各种传感器不断地检测相关的状态,以作为控制的依据。下面介绍在模糊控制洗衣机中所用各种参数的检测原理和技术,在检测中要用到光电传感器、布量传感器、水温和水位传感器等。 1.衣物污染量和污染性质检测 衣物的肮脏量、肮脏性质和洗净程度等都需要检测,以便进行工作过程的整定和控制,污染量和污染性质的检测是采用红外光传感器完成的。利用红外线在水中的透光和时间的关系,通过模糊推理,以得出检测结果,而这个结果就可以用于控制推理。由于直接检测衣物的污染状况是困难的,因此模糊洗衣机是通过检测洗涤液污染程度,而间接检测出衣物的污染量和污染性质,因此洗涤液的浑浊程度与衣物污染情况密切相关。光传感器由相对设于排水阀两旁的红外发光二极管和光敏晶体管构成的。发光二极管透过洗涤液向光敏晶体二极管发光,由光敏晶体管转换成电压,再由微电脑读取该数值,由此测出洗涤液的污染状况。浑浊度检测器构造如图二所示。

全自动洗衣机控制系统设计

分数: 华南理工大学广州学院 课程设计任务书 题目:全自动洗衣机的PLC控制系统设计 课程:PLC技能培训课程设计 专业:自动化 班级: 姓名: 学号:

第一部分任务书

《PLC技能培训》课程设计任务书 一、课程设计目的 编程序控制器(PLC)于20世纪60年代在美国诞生,在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。因此,PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能,《PLC技能培训》课程是《电气设备与PLC》课程实践教学环节,通过实践,可以帮助学生加深对理论知识消化吸收,提高PLC编程技能。 该课程设计的主要目的是通过运用三菱FX3U 系列PLC设计一控制系统,掌握PLC控制系统设计原则、方法、过程和具体设计步骤。通过设计还有助于复习、巩固以往所学的知识,达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求,因此,设计之前必须了解设备及控制系统的用途、结构、操作要求和工艺过程,在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调能力培养为主,在独立完成设计任务的同时,还要注意其他几方面能力的培养与提高,如独立工作能力与创造力;综合运用专业及基础知识的能力,解决实际工程技术问题的能力;查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力;工程绘图的能力;书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、PLC应用系统设计的内容和步骤 1.设计原则 (1)系统应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。 (2)在满足控制要求的前提下,应力求使系统简单、经济,操作方便。 (3)保证控制系统工作安全可靠。 (4)考虑到生产发展和生产工艺改进,在确定PLC容量时,应适当留有裕量,使系统有扩展余地。 2.设计内容 )拟定控制系统设计的技术条件。1(. (2)确定电气传动控制方案和电动机、电磁阀等执行机构。 (3)选择PLC的型号。 (4)编制PLC输入、输出端子分配表。 (5)绘制输入、输出端子接线图。 (6)根据系统控制要求,用相应的编程语言(常用梯形图)设计程序。 (7)设计操作台、电气柜及非标准电气元件。 (8)编写设计说明书和使用操作说明书。 3.设计主要步骤 (1)分析被控对象的控制要求,确定控制任务. (2)选择和确定用户I/O设备. (3)选择PLC的型号.

全自动洗衣机的工作原理及构造

全自动洗衣机的工作原理及构造 全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识,以下就其原理和构造作一分析。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。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、断水源的作用。 当电磁线圈断电时,移动铁芯在 重力和弹簧力的作用下,紧紧顶 在橡胶膜片上,并将膜片的中心 小孔堵塞,这样阀门关闭,水流 不通。当电磁线圈通电后,移动 铁芯在磁力作用下上移,离开膜 片,并使膜片的中心小孔打开, 于是膜片上方的水通过中心小 孔流入洗衣桶内。由于中心小孔 的流通能力大于膜片两侧小孔的 流通能力,膜片上方压强迅速减小,膜片将在压力差的作用下上移,闭门开启,水流导通。 水位开关实际上是一个压力开关。气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后,贮气室口很快被封闭,随水位上升,贮气室的水位也上升,被封闭的空气压强亦增大,水位开关中的波纹膜片受压而胀起,推动顶杆运动而使触点改变,从而实现自动通断。智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况,决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。其方法是:在洗衣桶内注入一量水后使电机低速运转,平稳后快速断电,洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。此时,电机绕组产生反电动势,对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。通过分析脉冲个数和脉冲宽度。就能得到衣质衣量情况。衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器,使红外光通过水而进入另一侧的接收管。若水的透明度低,接收管获得的光能小,说明衣物较脏。脱水时采用压电传感器。当脱水桶高度旋转时,从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上,根据这个压力变化,自动停止脱水运转。 Ap1008115 李汝迪

基于PLC全自动洗衣机控制系统方案

本科生毕业设计(论文)题目基于PLC的全自动洗衣机控制系统

基于PLC的全自动洗衣机控制系统 摘要:随着社会经济的发展和科学技术水平的提高,家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。洗衣机是国家电业唯一不打价格战的行业,经过几年的平稳发展,国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场,高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。 根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。PLC的优点是:可靠性高,耗电少,适应性强,运行速度快,寿命长等,为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能,避免传统控制的一些弊端,就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于每遍的洗涤,排水,脱水的时间由PLC计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。该论文就怎样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了调查,对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究,实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。 关键词:PLC;自动;定时;控制

Entire automatic washer control system design Undergraduate:Qiu Yun qiao Supervisor:Yuan Liang Abstract:Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. Entire automatic washer production enormous convenience people's life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. How does this paper study controls the entire automatic washer using PLC, to question and so on software design, hardware design has carried on the analysis and the discussion, has realized the entire automatic washer normal operation and compulsory stops the function. Keywords: PLC; control; delay;entire automatic

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