基于51单片机的全自动洗衣机控制系统设计
基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统设计
基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统设计单片机技术日新月异的发展，单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等特点在过程控制、机电一体化、智能化仪表、家用电器等方面得到了广泛应用。
本文采用MCS一51单片机作为洗衣机控制系统的核心，硬件线路及控制程序的设计是该系统的重要组成部分。
硬件线路设计主要包括电源、功能及控制系统、洗衣机状态显示、输出控制电路的设计。
控制程序设计主要包括主程序、内部定时中断服务程序、外部中断中断服务程序的设计。
一、洗衣机功能要求洗衣机的主要工作程序是：洗涤--脱水--漂洗--脱水--漂洗--脱水。
上述工作程序中，包含三个过程，洗涤过程、漂洗过程、脱水过程。
1、洗涤过程：放好待洗物，启动开关，进水阀通电，向洗衣机供水，当供水达到预定水位时，水位开关接通，进水阀断电关闭，停止供水。
洗涤电动机接通电源，带动波轮(或桶)旋转，产生各种形式的水流搅动衣物进行洗涤。
通过电动机不停的正转、停转、反转，反复循环，形成洗涤水对洗涤物产生强烈的翻滚作用，同时，衣物之间、衣物与四周桶壁之间产生互相摩擦和撞击力，以次达到洗涤衣物的目的。
2、漂洗过程：漂洗的目的在于清除衣物上的洗涤液，因此，漂洗过程与洗涤过程的电器动作是完全相同的。
3、脱水过程：洗涤或漂洗后，需要对衣物进行脱水以便晾干，节省水资源，所以脱水是洗衣过程中必不可少的环节。
洗涤或漂洗过程结束后，电动机停止转动，排水阀通电，打开排水阀门排水。
当水位低到一定程度时，满足安全条件，脱水电动机接通，电机带动脱水桶高速旋转，利用离心力把衣服上的水从桶壁的小眼里甩出。
全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出音响，表示衣物已洗干净。
二、洗衣机硬件电路设计根据洗衣机的基本功能，硬件电路设计需要考虑：水流强度的问题、洗涤、漂洗、脱水时间设定长短的问题、工作时间或剩余时间f 显示、工作过程中的暂停、启动、复位、洗完后的报警等问题。
采用5l系列单片机作为控制核心，主要包括电源部分、功能设置及控制电路、洗衣机状态显示及输出控制电路。
基于51单片机的智能洗衣控制系统设计
基于51单片机的智能洗衣控制系统设计1. 引言智能家居技术的发展为我们的生活带来了诸多便利，其中智能洗衣控制系统是其中的一项重要应用。
本文旨在基于51单片机设计一种智能洗衣控制系统，通过对洗衣机的控制和监测，提高洗衣质量和用户体验。
2. 智能洗衣控制系统设计原理2.1 51单片机介绍51单片机是一种常用的微控制器，具有体积小、功耗低、易于编程等特点。
在本设计中，我们选择51单片机作为主要的控制器。
2.2 智能洗衣系统功能需求智能洗衣系统应具备以下功能需求：2.2.1 温度控制：根据用户设定的温度要求，自动调节水温。
2.2.2 洗涤程序选择：根据用户选择不同类型的布料和污渍程度，自动调节洗涤程序。
2.2.3 水位监测：通过传感器实时监测水位情况，并根据需要自动添加或排放水量。
2.2.4 电机驱动：通过电机驱动实现转筒运转、排放水等功能。
...3 实验结果与分析在实际实验中，我们成功地实现了基于51单片机的智能洗衣控制系统，并进行了多组洗衣实验。
通过对洗衣机的控制和监测，系统能够根据用户设定的要求进行智能化的洗涤操作，并在完成后自动停止。
4 总结与展望通过本次研究，我们成功地设计并实现了一种基于51单片机的智能洗衣控制系统。
该系统具备温度控制、洗涤程序选择、水位监测和电机驱动等功能，能够提高洗衣质量和用户体验。
然而，目前该系统还存在一些局限性，如对于特殊布料和污渍处理不够精细等。
未来工作可以进一步优化系统设计，并结合更多的传感器和算法来提高智能化程度。
5 致谢本次研究得到了指导教师的悉心指导与帮助，在此向他们表示诚挚的感谢。
同时也感谢参与本研究工作并提供支持与帮助的各位同学们。
6 附录附录中包含了本次研究中使用到的关键代码、电路图、数据表格等详细信息，以供读者参考。
通过对基于51单片机的智能洗衣控制系统的设计，本文详细介绍了系统的原理、功能需求、硬件设计和软件设计等方面。
通过实验验证了系统的可行性，并对实验结果进行了分析。
基于单片机的全自动洗衣机控制系统方案设计书
业
论
文
题目：基于51单片机的全自动洗衣机控制系统设计
专业：电气工程及其自动化
姓名：杨科枫
班级：电气105班
学号：2010013947
指导老师：汪永斌
摘要
该系统是《基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计》。系统采用AT89C51单片机作为核心控制芯片。并且辅以必要的外围器件和电路，通过I/O口输出控制电动机运行和停止，通过AT89C51单片机内部定时器中断来记录洗衣时间和进水时间，通过按键来进行洗衣参数设置。通过AT89C51单片机驱动数码管显示洗衣机的工作时间，LED指示灯用作洗衣机的工作状态显示，用两个电控水龙头进行加水和放水，通过蜂鸣器提示洗衣结束。通过外部中断来控制进水和放水。论文重点阐述单片机和控制系统模块的设计。
（4）真空洗衣机原苏联研制的不用洗衣粉或洗涤剂的洗衣机，真空泵将洗衣桶内吸成真空状态，桶中水运动产生气泡爆破并去污。洗净度高，不损衣、无噪声、造价高。实际上是采用冷沸腾洗涤原理，在几秒钟内从洗涤桶的上部那空气抽空出。稀薄空气与水如沸腾壮，衣物在泡沫旋涡钟搅动，1.5～2分钟就能洗净衣物，一般洗衣服7～10分钟即可完成全过程。
世界上第一台洗衣机实在1874年由美国的比尔.布莱克斯通(Bill Blackstone)研制成功的。1910年前后，第一台卧轴滚筒式电动洗衣机问世，标志着人类家务劳动自动化的开始。20世纪20年代，第一台立轴搅拌式洗衣机再美国试制成功，由此，洗衣机开始了“立轴”与“卧轴”之分。50年代中叶，日本三洋公司推出单桶波轮式洗衣机。开始确定了滚筒式、搅拌式和波轮式三种工作方式。60年代，日本推出了带甩干桶半自动洗衣机，并且大量应用塑料，使洗衣机的发展进入一个新的阶段。70年代，日本推出波轮式套桶全自动洗衣机，从此开始有了“全自动”洗衣机的概念。70年代后期，日本推出了微电脑控制的全自动洗衣机。完成了由机械—电动程序控制到电脑控制的过渡，开始了电脑控制时代。这时，洗衣机在发达国家已进入饱和期，而在亚太地区发展中国家开始进入普及期。80年代后期，“模糊控制”洗衣机开始出现，实现了家电器控制方式上的高度自动化。出现“白色家电”的概念。90年代，随着变频技术的发展，日本最先推出了电动机直接驱动洗衣机，实现了洗衣机驱动方式上的革命。今后洗衣机将以高可靠性，完善的功能，节水省电，降噪省时以及规格品种多样化为发展方向。
基于51单片机的全自动洗衣机控制设计
《单片机技术与应用》课程设计洗衣机控制设计专业班级：学号：姓名：目录一、设计目的要求 (3)二、设计要目标 (3)三、硬件设计 (4)1、系统设计流程 (4)1.1系统模块划分 (5)2、模块设计 (7)2.1AT89C51单片机控制模块的设计 (7)2.1.1 AT89C51介绍 (7)2.1.2AT89C51单片机的主要管脚功能 (7)2.2单片机系统复位电路 (8)2.3标准时钟电路 (9)2.4控制电路设计 (10)2.5显示电路设计 (10)2.6数码管显示电路设计 (11)2.7水位检测电路 (13)2.7.1进水控制电路 (13)2.7.2排水控制电路 (14)2.8水位监测模块 (14)2.9报警电路设计 (15)3.0电机控制系统设计 (15)四、软件设计 (18)1、系统设计流程 (18)1.1系统模块划分 (18)2、模块设计 (19)2.1主程序 (19)2.1.1 主程序执行 (19)12.2三个运行方案程序 (20)2.2.1 三个运行方案执行 (20)五、结果讨论 (22)5.1仿真原理图： (22)六、工作总结 (25)附录 (26)原理图： (26)参考文献 (26)2一、设计目的要求设计要求(1)洗衣机可选择多种洗涤状态，用户只需要选择洗涤模式，洗衣机自动选择洗涤程序，完成洗涤。
(2)暂停功能。
不管洗衣机工作在什么状态，当按下暂停键时，洗衣机必须暂停工作，待驱动键按下后洗衣机又能按原来所选择的工作方式继续工作。
(3)声光显示功能。
洗衣机各种工作方式的选择和各种工作状态均有声光提示或显示。
(4)本设计包含硬件和软件设计。
(5)因为是全自动洗衣机，程序将完成洗涤、脱水的全过程。
(6)脱水完成后，蜂鸣器蜂鸣，通知用户洗涤完成。
二、设计要目标本系统控制的对象为套桶式单缸低波轮全自动洗衣机，其功能要求如下：1.强、弱洗涤功能。
强洗时正、反转驱动时间各为4秒，间歇时间为1秒；标准洗时正、反转驱动时间各为3秒，间歇时间为1秒弱洗洗时正、反转驱动时间各为2秒，间歇时间为1秒2.三种洗衣工作程序，即标准程序强洗程序、弱洗程序和甩干程序。
基于的51单片机全自动洗衣机设计(北理工)
全自动洗衣机课程设计基于51单片机，C语言实现。
基本要求模拟全自动洗衣机工作过程。
以电机替代洗衣机电机。
显示洗衣机工作的状态（进水、浸泡、洗衣、脱水、结束）。
显示工作剩余时间（洗衣程序可自定义，时间精度：秒）。
洗衣时交替正、反转。
扩展要求洗衣和脱水时电机转速不同。
增加水位传感器输入。
故障报警。
增加声音提示。
其它自定义功能。
设计用Preteus仿真：仿真图如下：C文件函数代码：#include<reg51.h>//****************************//#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//*******************************////***************************//sbit mo_r = P3^2; //电机右控制线sbit mo_l = P3^3; //电机左控制线//****************************//sbit key_menu = P3^4; // 菜单按键sbit key_on = P3^5; // 开始按键sbit key_off = P3^6; // 结束按键sbit key_se = P3^7; // 菜单选择按键//***************************//sbit led_in = P0^0; // 进水指示灯sbit led_xi = P0^1; // 洗衣指示灯sbit led_pao = P0^2; // 泡洗指示灯sbit led_xx = P0^3; // 脱水指示灯sbit led_out = P0^4; // 出水指示灯sbit led_over = P0^5; // 洗衣结束指示灯sbit led_work = P0^6; // 电机工作指示灯sbit led_wring = P0^7; // 报警指示灯sbit other = P3^1; // 脱水电源控制开关sbit anther = P3^0; // 洗衣电源控制开关//******************************//uchar code num[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 };////*****************************//char sec = 0; // 时间秒char min = 0; // 时间分uchar count=0; // 中断计数uchar flag0=0; // 洗衣机工作状态标志uchar flag1=0; // 进水次数标志uchar flag2=0; // 出水次数标志uchar flag3=0; // 泡洗次数标志uchar err =0; // 报警标志uchar quan = 0;//正反转计数//**********************************//// 函数声明//*************************************// void delay();// 延时函数void in(); // 进水子程序void out(); // 出水子程序void over(); // 结束子程序void xi(); // 洗衣子程序void pao(); // 泡衣子程序void xx(); // 脱水子程序void on(); // 工作on处理子程序void se(); // 显示菜单选择void SEG_display(); //显示时间子程序void key_scan(); // 按键扫描子程序//*****************************//// 延时函数//****************************//void delay(uint i){uint x,y;for(x=i;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}//******************************// // 工作on处理子程序//********************************// void on(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;P0 = 0xff;if(flag0 == 0)in();if(flag0 == 1)xi();if(flag0 == 2)pao();if(flag0 == 3)xx();if(flag0 == 4)out();}//*******************************// // 结束子程序//*********************************// void over(){ other=0;anther=0;P0 = 0xff;mo_r=0;mo_l=0;led_over = 0;EA=0;}//*********************************// // 进水子程序//*********************************// void in(){ anther=0;other=0;P0 = 0xff;led_in = 0;flag1++;mo_r = 0;mo_l = 0;min = 0;sec = 8;}//*********************************// // 洗衣子程序//*********************************// void xi(){ anther=1;other=0;P0 = 0xff;led_work = 0;led_xi = 0;mo_r = 1;mo_l = 0;min = 1;sec = 36;quan = 0;}//*********************************// // 泡衣子程序//*********************************// void pao(){anther=1;other=0;P0 = 0xff;led_pao = 0;led_work = 0;flag3++;mo_r = 1;mo_l = 0;min = 1;sec = 35;quan = 0;}//*********************************// // 脱水子程序//*********************************// void xx(){ other=1;anther=0;P0 = 0xff;led_xx = 0;mo_r = 0;mo_l = 1;min = 0;sec = 50;}//*********************************// // 出水子程序//*********************************// void out(){ anther=0;other=0;P0 = 0xff;led_out = 0;flag2++;mo_r = 0;mo_l = 0;min = 0;sec = 5;}//*********************************// // 显示菜单选择//*********************************// void se(){P0 = 0xff;if(flag0 >= 5)flag0 = 0;if(flag0 == 0){led_in = 0;}if(flag0 == 1){led_xi=0;}if(flag0 == 2){led_pao=0;}if(flag0 == 3){led_xx=0;}if(flag0 == 4){led_out=0;}}//********************************// // 菜单处理子程序//**********************************// void menu(){min = 0;sec = 0;mo_r=0;mo_l=0;SEG_display();while(1){if(key_on == 0){delay(5);if(key_on == 0){while(!key_on);on();break;}}//**************************// if(key_off == 0){delay(5);if(key_off == 0){while(!key_off);over();break;}}//****************************//if(key_se == 0){delay(5);if(key_se == 0){while(!key_se);flag0++;se();}}}}//*********************************// // 按键扫描子程序//*********************************// void key_scan(){if(key_menu == 0){delay(5);if(key_menu == 0){while(!key_menu);menu();}}//********************************// if(key_on == 0){delay(5);if(key_on == 0){while(!key_on);on();}}//*********************************// if(key_off == 0){delay(5);if(key_off == 0){while(!key_off);over();}}}//*******************************// // 显示子程序//*********************************// void SEG_display(){P1=0x01;P2 = num[min/10];delay(10);P1 = 0x02;P2 = num[min%10];delay(10);P1 = 0x04;P2 = num[sec/10];delay(10);P1 = 0x08;P2 = num[sec%10];delay(10);}//*********************************// // 主函数//*********************************// void main(){led_in=0;anther=0;other=0;while(1){SEG_display();key_scan();}}//**********************************// // 定时器0中断处理程序//**********************************//void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){count = 0;sec--;if((flag0==1)||(flag0==2)){quan++;switch(quan){case 1:mo_r=1;mo_l=0;break;case 10:mo_r=0;mo_l=0;break;case 15:mo_r=0;mo_l=1;break;case 25:mo_r=0;mo_l=0;break;default:;}if(quan==30){quan=0;}}//**********************************//if((sec == 0)&&(min != 0)){min--;sec = 59;}//**********************************// if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==0)) //进水结束{switch(flag1){case 1:flag0=1;xi();break;case 2:flag0=2;pao();break;case 3:flag0=2;pao();break;case 4:flag0=2;pao();break;default: err=1;led_wring = 0;}}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==1)) //洗衣结束{flag0 = 4;out();}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==2)) //泡衣结束{switch(flag3){case 1:flag0=4;out();break;case 2:flag0=4;out();break;case 3:flag0=4;out();break;default: err=1;led_wring = 0;}}//**********************************//if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==4)) //出水结束{switch(flag2){case 1:flag0=0;in();break;case 2:flag0=0;in();break;case 3:flag0=0;in();break;case 4:flag0=3;xx();break;default: err= 1;led_wring = 0;}}//***********************************// if((sec<0)&&(min==0)&&(flag0==3)){ sec = 0;over();}}}。
基于单片机的全自动洗衣机系统设计
基于单片机的全自动洗衣机系统设计一、本文概述随着科技的进步和人们生活水平的提高，家用电器在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
全自动洗衣机作为其中的一种，其便捷性和高效性受到了广大用户的青睐。
传统的洗衣机设计在智能化、节能性、操作简便性等方面仍有待提升。
为此，本文提出了一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计，旨在通过技术创新和智能控制，为用户提供更加人性化、高效且节能的洗衣体验。
本文将详细介绍该系统的设计原理、硬件构成、软件编程以及实际应用效果。
我们将对单片机的选择及其在系统中的作用进行阐述，同时分析洗衣机控制系统中所需的传感器和执行器。
接着，我们将深入探讨软件设计的关键技术和算法，包括控制逻辑的实现、人机交互界面的设计以及故障检测和处理机制。
我们将通过实际测试和用户体验反馈，对该系统的性能进行评估和优化。
本文旨在提供一种基于单片机的全自动洗衣机系统设计方案，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
通过不断优化和创新，我们期待这种智能化、高效且节能的洗衣机能够在未来得到更广泛的应用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
二、系统总体设计全自动洗衣机系统的设计，基于单片机作为核心控制器，旨在实现洗衣机的全自动化和智能化。
整个系统由单片机、电机驱动模块、水位检测模块、洗涤剂投放模块、温度控制模块、显示模块和用户交互模块等多个子模块组成。
我们选择一款性能稳定、价格适中且易于编程的单片机作为本系统的核心控制器。
该单片机将负责接收用户输入指令、处理传感器信号、控制各功能模块以及实现与显示模块的通信。
通过编程，单片机能够实现对洗衣机的全面控制，包括启动、停止、调整洗涤方式、设定洗涤时间等功能。
电机驱动模块是洗衣机的动力来源，负责驱动洗衣机的电机进行旋转。
我们选用一款能够驱动电机正反转且具备调速功能的驱动模块，通过单片机输出的PWM信号实现对电机转速的精确控制。
电机驱动模块还具备过流保护功能，以确保系统的安全可靠。
基于单片机的自动洗衣机设计
基于单片机的自动洗衣机设计基于单片机的自动洗衣机设计1 总体方案设计分析1.1全自动洗衣机控制方法选择在全自动洗衣机中，现在比较通用的控制手段是利用单片机或者PLC两种方法，本课设选用的是单片机。
之所以选用单片机主要考虑了以下原因，首先，单片机具有较强的抗干扰能力，当受到外部强干扰，程序出错时，可以自动使系统复位重新执行程序。
并且采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件，控制电磁阀和电机。
其次，单片机具有欠压和过压保护，欠压时，控制器不工作；超压时，保护电路起作用。
再次，单片机还具有瞬间掉电保护功能，电源短时间停电后，电压恢复时，能够维持原来运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。
最后，各种操作和洗衣机的运行状态均可以用LED显示。
此外，在硬件规模方面，单片机相当于将一个基本规模的单板机所具有的资源复合在一块芯片上，因此具有相当的规模；在功能方面，单片机已经超过了PLC的功能；在指令系统方面，如果将单片机的指令系统PLC的指令系统相比较，除单片机的数据传送能力较弱一点之外，单片机的指令系统已大大超过PLC；此外，无论在性价比方面，还是在体积、重量方面相比较，单片机都比PLC优越得多。
综合上述原因本章设采用单片机来完成。
二、方案构思全自动洗衣机由洗衣系统和控制电路组成。
其控制电路分为机械和电脑型，电脑型控制电路是以单片机作为控制电路的核心。
自动洗衣机的洗衣程序，键盘上有两个按钮01键和02键。
01键设为开始按钮；02键设为停止按钮，其功能是按下停止按钮后洗完一个周期后停止，中间不能停。
洗衣机的标准洗衣程序是；开始--进水--洗涤--排水--进水--清洗--排水--脱水。
1.洗涤过程通电后，洗衣机进入暂停状态，以便放好衣物并且等待按下开始按钮。
当按下开始按钮01时，进入洗涤过程。
首先进水阀打开，开始进水，向洗衣机供水；当到达预定水位时，进水阀关闭，停止进水；步进电动机接通电源，开始旋转，形成洗衣水流。
51单片机自动洗衣机控制系统
项目一洗衣机控制一、项目内容及要求。
内容：设自动洗衣机的控制要求是：启动后先开启进水阀进水，水位到达设定值后关闭，然后波轮按正转5秒、反转5秒，正、反转之间停3秒的规律不断循环转动，直至达到设定时间停止，之后打开排水阀放水，水放完后洗衣桶旋转脱水，1分钟后停止并关闭排水阀，洗衣过程结束。
要求水位设置不少于高、中、低三档，洗衣时间在3——12分钟范围内可调，以1分钟为单位，排水时间定为1分钟。
运动执行器用指示灯模拟，水位用开关模拟，试设计该洗衣机的控制电路。
要求：⑴画出控制系统的框图，说明系统方案设计的思路、理由或依据；⑵选择、确定组成控制系统的各个单元，并阐述选择确定的原则或依据；⑶画出完整的电气原理图，介绍整体电路的工作原理、性能或特点；⑷如采用单片机控制，给出单片机程序的流程图和清单，说明程序的工作原理。
⑸制作实物电路，验证设计、制作是否正确。
二、题目分析及设计思路。
1.技术要点：①要对自动洗衣机的整个流程要清楚，要清楚哪些步骤比较重要。
对于洗衣机优先级最高的应该是暂停这个功能。
因为一旦当洗衣机盖子被打开或者发生什么意外情况，洗衣机必须马上停止工作，这也是出于对安全问题的考虑。
②洗衣机在洗衣的过程中波轮按正转5秒、反转5秒，正、反转之间停3秒的规律不断循环转动，直至达到设定时间停止。
当到了设定的时间以后洗衣机便要进入下一个的洗衣流程。
③设置洗衣机时间和水位必须要显示结果，方便用户查看。
④单片机程序中的设计洗剂时间这些要做到比较精确，这样才能保证洗衣机能将衣服洗的比较干净。
⑤水位设置的处理，因为考虑到身边没有水位传感器，这里我用限时的方法来完成低、中、高三个水位的设置。
⑥进水和出水的电磁阀我这里都是用LED灯显示来代替了，进水和出水我会将对应的LED点亮来表示进水和出水。
三、方案设计说明。
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、排水和脱水等阶段。
控制系统主要由电源模块、单片机控制系统和外部硬件电路构成。
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基于51单片机的全自动洗衣机控制系统设计1 引言全自动洗衣机作为家用电器，已经走入了千家万户的生活中，成为了我们生活的必需品。
目前中国的洗衣机市场需求特别大而且潜力巨大，人们对洗衣机的要求也越来越高。
目前洗衣机的功能很多，但是并不能完全满足人们的需求，这就要求设计者们在进行设计以及改进是更加贴近生活，符合民意，将人们的需求变为设计的根本，创造出更节能、更安全、更干净舒适的全自动洗衣机。
目前的洗衣机市场竞争压力大，各个厂商在设计和制造时往往只能单一提现洗衣机的几个功能，体现出自己的个性化而并不能全面兼备。
这就给我们带来了生活上的不便，我们需要更加智能而且全面的洗衣机。
所以，本论文就全自动洗衣机的选择与性能设计进行讨论与设计。
此次设计需要解决的问题有：如何选择本次设计的全自动洗衣机类型；分析此类全自动洗衣机的优缺点，提出课题设计方案方向；就全自动洗衣机的安全性与清洁性进行设想与设计；单片机与传感器的选择、安置以及各自实现的功能；电路及控制系统的设计。
1.1课题的提出及意义本次所选择的题目为基于单片机的全自动洗衣机的控制系统的设计。
在我们日常生活中，全自动洗衣机主要可以分为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。
在选择洗衣机的类型之前，要对两种洗衣机的应用范围、工作方式、内部结构进行了解调查。
通过走访邻里和网上调查，了解相对小样本下两种洗衣机的使用情况以及在使用过程中出现的一系列问题，根据使用数量的多少和出现问题的程度，选择使用量和出现问题较多的洗衣机。
选题人自行调查两种洗衣机的工作方式、工作流程、工作原理以及软硬件的构成，自行观察两种洗衣机的实际运行过程以及运行结束后水、衣服的清洁程度。
通过对比两种洗衣机的运行过程以及运行模式，1选择洗衣较为干净，运行更接近于手洗模式的洗衣机，选定为我们此次研究对象。
通过选题人的对比和观察，此次研究对象选择为滚筒式全自动洗衣机。
本课题针对于当下全自动洗衣机的研究现状以及能够实现的功能，结合自身的生活需求和常见问题，能够做出基本满足本课题选择的滚筒式全自动洗衣机的控制系统设计。
1.2国内外研究现状在以前的生活中，人们只能通过不断重复的手动操作来洗衣服，整个过程十分劳累而且时间很长。
后来，人们发明了洗衣机来大题手工洗衣，洗衣机也经历了越来越智能的蜕变。
随着洗衣机越来越智能化，也越来越解放人们的双手和生活，可以说，洗衣机的一代代进步，改变了人们的生活方式。
进入21世纪以来，各大厂商研制出了各类智能全自动洗衣机，可以根据不同的洗衣情况，以及不同的水温、水位，从而选择出最佳的洗涤程序。
此外，现代的全自动洗衣机还被研发出了更加接近人类手洗程度的功能，或者是更加贴近人们生活的智能洗涤程序，而这些功能都可以通过一个小小的按键来实现操作。
另外还有专门针对婴儿、妇女等特殊群体的洗衣机，以及定位不同档次的洗衣机。
随着现在智能家居的概念普及开来，很多厂商在研发产品的时候都着力于更加智能化，力求通过自己的产品为人们带来“智慧”的洗衣体验。
现代的全自动洗衣机大致可以分为以下几种：按自动化程度分为：（1）普通型洗衣机：各功能的转换都需要手动操作；（2）半自动型洗衣机：在使用过程中，任意两个功能能够实现自动转换；（3）全自动型洗衣机：各功能间的转换全部自动完成。
按结构原理分类来分为：（1）波轮式洗衣机：通过波轮旋转，洗涤液在波轮带动衣物旋转翻动的同时清洗衣物；（2）滚筒式洗衣机：具有套筒装置，滚筒绕2 2轴心旋转并带动衣物翻滚，模拟手洗时的重复摔打过程，洗涤液在摔打过程中进入衣物从而进行清洗；（3）搅拌式洗衣机：采用立式洗衣桶，在桶的中央置有一2 3根装有搅拌桨的垂直立轴。
轴在旋转时就爱那个洗涤液搅拌进入衣物，实现清洗功能；（4）喷流式洗衣机：在立桶的侧壁装有波轮。
电动机起动带动侧壁波轮旋转，利用具有清理冲击力的水流将衣物在洗涤液中甩打、抛掷、揉搓、冲刷，实现清洗功能。
1.3本课题的研究内容和预定目标1.主要内容：设计一个用单片机控制的洗衣机控制器。
以单片机为核心，扩展必要的外围电路，设计一个洗衣机的控制器。
2.主要功能:（1）标准洗涤：洗涤十二分钟；漂洗六分钟，三次，脱水三分钟。
（在此次设计中为了便于观察结果，时间有所调整）（2）有启动／暂停按钮控制：按菜单键，再按菜单选择键，选择所需要的功能，工作时，按停止键停止。
（3）具备进水与脱水功能。
（4）具备指示功能：进水时进水指示灯亮；洗涤时洗涤指示灯亮；排水时排水指示灯亮；漂洗时漂洗指示灯亮；脱水时脱水指示灯亮。
2 课题总体方案的设计32.1 洗衣机类型的选择本课题选取了两种市面上主流的全自动洗衣机作为选择对象进行对比选择，分别是波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。
在课题开始前，我们将这两种洗衣机的性能和问题进行了详细的对比。
2.1.1 波轮式洗衣机波轮洗衣机在立桶的底部安装有一个圆形的波轮，上面有突出的立棱。
在洗衣机启动后，电机带动波轮的旋转，通过电机的正反转，桶内形成同向旋转的漩涡，衣物在桶内的水中进行摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。
波轮式洗衣机的特点： 1、波轮转动带动的水流对衣物的损伤较小；2、利用单片机进行控制，简单易操作；3、内桶材质为不锈钢； 4、洗衣使用同心洗功能；5、如果型号为变频波轮式洗衣机，就可以对针对不同衣质的衣物选择不同的电机转速，从而选择出最佳的洗涤条件，既能保证洗净衣物，又能最大程度的降低对衣物的磨损。
优点：单片机控制省时省力，洗衣速度较快；缺点：相比较其他类型的洗衣机耗电、耗水，衣服容易出现缠绕，打结的情况。
2.1.2 滚筒式洗衣机4滚筒洗衣机和波轮洗衣机一样具有不锈钢内桶结构，普遍也通过单片机进行控制，具有质地较好的外壳和内置平衡装置一同来平衡滚筒旋转时产生的巨大离心力，重复的洗衣运动加上洗涤液和水进行共同作用使衣物洗涤干净。
滚筒式洗衣机具有如下性能： 1、水温的平衡可以更好地软化衣物纤维，减小洗涤过程中衣物的损伤和变形程度，并且还可以使洗后的衣物柔软而蓬松；2、洗涤过程中加热的水温可充分溶解洗涤液，加快洗涤液中弱酸性物质与污物的化学反应速度，提高洗衣粉中酶的活性；3、温度高有利于污物在水中的扩散；4、高温能有效的杀死一些细菌。
优点：单片机的控制可以使得所有程序自行运转、衣物无缠绕，是最大程度地减小损耗衣物的洗衣方式。
缺点：洗衣时间普遍较长。
滚筒洗衣机在运行洗衣程序时机盖无法打开，添加衣物不方便。
2.1.3 选取标准1、从洗衣时间来看：波轮时间更短；2、从省水省电来看：波轮耗水滚筒耗电；3、从衣物的磨损度来看，滚筒洗衣机模拟手搓，洗净度均匀、磨损率低，衣服不易缠绕；2 54、从洗净度方面来看，用常温水洗的话，波轮洗的更干净；而滚筒的则需要加热洗才能洗干净（但有的衣服一加热就变形）。
滚筒的洗净比都是1.03。
综合以上的对比，滚筒洗衣机更能模拟人的手洗过程，更符合人们的生活需求，性能方面更加全面只能。
本次课题选取滚筒全自动洗衣机进行性能设计。
2.2 洗衣机的设计方案1. 按键功能。
洗衣机面板上有4个按钮K1、K2、K3、K4。
K1为菜单键，在按K4键时，需先按下K1键，防止误操作。
K2为开始键，用于启动洗衣机。
K3用于停止。
K4为菜单选择键，用于选择用户所需的功能。
2. 洗衣功能。
通电后，若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。
进入洗涤过程，首先进水，进水指示灯亮，开始向洗衣机供水，当到达要求时间时，停止进水；电机M接通，带动波轮旋转，形成洗衣水流。
电机M是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。
3. 漂洗功能。
漂洗过程与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。
4. 脱水功能。
洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止转动，开始排水。
排水完毕，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。
5. 报警与指示功能。
在运行相应的程序时相应的指示灯会亮起，并在结束运行程序时采用蜂鸣器报警。
2.3 设计方案的总体结构本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括按键的输入、进水、洗涤、漂洗、排水和脱水等阶段。
利用电源电路供给电源，单片机控制系统控制洗衣机的运转过程，主要由AT89C51单片机、2位共阳数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成。
如图1为设计总方框图：3 洗衣机硬件部分设计3.1单片机选取在本次课题的设计中，主要的涉及的内容是单片机，我们需要用单片机和控制电路一起运行来控制我们所设计的洗衣机。
当洗衣机发生损坏或出现故障的时候，如果不是外部机械系统的问题，就要从我们所设计的单片机控制系统和与其一起运行的控制电路入手检查。
洗衣机内的单片机根据按键系统接受到的操作面板的动作指令，给其他元器件发出执行命令，使得电动机、进水阀、排水阀等通电运行；同时，单片机微控器还要监测洗衣机的各部件的工作状态，判定工作正常与否，一旦有异常，就立刻送出停止的命令。
这些功能都是由电单片机微控器配合各种电路控制来实现。
本次课题选择的是AT89C51单片机。
AT89C51是一种低耗能、高性能8位微控制器字节的系统内可编程快闪记忆体，具有8位微控制器字节的系统内可编程快闪记忆体，该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
AT89C51单片机具有如下功能：8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器，32 位的I/O 端口线。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
引脚图如图2所示：3.2 电源电路设计生活用电为220V，变压器T经过变压后形成12V交流电，再通过4只二极管全桥整流，电容C4、C6滤波后得到直流电压，经过三端稳压管稳压得到稳定的+5V电压给各器件供电。
电源电路如图3所示：3.3 电机控制电路设计电机控制电路如图4所示，其中包括步进电机驱动芯片L298。
L298是双全桥步进电机专用驱动芯片，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动两个二相和一个四相步进电机，内含两个H-Bridge的高电压、低电流双全桥式驱动器，接受标准TTL逻辑准位信号可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压，此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号3.4 蜂鸣器报警电路设计在洗衣机运行结束后，蜂鸣器会发出警报提示用户洗衣程序的结束。
蜂鸣器与单片机的P0.7口相连，当P0.7口为低电平时蜂鸣器报警，用三极管驱动蜂鸣器。
蜂鸣器报警电路如图5所示：3.5显示电路设计显示模块由数码管构成。
在本次设计中，我们采用两位共阳数码管来显示洗衣机在运行相应程序的时候倒计时的时间。
两位数码管分别与单片机的P2口以及P1.2、P1.3口连接，其中，P1.2和P1.3口控制数码管的位码，P2口控制数码管的段码。