全自动洗衣机自动控制文献综述

全自动洗衣机自动控制文献综述

专业班级作者指导老师

前言：

随着社会经济的飞速发展，其现代化控制技术也不断地革新发展。例如运用单片机对机器设备、电子电路、电气主要部件的控制，从而大幅度提高电子产品的自动化率，满足了广大人们对生活质量的的一大舒心需求。因此主要运用单片机控制的全自动洗衣机将是人们在实际生活中非常向往和需要的，它能减少过去传统洗衣机的繁琐人为的机械化步骤，改变以前洗衣机的电机控制方式，取而代之的是用户只需使用前的几下按钮操作就能让机器完成洗衣步骤。

全自动洗衣机主要采用单片机控制技术。单片机（MCS-51系列单片机）诞生于20世纪70年代末，它是将中央处理器、数据存储器、程序存储器以及I\O接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统。

单片机嵌入系统有嵌入性、专用性、计算机系统三个基本要素。

MCS-51系列中的一片8751芯片，内部构造了完整的计算机硬件系统。从CUP、储存器到输入输出端口，一应惧全。只要写入程序，就可完成中央控制或数据采集、处理及通信传输的信息处理机，MCS-51单片机指令系统中为适应控制的需要设有极强的位处理功能，具有加、减、乘、除指令；CPU时钟高达12MHZ，完成单字节乘法或除法运算仅需要4Ns,具有多机通信功能，可作为多机系统中的一个子系统。

在《单片机高级教程-------应用与设计》（何立民编著北京航空航天大学出版社）一书中谈到单片机控制要求的经典体系结构：从冯*诺依曼机构（数据存储器空间和程序存储器空间合一的结构构想）到哈佛结构。单片机通常采用后者，这是由单片机面向控制化对象的应用特性所决定。简言之就是要用较大的程序存储器来固化已调试好的程序；较小的数据存储器存放少量的随机数据。小容量的数据存储器可以以高速寄存器的形式集成在单片机内，有利于加快单片机的执行速度。但是，拥有2个完全独立的64KB程序存储器空间与64KB数据存储器空间的典型哈佛结构无法满足CPU运行时的高速数据存取需要。因此，还要设置不占用64KB数据存储器空间的内部RAM，以满足通用寄存器、堆栈、特殊功能存储器和高速缓存需求。

正文

单片机及洗衣机的发展历史

1、单片机出现历史并不长，它的产生与发展及微处理器的产生与发展大体上同步，也经历了四个阶段：

第一阶段：1971——1974年，4位微处理器INTER4004及8位微处理器INTER8008，这些计算机价格便宜、功能有限，只用于消耗类电子产品。

第二阶段：1974——1978年，初级单片机阶段，以INTER公司的MCS—48为代表的8位单片机。

第三阶段：1978——1983年，高性能单片机阶段。以INTER公司的MSC—51，Motorola 公司的6801和Zilog公司Z8等为代表。这一阶段推出的单片机普遍有串行口，有多级中断处理系统、16位定时器/计数器，有的片内还带有A/D转换器接口、片内RAM、ROM容量加大，寻址范围可达到64K字节。广泛应用于工业控制、外部设备控制、宏观控制、局部网络应用及家用计算机中。

第四阶段：1983年至今，8位单片机巩固发展及16位单片机推出阶段。例如Mostek公司的MCS—96集成度为12万只品体管/片，寻址范围64K字节、5个8位串行口、一个全双工串行口、4个16位定时器、8通道10位A/D转换器等，另外MCS—96指令能处理位、字节、字，有16位乘16位乘法、32位除16位除法指令，一块单片计算机的功能可以和一台多片系统机相媲美。

2、1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。

1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快.

1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。经历了上百年的发展改进，现代蒸汽洗衣机较早期有了无与伦与的提高，。

1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。

1922年，美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。

1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！

第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种"前置"式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。到了40年代便出现了现代的"上置"式自动洗衣机。

1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。

70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。

80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚……

90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。之后，随着科技的进一步发展，滚筒洗衣机已经成了大家耳濡目染的产品。伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。

软硬件组成模块

本课题的硬件构架，由MCS—51 单片机作为主控制器，MOSFET作为开关管，由IRF2103作为MOS管的驱动芯片，控制系统可靠运行。经过对《MCS—51单片机原理接口及应用》、《传感技术与应用教程》等资料的搜集及对系统模块结构有了大体的构思后，开始进行系统的具体设计以及应用软件设计。总体来说，本次设计的基本思路是软件和硬件两个部分。其中硬件部分主要有下面几个模块：

1、微机部分即核心单片机模块：

2、布质布量检测模块；

3、浑浊度检测模块；

4、水位检测模块；

5、洗涤温度检测模块；

6、电机系统的设计模块。

软件部分主要完成系统功能设置，即系统的智能部分。主要模块有：主程序模块、电机驱动模块、布质布量检测模块、浑浊度检测模块、水位及洗涤检测模块等。

单片机系统电路

1主控制系统—单片机控制电路如下图

功能实现：洗衣机控制系统控制器可设定高、中、低水位，控制电动机的正反转，自动进水和排水。自动进水和排水次数为1—5次，设定电动机的循环次数为1—9次。

2、水位检测电路

主要采用74HC000逻辑控制部件，以与非门接入的形式，设计成低、中、高水位三种功能要求，外加数码显示电路显示电路显示水位的模式，水位检测控制电路如下图

电机控制电路采用H桥式电路，已达林管TIP122和TIP127组成复合管形式，提供稳定工作电源，能为电机驱动提供3A的电流，实现电机的正常工作环境，该部分的主要原理图如下

总结

该全自动洗衣机与传统洗衣机不同之处在于该洗衣机侧重水流的改变、动力的加大。现在，在拥有高度自动化、智能化、人性化、模糊控制的洗衣机面前，用户只需按几下按钮就可以让机器按照其程序工作。本系统实现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、排水和脱水等价段。控制系统主要由电源电路、数字控制电路和机械控制电路构成。电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V电源，数字控制电路负责控制洗衣机的工作工程，主要由AT89S51单片机、三位共阴数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；机械控制电路实现传感器检测、电机驱动、进水、排水等功能，主要由水位检测器、电动机、传动系统部件、金水排水电磁阀组成。

基于单片机的智能洗衣机控制系统主要由单片机控制、传感器和电机组成，

只有单片机、传感器和电机有机结合才能设计出符合拥护要求的洗衣机控制系

统。智能洗衣机控制器的发展方向，主要归结为标准化、结构化模快化、高安全

高可靠、简单化与低成本、智能化与多功能等5个方面。但在我国目前洗衣机行

业，存在着以下一些问题：

1、节能节水需进一步加强；

2、噪音有待进一步降低；

3、自动化程度有待进一步提高；

4、价格偏贵。

出现这一现象，显示了巨大市场前景面前行业基础工作的不成熟：标准化工作滞后，行业割据严重。标准化——行业发展的必由之路。目前，中国在设计方面存在严重不足，拥有自主知识产权核心技术严重缺乏，导致各行业发展受到技术瓶颈的制约。随着全球化的深入，市场竞争的加剧，许多中小企业会被退出这个市场。智能技术是高新技术领域中的一个重要阵地，我们必须牢牢把握住我国面前的发展机遇，大力发展智能技术。洗衣机做为全球家电市场的重要组成部分，它的智能化是大势所趋，如果不能抓住时机，加快发展，拥有自己的核心技术，打造自己的国际知名品牌，我们的家电业很难在全球化的浪潮中利于不败之地。

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