邵陽學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

改革開放后，隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，智能化的生活越來越普遍。全自動(dòng)洗衣機(jī)在我們的生活越來越重要，它能更好地解放人們的雙手。緩解人們在家務(wù)勞動(dòng)中的壓力。本設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的核心芯片，它以體積小、功能全、價(jià)格低、開發(fā)方便等優(yōu)勢得到了電子工作者的認(rèn)可。洗衣機(jī)在單片機(jī)的控制下具有對洗衣機(jī)的智能控制，當(dāng)設(shè)置完畢后，通過自動(dòng)檢測水位，對衣物進(jìn)行洗滌，洗滌結(jié)束進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警提示，系統(tǒng)能根據(jù)不同的洗衣方式對電機(jī)速度進(jìn)行控制并顯示。

洗衣機(jī)；STC12C5A60S2單片機(jī)；智能控制

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

洗衣機(jī)的控制電路是用STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。STC12C5A60S2單片機(jī)為主要的控制單元，擴(kuò)展我們所需要的外部電路，來實(shí)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的功能，組成一個(gè)能實(shí)現(xiàn)我們所想要實(shí)現(xiàn)的洗衣機(jī)的控制器。洗衣過程為在接通電源后，按啟動(dòng)電源鍵?？梢赃x擇自己想用的洗衣時(shí)間15、20 、30分鐘或單獨(dú)脫水。然后按啟動(dòng)鍵洗滌工作開始。開始洗滌過程，首先進(jìn)水閥打開。開始向洗衣機(jī)進(jìn)水，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水；電機(jī)M電源接通，開始進(jìn)入洗滌過程。所設(shè)計(jì)的電路，能夠使電機(jī)M能夠正反轉(zhuǎn)。產(chǎn)生不同方向的水流，這樣更容易把衣服洗干凈。本文采用了STC12C5A60S2單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)智能洗衣機(jī)的主控制器，這個(gè)控制器主要有時(shí)鐘電路、電源電路、顯示電路、復(fù)位電路、按鍵電路和執(zhí)行電機(jī)部分等組成。電機(jī)電路部分是由于兩個(gè)繼電器的吸和狀態(tài)，讓電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。從而帶動(dòng)水流，達(dá)到洗衣的效果。把STC12C5A60S2單片機(jī)與兩位一體數(shù)碼管連來一起，然后編程使用C語言編程來控制它，最后實(shí)現(xiàn)智能洗衣機(jī)自動(dòng)化顯示功能，從而達(dá)到所設(shè)計(jì)的效果。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)最基礎(chǔ)的就是系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)要考慮許多方面的因素，除了實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)基本功能以外，我們還要考慮諸多因素：比如設(shè)計(jì)所用的器件能不能買到、所做系統(tǒng)的穩(wěn)定性能不能達(dá)到、所設(shè)計(jì)的功能能不能實(shí)現(xiàn)、價(jià)格是不是能接受、編程容不容易實(shí)現(xiàn)和器件的兼容性等因素。所以我們所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)非常重要。以下是對所設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體分析。

微控制器模塊采用了STC12C5A60S2單片機(jī)來控制各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)?；赟TC12C5A60S2單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫x用模塊化設(shè)計(jì)更能直觀的反應(yīng)出我們所設(shè)計(jì)的具體模塊。設(shè)計(jì)的功能模塊包括了一下幾個(gè)功能：單片機(jī)控制系統(tǒng)、電源、時(shí)鐘、復(fù)位、按鍵控制、直流電機(jī)控塊和顯示等模塊。洗衣機(jī)的主要功能有強(qiáng)弱洗滌功能、單獨(dú)脫水功能、進(jìn)排水功能、水位檢測功能、控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速、顯示洗滌時(shí)間和洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的功能。顯示模塊由發(fā)光二極管和LED顯示器組成。發(fā)光二極管的英文縮寫為LED。水位傳感器是深圳科易互動(dòng)公司最新推出的一款產(chǎn)品，它的主要特點(diǎn)是簡單易用、小巧輕便、性比價(jià)較高的水位檢測傳感器。其工作原理為通過具有一系列暴露的平行導(dǎo)線線跡其水量的多少。與國外同類產(chǎn)品相比、不但體積小、功能強(qiáng)、而且設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn):水量到模擬量的轉(zhuǎn)換；可塑性強(qiáng)、本傳感器輸出為基礎(chǔ)模擬值；低功耗、靈敏度高；可以直接與微處理器或其他邏輯電路相連接，適合各種開發(fā)板與控制器。我們設(shè)置一個(gè)水位，在洗衣機(jī)進(jìn)水閥打開時(shí)達(dá)到我們所設(shè)定的值，指示燈會(huì)點(diǎn)亮。在出水閥打開時(shí)小于我們所設(shè)定的值時(shí)，指示燈會(huì)點(diǎn)亮，從而達(dá)到模擬水位的效果。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。本設(shè)計(jì)用AD0832芯片作為改設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換芯片電路圖。此電路的主要作用是把水位的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。

三、軟件部分設(shè)計(jì)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分析了系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)分析。通過對流程圖的分析可以掌握程序的運(yùn)行情況以及數(shù)據(jù)的流向。程序的好壞還需要配合硬件電路的設(shè)計(jì)與仿真，在軟件仿真的基礎(chǔ)上形成準(zhǔn)確的程序?；赟TC12C5A60S2單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟件編寫采用C51語言，單片機(jī)C51語言兼?zhèn)涓呒壵Z言與低級語言的優(yōu)點(diǎn)。語法結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)C語言基本一致，語言簡潔，便于學(xué)習(xí)。運(yùn)行于單片機(jī)平臺(tái)，支持的微處理器種類繁多，可移植性好。對于兼容的8051系列單片機(jī)，只要將一個(gè)硬件型號(hào)下的程序稍加修改，甚至不加改變，就可移植到另一個(gè)不同型號(hào)的單片機(jī)中運(yùn)行。有高級語言的特點(diǎn)，盡量減少底層硬件寄存器的操作。單片機(jī)C51語言提供了完備的數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符及函數(shù)供使用。C51語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，可以使用一對花括號(hào)“{}”將一系列語句組合成一個(gè)復(fù)合語句，程序結(jié)構(gòu)清晰明了。C51語言代碼執(zhí)行的效率方面十分接近匯編語言，且比匯編語言的程序易于理解，便于代碼共享。

四、結(jié)論

在中國大陸，洗衣機(jī)自1980年代初進(jìn)去家庭,慢慢的從單缸洗衣機(jī)發(fā)展到雙缸洗衣機(jī)再到全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)也從最初的普通式全自動(dòng)洗衣機(jī)到有微機(jī)控制自動(dòng)洗衣機(jī),然后到采用模糊控制技術(shù)的模糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)是一種洗滌、漂洗、脫水三種功能之間可以相互切換的洗衣機(jī),無需人工干預(yù)的情況下完成。本次設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的主控芯片，洗衣機(jī)的各種洗衣程序運(yùn)行都在單片機(jī)的控制下，使得洗滌、漂洗、脫水等各種功能的操作都不需要手動(dòng)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括電源模塊、水位監(jiān)測模塊、洗衣機(jī)LED顯示、輸出控制電路，軟件設(shè)計(jì)包括主程序、內(nèi)部定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。

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