基于PLC的全自动洗衣机控制系统

1、洗衣机控制系统设计摘要：随着社会经济的增长，自动化的洗衣机已经开始慢慢替代了传统的手工洗衣！从19世纪，单片机往往被用作核心部件所以我们片面掌握SCM知识是不够的。我们还应该深入了解单片机具体的应用对象特性，结合详细的硬件结构和软件组合，将整个体系进一步完善。 洗衣机控制系统的设计以51单片机为核心，通过51单片机与外围电路结合，控制数字显示的时间，LED灯进水，出水模拟，直流电机旋转，蜂鸣器人声模拟发出声音提示。优异的硬件固然重要，但如果没有软件可以驱动，硬件就是一个没有灵魂的外壳，花瓶。无论是在此次设计的电脑或洗衣机系统上，软件优化都可以使整体效果更加理想。本文的主要思想是通过硬件和软件的

2、结合来编译和实现功能模块。全自动洗衣机六个工作过程出发，对系统控制方案进行了可行性分析和论证，包括 PLC 以及外围设备选型、编程方式选择、各种抗干扰措施等。最后设计了以西门子 S7-200 系列PLC 为控制核心的全自动工业洗衣机控制系统，包括了控制系统的 I/O 端口分配、PLC 接线图及PLC 程序设计，并详细分析了程序的控制过程，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。关键词：单片机，直流电机，控制系统，数码管Washing machine control system designAbstract:With the growth

3、 of society and economy, automatic washing machines have begun to slowly replace the traditional manual laundry! The advent of the first washing machine in the 19th 

4、century has brought tremendous benefits to mankind.It seems that in the recent decades, due to the rapid development of computer networks in various fields of society, th

5、e use of single-chip microcomputers has also continued to increase. At the same time, it has also mobilized the new momentum of traditional control and detection. In 

6、;the design and development of application microcontroller systems, single-chip microcomputers are often used as the core components. Therefore, it is not enough to grasp the 

7、knowledge of SCM in one piece. We should also thoroughly understand the specific application object characteristics of the SCM, and combine the detailed hardware structure and

8、 software combination to further improve the entire system. The design of the washing machine control system is based on 51 single-chip microcomputer, through the combination&

9、#160;of 51 single-chip microcomputer and peripheral circuit, controlling the time of digital display, LED lamp water inlet, water outlet simulation, DC motor rotation, buzzer vocal

10、 simulation to give voice prompts.Excellent hardware is important, but if there is no software to drive, the hardware is a shell without a soul, a vase. Whether 

11、;it is in the computer or washing machine system designed this time, software optimization can make the overall effect more ideal. The main idea of this paper is

12、0;to compile and implement functional modules through a combination of hardware and software.Keywords:MCU, DC motor, buzzer, number keys, LED indicator, digital tube目录目录4第一章绪论61.1.洗衣机控制系统课题的背景和意义61.2.洗衣机控制系统国内外研究现状71.3.洗衣机控制系统技术特点8第二章洗衣机控制系

13、统的总体设计82.1 洗衣机控制系统整体方案设计思路82.2系统总方案设计82.3 设计总方框图92.4 设计流程图102.5 单片机选择；102.5.1 AT89S51单片机的优点102.5.2 单片机比较112.6 L298N电机驱动芯片132.7 74HC573锁存器14第三章系统的硬件实现163.1 概括163.2PLC控制163.2.1PLC概念163.2全自动洗衣机PLC控制系统173.2.1PLC控制系统173.2.2显示电路173.2.3报警电路173.2.4水位开关173.3电源设计183.4 数码管设计223.5 按键设计253.6 电机驱动电路273.7 LED模拟部分2

14、93.8 蜂鸣器报警电路30第四章系统的软件实现324.1 数码管显示电路324.2 按键控制操作324.3 LED灯显示334.4 电机驱动34第五章仿真调试365.1仿真调试图365.2 Keil2调试图375.3 程序下载图38结论40致谢41参考文献42第一章绪论1.1.洗衣机控制系统课题的背景和意义在中国，目前市场上洗衣机越来越被人们所需求，中国洗衣机市场处于一种稳步上升的状态，潜力巨大，由于人们对洗衣机的需求也越来越高，就会出现许多新老洗衣机的淘汰替换情况，需要我们设计一种具有高效且不易被淘汰的洗衣机更符合人们的需求。目前市场上的洗衣机主要有强力和弱洗涤功效，自动诊断进水和出水系统

15、故障，并暂停。不过，洗衣机仅仅具备这样的功能并不能引起人们你的亲睐，在许多方面，它们还远远不能满足人们的需求。这无形就是对人们对技术的掌握的要求越来越高，需要很高的技术才能完成设计。洗衣机产业将研发中心转为以“绿色环保”，“节水节能”为主题的新焦点，在洗衣机市场的国内市场上，由于水资源持续减少等水费增加等因素，市场上洗衣机的销售量相对较大，导致节水洗衣机的销售受阻继续看起来不错。针对市场需求的变化，小天鹅，达克林，海尔等一些生产厂家陆续推出了多款节水自动洗衣机。在未来，洗衣机将全体变更为变频时代，变频技术将会使洗衣机行业技术推向一个新的高度，洗衣机行业的发展会有良好的势头。目前的洗衣机并不完全

16、兼容，许多洗衣机生产商都注重自己品牌洗衣机的优势，突出与其他洗衣机的一两种不同的个性化功能，洗衣机的功能由单片机控制，所以设计基于单片机的洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。单片机技术的发展越来越快，技术越来越先进，单片机由于种种强而有优势的优点而被人们广泛应用于生产过程控制，智能仪表，家用电器等多重领域。总之，多种技术的飞快发展对洗衣过程的自动化都起到了积极的促进作用。洗衣机的新老更替越来越快，主要因为人们对洗衣机功能的要求越来越高，所以才会出现许多老式洗衣机被淘汰。这就要求设计师要有较高的专业技术水平，并能提出更多的好建议和新意见。该项目将把人们的需求变得更加切合现实，我们或许能通过此次设

17、计来探讨设计出更节能，更全面，更人性化的全自动洗衣机。洗衣机的设计也是为了满足一些用户的不同需求。而且，单片机控制技术在人们日常生活中也被应用的越来越广泛，单片机的发展越来越符合人们的生活节奏。对人们未来科技发展有良好的促进作用。我相信通过个人设计，它肯定会受益匪浅。1.2.洗衣机控制系统国内外研究现状普通洗衣机：普通洗衣机的功能非常具有局限性，其包含的洗涤，漂洗，脱水等功能都必须人们主动控制，很难满足人们的需求;半自动洗衣机：可实现洗涤，漂洗，脱水等功能之间的一定功能自动转换;自动洗衣机：解决了人们必须手动洗衣机的局限，能够自动实现普通洗衣机的功能。研究现状和水平： 按结构自动洗衣机可分为波

18、轮自动洗衣机，滚筒式自动洗衣机和全自动洗衣机三大类。（1） 波轮自动洗衣机：衣服纤维的更好软化减少了洗涤过程中衣物的损坏和变形，并且还使洗过的衣物柔软蓬松。提高洗涤温度可以使洗衣粉充分溶解，加快弱酸性物质的化学反应速率和洗衣粉中的污垢，提高洗衣粉中酶的活性，同时也是有利的用于溶解汗液，血渍，减少灰尘和油脂的附着。（2） 滚筒式自动洗衣机：由于滚筒式机器的价格远远高于波轮式机器，因此使用波轮式机器对中国人来说很方便，因此普遍受到欢迎。新推出的波轮式自动洗衣机采用单片机程序控制器。各厂家生产的各类波轮自动洗衣机有不同的控制程序。至少有几个控制，每个项目有几个不同的洗涤程序可供选择，这是足够的不同洗

19、涤。要求，所以没有必要考虑这个问题。关于不锈钢内桶：不锈钢内桶可以有效地保护洗衣过程中对衣服的损坏，它能减少衣服与不锈钢内桶壁之间的摩擦，所以不锈钢内桶是我们优先考虑选择的。关于同心清洗：同心清洗是将电机轴直接安装到清洗缸轴上并直接驱动。这减少了洗涤和脱水过程中浴缸的振动，并降低了噪音。为达到一定的清洁效果，必须有足够的机械力量，机械力对衣服造成损害，这使得波轮式洗衣机的磨损率远高于滚筒式洗衣机。1.3.洗衣机控制系统技术特点可靠性高使用灵活方便编程简单便于维修第二章洗衣机控制系统的总体设计2.1 洗衣机控制系统整体方案设计思路系统功能简介：1.系统的数码管具备显示功能，可以用来实现我们所计划

20、的时间显示倒计时；2.系统的按键具有可用性作用，通过按键我们可以实现我们所需的功能执行相对应的程序；3.系统的LED灯具备指示作用，我们可以用不同的灯来显示我们设计的不同含义；4.系统的蜂鸣器可以发出声音，提示报警后到停止结束。2.2系统总方案设计本次设计的控制系统主芯片有4个，AT89S51单片机，L298N电机驱动芯片，74HC573锁存器两个。通过单片机为主体来精确控制L298N的工作状态，达到需求的控制电机转动的目的，控制74HC573锁存器状态以达到控制数码管的显示功能。洗衣过程：开机后，洗衣机首先执行洗衣过程。在洗衣过程中，首先打开入口阀，并在连接后将水供应到洗衣机。当达到所需的水

21、位时，进水阀关闭，进水完成。电机开启以驱动波轮旋转以构成洗衣水流。也可进行漂洗过程，两者区别只是洗衣时间漂洗相对洗衣时间较短。脱水过程：洗衣(漂洗)进程完毕后，电机停止旋转，排水阀打开，排水开始。当排水完成后，电机的高速端打开，电机开始正转，使得洗衣机内桶快速，脱干衣物。脱水是洗衣机里的一个独立的进程，可以独自进行脱水操作。2.3 设计总方框图STC89C52RC主控制器数码管显示模块按键检测模块电机模拟模块LED模拟模块蜂鸣器报警模块2.4 设计流程图初始状态进水洗涤正转暂停洗涤反转暂停排水脱水报警停止暂停2.5 单片机选择；2.5.1 AT89S51单片机的优点（1）低电压，高性能，低功耗

22、，低价格，应用广泛;（2）可擦除只读存储器可以重复擦除100次;（3）采取ATMEL高密度非易失性存储器制造工艺制造，兼容产业标准MCS-51指令集和输出引脚;（4）由SCM设计的系统可以反复测试，以确保用户的系统体系设计是最优的;（5) 芯片价格便宜；（6）AT89S51系列单片机编写程序的基本程序。其语法结构与我们常用的计算机C语言基本相同。区分在于增添了控制特定引脚工作的语句和命令。与计算机C语言相比更加简洁明了，可以控制每个引脚。输入和输出状态。2.5.2 单片机比较AT89C51不支持在线更新功能（IPO）AT89S51性价比更高，支持在线更新（IPO），工作效率更高，电源关闭标志，

23、保密性更优，乡下兼容全部51系列。MCS-518位高性能单片机，性能优越，性价比高MSP430功耗非常低，功能集成度比较高，16位低功耗因为AT89S51单片机的功能更满足于我们的设计，所以我们选择AT89S51单片机来进行我们的设计。引脚图引脚介绍端口引脚功能VCC电源端GND接地端XTAL1外接石英晶体的一个引脚XTAL2外接石英晶体的另一个引脚RST复位输入端ALE地址锁存允许PSEN外部程序存储器（外ROM）的读选通信号EA外部访问允许端P0一组8位漏极开路型双向I/O口，地址数据总线复用口P1一个内部上拉电阻的8位双向I/O口P2一个内部上拉电阻的8位双向I/O口P3一个内部上拉电阻

24、的8位双向I/O口P3.0RXD（串行输入口)P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0（定时/计数器0）P3.5T1（定时/计数器1）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）2.6 L298N电机驱动芯片L298N是ST生产的高电压，大电流电机驱动器IC。该芯片采用15引脚封装。其主要功能是高工作电压，最高工作电压高达46V，最大输出电流，最大瞬时电流3A，持续工作电流2A，额定功率25W。它可以控制标准逻辑电平信号，可用于驱动感应式负载继电器线圈，如两个H桥，带全桥高压驱动器的高压直流电机，步进电机和

25、两个控制端子。在不使用逻辑电源输入或输入信号到低电压内部逻辑电路的情况下操作器件，可以连接到外部检测电阻，并提供给变化量反馈控制电路。 L298N芯片驱动电机，芯片可驱动2步步进电机或4步步进电机，也可驱动2台直流电机。使用该芯片驱动设计的直流电机比构建Wendig H桥电路更安全，更稳定。L298N电机驱动芯片运行逻辑表：ENAIN1IN2运行状态0XX停止110正转101反转111刹停100停止表中的ENA是L298N芯片的使能端，相当于主开关的含义。从表中可以看出，当ENA为零（低电平）时，当ENA处于1状态时，主开关打开时，输出IN1和IN2均为X（X表示低电平）。此时，只要

26、控制电机的两端电平相同，当电机的两端的电平处于同一高度时，电机处于停止状态。L298N芯片引脚图L298N芯片引脚图2.7 74HC573锁存器74HC573是一款高性能硅栅CMOS器件。他的八个锁存器是透明的D型锁存器。当使能（G）为高电平时，Q输出将跟着数据（D）输入而改变。当使能为低电平时，输出锁存在建立的数据级别。输出控制不会影响锁存器的内部操作，即，即使关闭输出，也可以保留旧数据，可以放置新数据。该电路可以驱动高阻抗或低阻抗负载，可以直接与系统总线连接并驱动总线，而无需外部接口。特别适用于缓冲寄存器，I / O通道，双向总线驱动器和工作寄存器。74HC573逻辑表输入输入输入输出输出

27、使能锁存使能DQLHHHLHLLLLXLHXXZ第三章系统的硬件实现3.1 概括 通过分析洗衣机控制系统设计的功能来研究，硬件电路可包括以下几个部分：显示电路、采样电路、进水阀、排水阀控制电路和按键报警电路、电机控制电路、微处理器控制电路。通过对这几个部分的设计，洗衣机就能准确开始相对的操作。本次设计以AT89S51单片机为核心，进而控制进水阀、排水阀、电机、报警器、显示器。我们可以根据不同的程序来控制设定它们所对应的工作程序和工作时间。按键控制可以用来控制手动和自动洗衣模式；发光二极管用来表示洗衣机的工作时间和正在进行的一个洗衣程序的状态；蜂鸣器用来提示程序运行；数码管用来显示不同的工作状态

28、和剩余的运行时间；进水阀和排水阀还需要水位监测。3.2PLC控制3.2.1PLC概念电脑控制器的优点是价格比较低，指令比较多。它有 Flash 存储器和RAM；有一定的 I/O 接线口和中断源；所以运用起来很方便。但是它的缺点是：自身的指令系统相对复杂；编程语言不易掌握；设计人员在编写洗涤、脱水等功能程序也较复杂；单片机驱动能力较弱，需要在硬件上加驱动电路，造成系统电路较复杂。可编程控制器由于是模块化结构，PLC体积小，安装调试方便，各个模块能够通用，使维护工作量较小。并且，PLC 工作原理是采用周期扫描的工作方式，使 PLC 的抗干扰能力很强，可靠性很高。软件编程中PLC指令很少，语言很简单

29、，让用户方便学习。目前，市场的种类非常多。所以我们需呀对产品的要求更高成本要低，质量要高，提高产品的竞争力。全自动洗衣机控制系统采用PLC 作为控制核心，可以达到洗衣机自动控制的效果，也能够提高洗衣机的使用寿命，减少控制器外部电路，实现洗衣机的全自动化和智能化。所以，本次设计采用PLC 作为系统控制器。3.2全自动洗衣机PLC控制系统3.2.1PLC控制系统PLC是程序控制的中心。它将计算机的各种功能电路集成在单一芯片上，主要包括CPU，数据存储器RAM，程序存储器ROM，输入/输出接口电路，定时，扫描，分频电路，ROM已经固化了洗衣机的操作程序，单片机按照输入指令和检测信号，调出内部相应的操

30、作程序，在经过电路处理后，输出各类电路节制信号，使洗衣机自动程序运行过程。如果微控制器本身发生故障，或者控制电路向微控制器发送不正确的信息，洗衣机将无法正常工作。3.2.2显示电路 显示电路是用来显示洗衣机的工作状态。3.2.3报警电路该电路在洗衣机中用作提醒和警报。根据编程和软件设置，当洗衣结束时，洗衣机将发出嘟嘟声以提示用户完成衣物的洗涤完成。3.2.4水位开关 在进水期间，系统进行检测，当水位达到所需水位时候便停止进水。结束3.3电源设计完整的电源系统应该包括整流-滤波-稳压最后才是输出！ 图 3-1在此设计中，为了突出设计的技术性，安全性和稳定性，我们不会使用变压器，而是直接使用相关的

31、电源芯片转换。尽管我们只需要遵守一些安全法规来设计变压器，但在正常情况下使用变压器时，没有问题，但是当产品长时间堆放时，在通电时非常不安全可能受到潮湿等因素的影响。可能会出现漏电等危险情况。但是，当我们采用集成电源芯片处理时，这些问题就能有效的避免发生。这种电路采用功率数字芯片处理输出量小，使用方便，非常方便，而且这种功率芯片输出更加稳定，输出后经过滤波电路滤波，滤波使电路电压波形更加平滑，输出电压输出稳定，然后通过稳压电路稳压器使负载电源更稳定，达到负载运行的最佳效果。如下图所示;完整电源电路。图 3-2 完整电源电路下图是220V交流输入部分，通过15A / 275V熔断器通过模扼流圈实现

32、保护电路和滤除共模干扰信号的作用，滤波器（T1）连接在主电路与负载之间，用脉动直流电压中的交流分量被滤除，并且电压敏感的VR2电阻器和电容器C2一起形成RC滤波器电路，以便为随后的整流提供稳定的AC电流。图 3-3 220V交流输入部分如下图所示，我们可以通过这个电路将这个220V交流电转换成直流电。该图不仅是电源的整流部分，还包括电路中使用的IN4007整流二极管。滤波整流图3-4 滤波整流电路220V电压转换为12V是数字芯片的转换部分;如图所示，与变压器转换相比，使用芯片转换部件的优点是不需要考虑安全规定，并且可以避免因变压器引脚之间的某些原因引起的火花事件。其功能更可靠，稳定，安全。图

33、 3-5 AP8012电源转换12V示意图通过AP8012电源转化为12V的输出部分，使用CD4电解电容接地，使得我们要求的12V输出电源更加的稳定。良好的电源是产品电路稳定运行的基本保证。只有当供电系统稳定时，负载电源稳定，负载才能工作得更好。我们再次对该设计的供电系统进行了相关介绍。图 3-6 5V输出电路图为12V输出经过I形电感三极稳压器78L05后，再经过三端稳压器3脚输出5V供电，为后面单片机和L298N芯片提供电源。3.4 数码管设计数码管介绍：数码管”是一种半导体发光器件，主要由发光二极管构成。数码管也分多种，我们在此次设计中选用共阴极数码管，对其他数码管就不详加介绍。将发光二

34、极管的所有阴极连在一起形成公共阴极(COM)，这样便可以形成一个共阴极数码管。共阴极数码管的应用应连接到COM上的公共极GND，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段被点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应的字段不亮。图 3-7 数码管引脚图图中的“A,B,C,D,E,F,G,DP”为数码管的段选信号接口段，用来控制数码管的显示内容。“1,2”为位选接口端，用于控制两位中的哪一位数码管亮。锁存器U3的输出端与数码管的八位段选端“A-DP”端口相连，单片机发送的信号数据通过74HC573的锁存处理，然后就能发送到数码管来控制显示。数码管的位选，W1,W2分别连接到锁存器U4的19,18脚

35、，U4的LE端连接到单片机的I/O口，以便接收从单片机发送过来的数据，控制数码管的显示位，及控制数码管显示哪一个，如图所示： 图 3-8 数码管连接锁存器图单片机引脚与数码管引脚连接示意图：图 3-9 单片机引脚与数码管引脚连接示意图Q1-Q7作为锁存器输出端，当通过信号处理74HC573锁存器由微控制器传输数据时，并馈送到数字显示器以控制显示内容和中位数。3.5 按键设计按键介绍：键盘/键盘包含编码键盘和非编码键盘两种。我们可以通过特殊硬件编码器来识别键盘上的关闭键，并且产生键盘编码号或称为编码键的键盘值，例如计算机键盘，并且通过软件编程识别的键盘被称为非编码键键盘，在我们应用的单片机各种系

36、统中。非编码键盘最常被我们使用，非编码键盘分为独立键盘和行列式（也称为矩阵）键盘。此次设计中我们采用的是非编码的独立按键。下图为灌电压检测按键，按钮的右侧接地，根据当前流量，单片机的输出将会从左到右，所以只要单片机到高电平检测按钮时按下按钮，当单片机检测到低电平时，数据返回单片机。图 3-10 灌电流检测按键反之一样：图 3-11 灌电流检测按键按键误差：当按下开关按钮时，理想波形和实际波形之间存在很大差异。按下并释放按钮时，实际波形会发生抖动。抖动时间与按钮的材质机械特性有关。大部分为5-12ms。通常我们手动按下按钮并立即释放它。这个动作超过20ms。我们这时可以采用软件延时的方法来解决这

37、个问题。 图 3-12 单片机按键检测图上图为我们这次设计的按键部分的单片机的按键检测图，前面说了怎样准确控制按键和按键的分类，在这里，我们通过灌电流来控制按钮。单片机收集到按键信号时，默认的I / O端口电平较高，按下按键时，按键两端会出现电压降，单片机可以捕获I / O口的电平变化可以通过收集的高低电平来控制主程序的按键。3.6 电机驱动电路无刷直流电机：由于低成本且得到优化的控制方法，各种各样新型低功耗的电子器件被广泛应用，开关频率与微处理器技术的迅速发展，目前人们便开发出了无刷直流电机。该电机是由磁性材料的出现开发的一种新型直流电机。我们使用普通无刷直流电机！我们只需将12V直流电接通

38、电机即可使电机转动，达到要求。电机接线图图 3-13 电机接线图PWM技术介绍经过微处理器的数字输出技术非常有效的来控制模拟电路，这个过程便称为脉宽调制（PWM），英文全称（Pulse Width Modulation）。脉宽调制技术可以用于测量，通信等诸多领域的功率控制和变换，且应用相当频繁。占空比是指高电平在一个周期内占用的时间的比例。方波的占空比为50，占空比为0.5，表明正电平需要0.5个周期。脉宽调制（PWM）通过控制逆变器电路的开关器件的开关，来使输出端获得一系列的具有相同幅度的脉冲，进而使用所获得的脉冲来替换正弦波和我们所需要的波形。也就是说，在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，

39、并且每个脉冲的等效电压是正弦波形，并且所获得的输出是平滑的且较少的谐波。通过按照一定的规则调制每个脉冲的宽度，可以改变逆变器电路的输出电压，并且也可以改变输出频率。 图 3-14 L298N驱动电机图单片机控制L298N驱动电机图图 3-15 单片机控制L298N驱动电机图L298N芯片的第1，第15和第8引脚接地。引脚5和7连接到单片机的I / O端口，用于输入信号。引脚2和3连接到直流电机以控制直流电机。第9脚连接到5V电源。 ，给芯片供电，并且芯片的输出电压不足以驱动直流电机，所以芯片4脚外接12V驱动直流电机！如上所述针对PWM一般，这里我用PWM技术来控制电机电压的输出，以实现对直流

40、电机转速的控制，从而实现直流电机转速的共同均匀转速，以便模拟洗衣机对直流电机的洗涤过程快速旋转以模拟脱水！3.7 LED模拟部分设计流程：1洗衣机电源打开时，如果按下电源按钮LED D1，电源按钮将一直亮到洗衣服的结束。2启动水，LED D2灯，模拟水。3开始释放水，LED D3始终点亮，模拟放电。4洗衣完成后，LED D4亮起5秒钟直至电源关闭。设计指示灯模块采用灌电流法控制LED灯的通断。单芯片I / O端口默认为高电平！在初始状态下，由于缺省值为高电平且LED的负端连接到GND，所以需要给单片机I / O端口一个低电平以关闭LED灯。当单片机电源开启时，LED灯上的压降会发生。 小灯亮;

41、当LED灯熄灭时给I / O口一个低电平时，为了点亮LED I / O口只需要一个高电平就能准确控制。单片机连接LED图：图3-16 单片机连接LED图3.8 蜂鸣器报警电路蜂鸣器介绍：主动式蜂鸣器：内部带振动源，只要功率稳定，不利于程序控制。无源蜂鸣器需要一个数字信号来触发其内部振荡电路来控制其声音。这种设计中使用的无源蜂鸣器更便宜，更易于控制。蜂鸣器发声电路原理图图 3-17 蜂鸣器电路图给R80电流限制后的蜂鸣器提供5V电源，以防止电流过大而烧毁蜂鸣器，起到限流作用，当BUZZR接收到单片机的高电平时，R88产生一个电压降使得晶体管S8050的基极导通，使晶体管导通，5V的电源通过蜂鸣器

42、向晶体管E极接地，蜂鸣器导通，当BUZZER从微控制器接收到低电平时，晶体管切断，蜂鸣器关闭，停止发声。第四章系统的软件实现4.1 数码管显示电路单片机发送位选指令74HC573锁存锁存信号控制数码管位选通单片机发送段选指令控制数码管段选通数码管电平变化显示或关闭结束当单片机发送锁存指令后，74HC573锁存器接收指令执行相应操作控制数码管的显示，当程序显示程序执行结束，数码管显示结束。4.2 按键控制操作单片机发送指令初始化I/O口按键按下单片机检测I/O口电平单片机执行相应程序按键松开结束单片机I/O口初始化后就开始不断扫描定义的I/O口引脚电平变化状态，当按键有被按下，单片机立即检测到I

43、/O口电平的变化并执行相应程序，直到程序结束。4.3 LED灯显示单片机发送指令控制I/O口状态单片机执行LED显示程序I/O口电平变化LED灯亮程序结束LED灯熄灭在单片机发送指令控制I/O口电平后，单片机输出不同的高电平和低电平，当LED正极连接到片机I/O口并且负极接GND时，单片机发送高电平，I/O口输出高电压，与LED负端共同产生压降，LED灯会亮起直到LED灯熄灭。4.4 电机驱动单片机发送位指令L298N接收指令L298N控制内部电路导通L298N输出电压控制电机电机通过电流转动程序结束电机停止转动如图所示，当单片机发送指令来控制L298N电机芯片时，L298N执行相应程序，打开

44、不同的端口，并控制电压的变化从而达到控制电机的目的，当程序结束时，电机停止转动。第五章仿真调试5.1仿真调试图硬件和软件设计完成后，系统也会进行仿真，如图所示。这是设计模拟的电路图。这里使用的仿真软件是protues。模拟结果没有问题，可以满足设计要求。将hex文件复制到实际硬件电路上的单片机，然后执行测试设计所需的各种功能。 5.2Keil2调试图使用软件keil uvision2进行系统调试，如图所示。 keiluvision2和protues仿真软件相结合，可以实现各种功能是否可以实现并加载到硬件中。调试过程非常重要，因为在编写代码的过程中，调试可以清楚地了解程序运行

45、的顺序以及每个函数之间的调用。更重要的是，调试可以帮助解决程序中遇到的许多错误。经过代码的多次调试，系统的软件部分能够满足系统设计要求，使设计合理完善。5.3程序下载图粗略地进行了上述逐步调试和仿真，说明设计的软件部分能够满足系统设计的要求，然后对系统的硬件电路进行调试。当所有的组件都连接在protues中时，它们应该排列整齐美观。将HEX文件下载到单片机后，可以运行和调试。结论本次设计的主要内容为基于PLC控制的洗衣机控制系统设计，该设计体现了电子技术在我们生活中的广泛用途。从硬件和软件上实现了洗衣机的自动控制，洗衣，漂洗，脱水等全自动控制过程，真正实现了全自动化。下面具体介绍此次设计系统的

46、特点：（1）设计合理的洗衣设计，漂洗，脱水时间。它不仅可以保证衣物的洗涤，而且可以缩短洗涤时间，减少衣物的磨损。使洗衣机智能化，最大限度地发挥洗涤效果，节约能源和水，使洗衣机达到节能要求。（2）本次设计还考虑到了用户的需求，用户可以根据自己的需求来设计洗衣机的工作模式，可以通过一键操作来完成自己所需求的洗衣方式，从一定程度上为人们解决了许多问题，改变了人们的生活。（3）本系统硬件采用PLC进行控制，以及设计中其它电路元件运用，都是考虑到既经济又实用的原因。（4）由于我们仅仅从理论上来设计洗衣机的工作模式，并不能实际生产，目前还不能解决种种问题，使我们感到很遗憾。在科学技术的日新月异的今天，由于

47、单片机具有良好的性能，其控制系统精度高，功能强等等特点依然能受到人们的青睐。单片机无论在提升质量还是提升数量上都相对于其他都拥有着很大的优势。正是因为单片机这些优势，为我们设计提供了方便。相信在不久的将来，便会有新一批的设计师设计出更加优秀的洗衣机来解决人们生活上的洗衣需求。致谢这几个月的辛勤工作可以说算是没有白费。这一次，我的论文的成功完成，在某种程度上，我要感谢我的导师，无论是论文的主题还是专业的数据收集，老师都在很大程度上给与了我很大的帮助。每次我写论文时，都会遇到我无法解决的问题。无论是简单还是复杂的问题，他总是热切地为我解释这些知识。但同时，我还要感谢在前线与我共同努力奋斗的同学们。

48、每当我看到他们不断修改和更改论文时，我都会有信心。对于即将走上社区的毕业生来说，这篇论文不仅会提高我的专业知识，还会锻炼我的逻辑思维能力。我会把我在大学几年里所学到的知识和理论运用到我的工作中，使学习的理论知识有更深刻的价值。通过此次设计，我对许多专业知识有了更加深刻的理解，相信这些对自己未来的工作也会有很大的帮助。尽管我没有做过任何类似的事情，但是整个写作过程的很大一部分都是通过绘图软件进行的，也使我在电路设计过程中，不仅从理论上对内容进行了深入的研究，特别是在设计过程中，尤其是在调试程序中，电路的重叠，参数的计算和电子元件的选择非常具有挑战性。在计算过程中，不仅要计算一些计算方法，程序的设

49、计思路，更重要的是将实践过程融入到设计中。在编写程序的过程中，编码和调制过程仍然存在一些困难，这是非常具有挑战性的，需要更多的时间。参考文献1.武群盛，洗衣机维修操作入门，人民邮电出版社，20102.刘诗念，模拟电子技术分析高等教育出版社，20003.唐石，数字电子技术基础应用高等教育出版社，19984.张刚梁，单片机工作原理介绍高等教育出版社，20035.杨功宏，单片机实践教程指导北京航空航天大学出版社， 20066.孙红，51单片机技术系统开发清华大学出版社，20087.赵洋，单片机控制实习报告北京航空航天大学出版社，20068.李民宇，单片机技术教程北京航空航天大学出版社,，20049.

50、江祥大，51单片机C语言教程:入门、提高、开发、全攻略，200910.薛涤元，电机技术应用，水利水电出版社，200411.魏承盛，电机传动系统控制机械工业出版社，201312.王成元，现代电机控制技术，200913.王大千，电机维修实用技术指导手册，201214.钱兴盾，PWM整流器分析，201315.周光平，PWM控制与驱动器操作指南，200916.武平峰 ，高频开关型逆变器概述，201217.李峰和，对电压型PWM整流器的非线性控制分析，200718.钱和群，小家电维修实践操作应用，201219.刘斌，电子工程师必备:元器件大全，201620.唐明渠，LED应用从入门到精通介绍，

51、201321.张明生，LED照明设计应用 ，2013附录一 主原理图附录二 源程序#include <reg51.h>#define uchar unsigned charsbitpower_on_led=P10;sbit water=P11;sbitmotor_move_flag=P12;sbitwater_go=P13;sbit beer=P35;sbit w1=P36;sbit w2=P37;sbit int1=P15;sbit int2=P16;sbit ENA=P17;sbit sw1=P32;sbit sw2=P33;sbitwater_tuo=P14;uns

52、igned char code tab=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;#define water_in1/进水状态#define motor_move2/电机转动状态#define WATER_GO3/放水状态#define WATER_tuo5/脱水状态#define finish4/完成状态unsigned intall_time= 0;/ 总的时间（自动计算）unsigned intwater_in_time=10 ;/ 进水时间unsigned intmo

53、tor_move_time=10;/ 电机转动时间unsigned intwater_go_time=10;/ 放水时间unsigned intwater_tuo_time=5;/脱水时间unsigned intbeer_time=5;/ 蜂鸣器unsignedintwater_in_time_temp=0;unsignedintmotor_move_time_temp=0;unsignedintwater_go_time_temp=0;unsignedintbeer_time_temp=0;unsignedintwater_tuo_time_temp=0;unsigned char run_time=2;unsignedint time=0;unsigned char current_state=0;void InitTimer0(void) TMOD = 0x01; TH0 = 0x0D8; TL0 = 0x0F0; EA = 1; ET0 = 1;/ TR0 = 1;void delay1ms(void) /? 0usunsigned char a,b,c;for(c=1;c>0;c-)for(b=142;b>0;b-)for(a=2;a>0;a-);voiddelayms(unsigned intnum)for(;num>0;num-)dela