xxxxxx学院毕业设计文献综述基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计学学专班

1、xxxxxx 学院毕业设计 文 献 综 述 基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计 学 学 专 班 生：xxxxxx 号：xxxxx 业：电气工程及其自动化 级：2009.3 指导教师：xxxxx xxxxx 学院自动化与电子信息学院 二 O 一三年三月 第 1 章 前言 首先根据可编程控制器(PLC)的结构和功能，以及全自动洗衣机的结构，分析 和研究了全自动洗衣机控制系统的工作原理。在此基础上，结合工作需要，提出 了以 PLC 为控制核心部件进行全自动洗衣机控制系统的设计。然后，从全自动洗 衣机的六个工作过程出发，对系统控制方案进行了可行的分析和论证，其中包括 PLC 以及外围设备选型，编

2、程方式选择，各种抗干扰措施等。最后设计以西门子 S7-200 系列 PLC 为控制核心的全自动洗衣机控制系统，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9。 1 第 2 章 总体 2.1 PLC 控制洗衣机概述 传统的全自动洗衣机由于单片机控制和驱动能力有限，不能满足现有人们对 生活品质的追求。而 PLC 作为工业三大控制支柱之一，由于其控制方式多样，控 制功能强大，已经用于众多工业领域。近年来，PLC 价格也有所下降，也开始用 于全自动洗衣机控制系统，并且在

3、工业洗衣机领域已经取得了较好的使用效果， 同时，也有部分厂家在家用洗衣机领域使用 PLC 作为控制器，将全自动洗衣机向 智能化洗衣机方向发展，提高市场竞争力。PLC 是以微处理器为基础，综合了计 算机技术，自动化控制技术和通信技术发展起来的一种新型控制装置，能够满足 全自动洗衣机对控制系统的要求，赢得了很多企业的青睐，所以，有必要通过先 进的技术和较低的成本开发和改善现有洗衣机，使其拥有更广阔的市场竞争力。 而随着 PLC 的价格逐渐下降，我们可以应用 PLC 实现对洗衣机的开发，更好地为 消费者服务6。 2.2 本次设计过程 通过查阅书籍，了解了洗衣机的整个发展过程，理清了自己的思路，清楚自

4、 己的设计任务，大概整理了一个如何设计本次洗衣机控制系统的过程，如：洗衣 机的控制系统，微控制器，PLC；系统的硬件设计，包括：PLC 的选择，PLC 接 线图，洗衣机的示意图；软件的设计，包括 I/O 分配表，系统流程图，程序设计等。 （1）在全自动洗衣机的结构中，最重要的就是洗衣机的控制系统：包括进水 /排水电磁阀，洗涤电机，脱水电机和报警装置，通过这四个部分的相互结合实现 洗衣机的进水，浸泡，洗涤，脱水，报警这几大步骤。 （2）PLC 在运用中非常实惠，方便。采用了基本单元扩展或者是模块化的结 构形式，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行 选择和确定。PLC

5、的编程语言，梯形图，顺序功能图程序简洁，很直观。 （3）通过对比微处理器、电动机控制器和 PLC，本次控制器采用 PLC，主要 是由单片机，稳压电路，放大驱动电路，输入电路，显示电路组成。洗衣时，只 要在选定洗衣程序后，就可以通过以上各部分的相互信号传输，完成整个洗衣过 2 程。 （4）本次设计选用西门子 S7-200 型 PLC，该控制系统 CPU 模块可采用 CPU-224 模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊地进行。同时该模块采 用交流 220V 供电，并且自带 14 个数字量输入点和 10 个数字量输出点，完全可以 满足整个全自动洗衣机控制系统的要求。 （5）PLC 外部接线图，

6、将 I/O 各节点连接起来，实现启动，停止，进水，排 水，正转，反转，报警，水位控制等等。PLC 是整个控制过程控制洗衣机运行的 关键所在，洗衣机做得越来越先进也正是因为它，所以，它是一个重要的角色， 发挥着重大的作用。 （6）纵观整个洗衣机，有进水口，启动按钮，停止按钮，排水按钮，控制器， 高水位控制开关，低水位开关，排水口，洗涤电机，内桶，外桶，波盘组成。将 被洗衣物放进洗衣桶，加入适量的水和洗衣粉，通过控制洗衣机的洗涤电动机运 行，包括正反转和停止，带动洗衣机底部波轮也进行相应的运行，衣物和洗衣粉 由于波轮转动产生涡流，做螺旋式回转，与桶壁发生摩擦，由此是污垢脱离衣物。 （7）PLC 的

7、输入输出量有开关量和模拟量两种。在洗衣机控制系统中，PLC 输入和输出端都是经过隔离，转换后的开关信号。输入接口设备包括开关，按钮， 继电器触点和传感器等。输出信号控制设备包括接触器，电磁阀，指示装置等。 PLC 输入输出接口较多， 控制功能强大。 需要根据实际需要选择合适的 I/O 端口进 行设置，达到控制要求。在接口分配表中，可以令 I0.0 为启动信号，I0.1 为停止信 号，Q0.0 为进水阀输出，Q0.1 为排水阀输出等等。 （8）根据硬件电路，分配 PLC 接口，然后根据控制要求，将全自动洗衣机工 作过程分为以下几个部分：进水（使进水电磁阀得电打开） ；正传洗涤；暂停；反 转洗涤；

8、暂停；排水（使排水阀得电排水） ；脱水；报警。然后，将系统中各状态 连接成状态转移图。通过观看整个状态转移图，可以让我们看到家里的洗衣机的 整个外部工作过程。从开始放入衣服后的一系列洗衣机自动工作过程。 （9）程序设计流程图就是绘制整个控制系统的控制过程，功能和特性的一种 图形。根据顺序功能图，可以绘制出相应的梯形图，将每一部分的梯形图分开进 行描绘，使整个洗衣机洗衣过程更明了。根据整个梯形图和 I/O 分配表，可以分析 整个洗衣机的调试过程，最后，用软件对其进行仿真，使整个过程更加真实化， 观看整个结果，进行总结。 3 第 3 章 总结 随着经济社会的快速发展，洗衣机已经进入了千家万户，成为

9、人们日常生活 所必需的家用电器。在工业生产中，洗衣机的应用也十分广泛，工业洗衣机主要 用于洗涤棉，毛，化纤，丝绸等衣物织品，所以工业洗衣机大量用于宾馆，饭店， 医院，学校，工厂等领域，满足大足量的洗衣要求。但是传统的基于继电器的控 制已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求。并且，洗衣机也已经从半自 动洗衣机发展到全自动洗衣机，也就是只需要将衣服放进洗衣机，然后启动洗衣 机程序，洗衣机就能根据衣物重量自动注入足量的水，并且添加洗涤剂。然后根 据用户需要设置洗涤时间和洗涤力度。最后，在洗涤完成后，进行自动脱水，脱 水时间可自行设定。自动洗衣机的生产，为人们节省了大量的时间和精力，给人 们的生活

10、带来了很多便利。 这次毕业设计要求设计一个全自动洗衣机控制，自行设计这对我将来踏上工 作岗位是非常有帮助的。尽管上一届的同学已经完成的非常出色，但是我仍然希 望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。这也是我对自己的考验。于是本次 设计过程中我完全按照软件设计步骤的要求来进行，从课题分析开始，再进行总 体设计、详细设计,最后到系统实现。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践 中去。也使我掌握了一整套规范的设计操作流程。让我们所学的知识更精进一步。 4 参考文献 1 魏志精可编程控制器应用基础M北京：电子工业出版社，2003 2 周恩涛可编程控制器原理及其在液压系统中的应用M北京：机械工业出版社，

11、2009 3 潘月琴全自动洗衣机的维修M北京：科学技术出版社，2004 4 廖常初PLC基础及应用M北京：机械工业出版社，2003 5 李国厚PLC原理及应用设计M北京：化学工业出版社，2005 6 潘海燕波轮式全自动洗衣机的单片控制J 电子世界，2003（3）：3148 7 吴存宏浅谈PLC在全自动洗衣机中运用J 设计与开发，1999(6)：4446 8 王玉梅全自动洗衣机的模糊控制系统J 潍坊学院学报，2000(1)：13 9 余剑生基于模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统J 广东技术师范学院学报，2005 （6)：46 10 周德林电脑的程序控制系统J 家用电器，2005(3)：2428

12、11 荣俊昌全自动洗衣机原理与维修M 北京：高等教育出版社，1998 12 钱如竹快修家用洗衣机M 北京 ：人民邮电出版社，2003 13 邱士安机电一体化技术M 西安：电子科技大学出版社，1997 14 赵雅君家用电器中的自动控制系统M北京：中国轻工业出版社，1996 15 倪远平模糊控制器的硬件电路实现J电工技术，1998(2)：3639 16 LI Xiao-guang,DUAN Chun-xia.The Design of the Control System of Automatic Washing MachineBased on PLCM.Journal of Hubei Radi

13、o&Television University,2008.1 17 Chin-teng Lin,C S George Lee.Neural-network-based fuzzy logic control and decision systemM.IEEE Trans on Computer,1991.4 18 Craig S.Ruhl,Altoona,IA(US);Evan R.Vande Haar,Pella,IA(US).Pump Cyeling Control System for a Washing MachineM.Patent Application Publicati

14、on,2003.3 5 院: 班级： 学号： 姓名： 全自动洗衣机自动控制文献综述 Automatic washing machine automatic control literature review 摘要与关键词 全自动洗衣机控制电路的 PLC 自动控制 摘要：针对典型全自动洗衣机的实际控制要求，运用三菱 PLC 顺序控制步进 STL 指令编程方法，在 I/O 分配的基础上，进行 PLC 梯形图程序设计，并对程序运行 功能予以分析说明。经过 PLC 上机模拟调试，与实际控制要求完全一致。可编程 控制器（PLC,Program-mable Logic Controll

15、er）是以计算机微处理器为基础的 工业自动控制装置,随着 PLC 技术的发展,它的功能越来越完善,也越来越强,被广 泛应用于各种工业自动控制装置之中,PLC 集三电一体,具有良好的控制精度和可 靠性。 关键词：全自动洗衣机；PLC；编程设计；步进指令；运行功能 前言 随着科学技术不断进步和社会飞速发展，人民生活水平不断提高，消费者对 家庭电器自动化的需求不断加大， 其中全自动洗衣机占很重要的位置。 高效节能、 节水以及环保的全自动洗衣机一直在市场上占主导地位。洗衣机的全自动化、多 功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，采用 PLC 控 制全自动洗衣机与传统继电器

16、逻辑控制系统相比，洗衣机的可靠性、节能性得到 了提高，PLC 控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少， 与此同时系统维护简单、维修时间缩短。 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 IO 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。 CUP、 从 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-

17、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

18、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。 主题 1、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：19711974 年，4 位微处理器 INTER4004 及 8 位微处理器 INTER8008，这些计算机价格

19、便宜、功能有限，只用于消耗类电子产品。 第二阶段：19741978 年，初级单片机阶段，以 INTER 公司的 MCS48 为 代表的 8 位单片机。 第三阶段：19781983 年，高性能单片机阶段。以 INTER 公司的 MSC51， 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。

20、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 MCS96 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 MCS96 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） 、1776 年在欧洲出现了最早的简易机械洗衣机。 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

21、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， 。 1911 年，美国人费舍尔研制出世界上第一台电动洗衣机，其外形呈圆桶状， 内装一部电动机和一根带刷子的主轴，刷子的转动和搅拌带动桶内的水和衣物旋 转，并刷洗衣物，费舍尔发明的搅拌式洗衣机促进了洗衣机发展和实用性。

22、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。 30 年代， 日本先后从美国引进了滚筒式洗衣机， 从英国引进了喷流式洗衣机， 并加以改进，试制出简便廉价的波轮式洗衣机。至今，波轮洗衣机和滚筒洗衣机 仍是家用洗衣机的最常见形式。 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

23、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?

24、 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。 2、控制系统要求 整个系统分为自动和手动两种控制状态。 在自动状态下， 整个过程分为进水、 洗涤、排水、脱水四个环节。当按下启动按钮，进水电磁阀打开，当达到高水位 时，停止进水。

25、然后开始洗涤，电机正转 10S，暂停 2S，反转 10S，暂停 2S，循 环 5 次。接下来排水，当达到低水位时，脱水 10S 并继续排水。再重复从进水到 脱水两次大循环，进行两次清洗完毕后，报警 5S，自动停机。在手动状态下，有 手动排水按钮和手动脱水按钮。 在此控制系统中，PLC 是控制核心，外部多种输入信号如启动按钮、高低水 位检测等信号采样进来，经过 PLC 内部进行逻辑运算或数据处理后，提供多种输 出信号来控制进水阀、出水阀动作，和控制电机驱动装置进而控制正反转和脱水 运行。PLC 用定时器记录正反转时间和脱水时间，用计数器记录正反转次数和脱 水次数， 可以很容易地更改 PLC 定时

26、和计数参数， 来满足不同的洗涤条件和要求。 3、系统硬件设计 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。 根据全自动洗衣机的控制系统要求，我们采用了德国西门子 PLC S7-200 CPU226 型号，此类型 PLC 可以满足多种多样自动化控制的要求，它虽为小型机， 但有些功能可与大中型 PLC 相媲美。S7-200 具有很强大的指令系统，具有功能齐 全的编程软件和界面友好的工业控制组态软件，同时它有多种功能模块，便于组 网，有良好的扩展性。此外，低廉的价格，

27、很高的性价比也是它被广泛应用的重 要原因。 此系统 I/O 端口分配表如表 1 所示，PLC 硬件接线图如图 1 所示。 表 1 I/O 端口分配表 输入 输入元件 启动按钮 SA 停止按钮 SB1 地址 I0.0 I0.1 输出 输出元件 进水电磁阀 YV1 排水电磁阀 YV2 地址 Q0.0 Q0.1 高水位检测开关 SH I0.2 低水位检测开关 SL I0.3 手动排水按钮 SB2 手动脱水按钮 SB3 I0.4 I0.5 电机正转继电器 KM1 Q0.2 电机反转继电器 KM2 Q0.3 脱水离合器 YC 蜂鸣器控制 HA Q0.4 Q0.5 4 、系统软件设计 软件部分主要完成系统

28、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。 根据前面的全自动洗衣机的控制要求和 I/O 分配表分析可得 PLC 控制 系统程序流程图，如图 2 所示 。 用 PLC S7-200 编写的控制程序部分梯形图如图 3 所示。 程序原理如下：当按下启动按钮 I0.0，Q0.0 得电，进水阀打开，开始注水， 当高水位检测开关 I0.2 为 ON， 其常闭触点断开， Q0.0 失电， 停止进水。 同时 I0.2 常开触点闭合，Q0.2 得电，电动机正转，定时器 T37 开始计时，10S 后 T37 置 1， T37 常闭

29、触点断开，Q0.2 失电，电动机停止正转，同时 T37 常开触点闭合，通用 辅助继电器 M1.0 得电并自锁， T38 计时， 后 T38 置 1， 2S T38 常闭触点断开， M1.0 失电，T38 常开触点闭合，Q0.3 得电，电动机反转，T39 开始计时，10S 后 T39 置 1，T39 常闭触点断开，Q0.3 失电，电动机停止反转，同时 T39 常开触点闭合， M1.1 得电并自锁，T40 计时，2S 后 T40 置 1，T40 常闭触点断开，M1.1 失电，T40 常开触点闭合，Q0.2 得电，电动机又开始正转。每次 Q0.3 失电，计数器 C10 计 数 1 次，当 Q0.3

30、失电 5 次，也就是电动机正反转运行满 5 次后，C10 计数满置 1， C10 常开触点闭合，Q0.1 得电，排水电磁阀打开，当低水位检测开关 I0.3 为 ON， 其常开触点闭合，Q0.4 得电，脱水电机运转并继续排水，同时 T41 计时，10S 后， 计时满，T41 置 1，其常闭触点断开，Q0.4 失电，脱水完毕。用 C11 计录脱水的 次数，当计满 3 次后，蜂鸣器 Q0.5 得电，开始报警，同时 T42 计时，5S 后，计 时满，T42 置 1，其常闭触点断开，Q0.5 失电，停止报警。以上是洗衣机的自动 控制过程。 该系统采用 PLC S7-200 为控制核心，实现自动

31、控制和手动控制，硬件接线简 单，软件开发周期短，具有工作可靠性高，操作方便，体积小、功耗低等特点， 达到良好的经济效果。 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

32、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. 2. 3. 4. 节能节水需进一步加强； 噪音有待进一步降低； 自动化程度有待进一步提高； 价格偏贵。

33、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。 参考文献 1.周润景.基于

34、 PROTUES 的电路及单片机系统设计与仿真M.北京： 北京航空航天 大学出版社，2010. 2.李广弟，朱月秀，冷祖祁编著.单片机基础M. 北京：北京航空航天大学出版 社，2007.6 ISBN 978-7-81007-837-4 3.鲍宏亚，李月华主编.MCS-51 系列单片机应用系统设计及实用技术M. 北京： 中国宇航出版社，2005.9 ISBN 7-80144-977-0 4.陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术M.武汉：华中理工大学出版社， 1999.4 ISBN 7-5609-1888-3 5.郑国钦.集成传感器应用入门M.浙江科技技术出版社，2009.7 ISBN

35、 7534116236 6.张洪润，廖永明，王德超编著.模拟电路与数字电路M. 北京：清华大学大学 出版社，2009.1 ISBN 9787302188421 7.何立民单片机应用程序设计M北京：北京航空航天大学出版社，2003 8.臧海河主编.单片机原理及应用M.重庆:重庆大学出版社，2004.9 ISBN 978-7-5624-3287-6 9.张旭涛， 曾现峰主编.单片机原理与应用M.北京： 北京理工大学出版社， 2009.8 ISBN 978-7-5640-1002-7 10.朱定华编著.微机原理与接口技术M. 北京： 北方交通大大学出版社， 2002.6 ISBN 7-81082-0

36、42-7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；全自动洗衣机主要采用单片机控制技术；单片机嵌入系统有嵌入性、专用性、计算机系统三个基；MCS-51系列中的一片8751芯片，内部构造了；在单片机高级教程-应用与设计（何；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 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

37、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IO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

38、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

39、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：19711974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：19741978年，初级单片

40、机阶段，以INTER公司的MCS48为代表的8位单片机。第三阶段：19781983年，高性能单片机阶段。以INTER公司的MSC51，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MCS96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

41、工串行口、4个16位定时器、8通道10位A/D转换器等，另外MCS96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

42、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

43、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

44、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MCS51 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MCS51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

45、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15次，设定电动机的循环次数为19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

46、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

47、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

48、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。参考文献1.张旭涛，曾现峰主

49、编.单片机原理与应用M.北京：北京理工大学出版社，2009.8ISBN 978-7-5640-1002-72.李广弟，朱月秀，冷祖祁编著.单片机基础M. 北京：北京航空航天大学出版社，2007.6ISBN 978-7-81007-837-43.鲍宏亚，李月华主编.MCS-51系列单片机应用系统设计及实用技术M. 北京：中国宇航出版社，2005.9 ISBN 7-80144-977-04.陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术M.武汉：华中理工大学出版社，1999.4ISBN 7-5609-1888-35.郑国钦.集成传感器应用入门M.浙江科技技术出版社，2009.7ISBN 753411623

50、66.张洪润，廖永明，王德超编著.模拟电路与数字电路M. 北京：清华大学大学出版社，2009.1ISBN 97873021884217.田压娟主编.单片机原理及应用M.大连：大连理工大学出版社，2008.9ISBN 978-7-5611-4420-68.臧海河主编.单片机原理及应用M.重庆:重庆大学出版社，2004.9ISBN 978-7-5624-3287-69.李朝青.单片机原理及接口技术M. 北京： 北京航空航天大学出版社，199810.朱定华编著.微机原理与接口技术M. 北京：北方交通大大学出版社，2002.6 ISBN 7-81082-042-711.传感技术与应用教程M. 北京：清

51、华大学出版社，2009.2 ISBN978-7-302-18950-3三亿文库包含各类专业文献、外语学习资料、专业论文、文学作品欣赏、高等教育、中学教育、行业资料、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、35全自动洗衣机自动控制文献综述等内容。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

52、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 IO 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

53、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，

54、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：19711974 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：19741978 年，初级单片机阶段，以 IN

55、TER 公司的 MCS48 为代表的 8 位单片机。 第三阶段：19781983 年，高性能单片机阶段。以 INTER 公司的 MSC51，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、 位定时器/计数器， 16 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 Moste

56、k 公司的 MCS96 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 MCS96 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

57、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

58、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

59、 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 MCS51 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MCS51 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