2019年12月05日 | 单片机全自动洗衣机程序+仿真+原理图设计调试与分析

一、设计任务与要求

利用51单片机模拟全自动智能洗衣机。

• 按键功能要求
  

• 通过“K1”键步进改变“标准]经济、单独、排水”四种方式，执行相应的程序。对应指示灯亮。

• 通过“K2”键步进改变“强洗、弱洗”两种方式，执行相应的程序，对应指示灯亮。

• 通过“K3”键控制洗衣机运行、暂停和解除报警功能。

  
  

• 方式功能选择要求
  

一般洗衣机的步骤为：洗涤，漂洗，脱水，当处于某种状态时，对应的指示灯以0.7S周期闪烁，当洗衣机在洗涤过程中，洗涤指示灯闪烁。可以通过方式选择设定具体的运行过程。

• 标准方式：进水—> 洗涤 —> 排水 —> 进水 —> 漂洗 —> 排水 —>进水 —> 漂洗—> 排水 —> 脱水。

• 经济方式：进水 —> 洗涤 —> 排水 —> 进水 —> 漂洗 —> 排水 —> 脱水。

• 单独方式：进水 —> 洗涤。

• 排水方式：排水 —> 脱水。

• 强洗即电动机转速快，弱洗即电动机转速慢。
  

• 整机功能要求
  

• 开机默认状态为标准方式、强洗。

• 在洗涤和漂洗过程中，电动机正转一次，反转一次，连续运行。

• 在进水和脱水过程中，相应的指示灯亮，继电器吸合。

• 当执行某个步骤时，只有“K3”键有效，按下暂停，再按恢复运行。

  
  

• 方案设计与论证
  

全自动洗衣机的实现方案组成框图如图一所示。它主要有电源、单片机最小系统、开关检测电路、控制按键输入电路和LED指示电路、继电器和电动机电路。

• 硬件电路设计 
  

图二

• 电动机驱动模块电路设计
  

电动机驱动采用LD298电动机驱动芯片，单片机P25、P24与L298的IN1、IN2分别对应相连，ENA直接接VCC，后面所加4个二极管VD3到VD6起连续作用。电动机驱动电路原理图如图二所示。

• 电源模块电路设计
  

电动机驱动芯片的电源VCC和VS之间通过0欧的电阻R20进行隔离后，对LD298进行供电。

• 控制按键
  

如图二所示，K3键接到单片机的外部中断0，通过中断实现运行、暂停、继续运行的控制功能，当K3键第一次按下时（num2=1）正常运行，当K3键第二次按下时（num2=2）暂停运行。

• 进水阀和排水阀控制继电器
  

如图二所示，单片机的P23用来控制排水阀继电器，P22用来控制进水阀继电器，P22和P23对应输出为0时对应的阀打开，输出为1时对应的阀关闭。

软件设计

1）流程图

主程序流程图如图三所示。

• 程序
  

程序附在最后

图三

• 调试与分析

1、软件调试：

写程序代码时应先搭建好硬件电路，然后根据硬件电路写程序代码。在调试程序过程中，先保证程序能够运行无错误，然后在烧到实物中观察结果。

2、硬件调试：

硬件电路设计与软件设计完成后，将程序烧写到单片机中，观察运行结果是否符合要求。如果不符合设计要求，应先检查硬件是否能正常工作，如用实验板自带的正确代码检测硬件电路；然后根据设计要求到程序代码中分模块进行调试，比如该设计需用到液晶、矩阵键盘、定时器、独立键盘、中断和LED灯等，如果测试过程中液晶模块不能正常显示或者显示乱码，应将液晶模块单独分离出来进行测试，其他模块亦是如此。程序调试完成后，应在硬件电路上反复运行，以确保程序和硬件电路的稳定性。

• 总结
  

这次单片机程序设计专周，我感觉收获了很多，尤其是在提升自身的工作和自主学习能力方面。我在大二上学期就开始在实验室自学单片机，但是因为是自学，自觉性就很差，而且自学也是一件比较难的事，学习过程中一直都是学习和模仿别人的代码，看着别人写出来的程序代码，总觉得都能看懂，所以自己基本上没有自己构思写程序代码，唯一做过一次全自动洗衣机也是看着别人写的源程序代码，不停的修修改改。

这次刚拿到设计题目时，本以为不难，一开始还信心满满，然而开始做就感觉有些茫然了，尤其是题目中还有些知识是我还没学过的，比如液晶。所以我们组就必须得先把液晶学了，把需要学习的模块学完后，先是毫无头绪的写主程序，整个过程举步维艰，然后我们去学习了别人的设计方法，开始分工和分模块进行。组内分组搭建硬件电路，和写程序，先把电路搭建好，再写程序。写程序的过程中，我们是把程序分成几个小模块：液晶显示模块、键盘输入模块、抢答模块，然后每个模块写成子程序，在主程序中只需调用各个子程序即可。

在程序调试过程中，也遇到各种问题，但都逐个解决了。在整个设计过程中，我学到了许多课堂上老师无法传授的知识，也真正地做出了一件自己的产品。

单片机源程序如下：

        #include

        #define uchar unsigned char

        #define uint unsigned int

        uchar num=0,num1=0,num2=0,num3=0,num4=0,num5=0,num6=0,flag=0,flag1=0,flag4=0,flag5=0,circle=0;

        sbit ledbiaozhun=P1^0; //LED指示灯

        sbit ledjingji  =P1^1;

        sbit leddandu   =P1^2;

        sbit ledpaishui =P1^3;

        sbit ledqiangxi =P1^4;

        sbit ledruoxi   =P1^5;

        sbit ledxidi    =P1^6;

        sbit ledpiaoxi  =P1^7;

        sbit ledtuoshui =P2^0;

        sbit sshuiwei   =P3^6; //水位开关

        sbit sgai       =P3^7; //盖开关

        sbit paishui=P2^3; //排水阀控制

        sbit jinshui=P2^2; //进水阀控制

        sbit U2=P2^4;

        sbit U3=P2^5;

        sbit k1=P3^0;  // 步进改变"标准、经济、单独、排水"四种方式

        sbit k2=P3^1;  //强洗、弱洗

        sbit k3=P3^2;  //运行、暂停和解除报替功能

        void init()

        {

                uchar a=0,b=0,c=0;

                TMOD=0x01;                       //T0工作于方式1

                TH0=(65536-50000)/256; //定时时间50ms

                TL0=(65536-50000)%256;

                EA=1;                                   //开总中断

                ET0=1;                                   //开T0中断

                TR0=0;                                   //关闭T0

                EX0=1;                                   //开外部中断0

                IT0=1;                                   //外部中断0边沿触发方式

                U2=1;                                   //电机停转

                U3=1;

                P0=0xff;

        }

        void delayms(uint xms) //延时

        {

                uint i,j;

                for(i=xms;i>0;i--)

                        for(j=110;j>0;j--);

        }

        void key()                //控制按键

        {

                circle=1;

                if(k1==0)                //标准、经济、单独、排水按下

                {

                        delayms(10); //延时消抖

                        if(k1==0)         //再判

                        {

                                num++;         //K1按下次数加1

                                if(num==4)

                                        num=0;        //等于4，按下次数清0

                                while(!k1);        //等待按键释放

                        }

                }

                if(k2==0)                                //强弱选择

                {

                        delayms(10);   //延时消抖

                        if(k2==0)           //再判

                        {

                                num1++;         //按下次数加1

                                if(num1==2)

                                        num1=0;        //等于2，按下次数清0

                                while(!k2);        //等待按键释放

                        }

                }

        }

        void qiang()                          //强

        {

                if(flag4==0)  //电机正转

                {        

                        U2=0;

                        U3=1;

                }

                if(flag4==1)  //电机反转

                {

                        U2=1;

                        U3=0;

                }        

        }

        void ruo()                        //弱

        {

                if(flag5==0) //电机正转

                {        

                        U2=0;

                        U3=1;

                }

                if(flag5==1) //电机反转