基于单片机的智能洗衣机控制系统设计

摘要随着电子技术的飞速开展，人们生活水平的提高及生活节奏的加快，家电产品是越来越深入人们的日常生活。本系统研究的内容就是以单片机为中心的洗衣机控制系统设计,系统采用常见的价廉物美的ATMEL单片机AT89C51作为控制核心。为防止因电源过低或电源间断性供电而引起电脑工作状态混乱，设计了欠压检测保护电路。如有脱水误开盖或脱水不平衡等状况，蜂鸣器鸣叫，提示用户进行处理，保证洗衣机及人身平安。本设计按键较少，采用单端直接输入方式，使电路简单。功率驱动电路先由三极管进行电流放大后再加到继电器的控制极上，作为继电器的触发信号。由继电器实施对电动机、进水阀、排水阀的控制。显示电路采用三只发光二极管作程序选择键功能显示。电源电路经变压，整流，滤波后经三端集成稳压器7805输出稳定的5V直流电压，作为程序控制器的主电源。关键词:单片机；洗衣机；程序；电源AbstractAlongwithelectronictechnologyswiftdevelopment,thepeoplelivingstandard'senhancementandrhythmoflife'squickening,theelectricalappliancesproductismoreandmorethoroughpeople'sdailylife.Thissystemresearch'scontentistakethemonolithicintegratedcircuitasthecentralwashercontrolsystemdesign,thesystemusesthecommonlow-pricequalitymerchandiseATMELmonolithicintegratedcircuitAT89C51totakethecontrolcore.Inordertopreventbecauseofthepowersourcetobeexcessivelyloworthepowersourcediscontinuitypowersupplycausesthecomputeractivestatustobechaotic,hasdesignedtheundervoltageexaminationprotectioncircuit.Ifhasthedehydrationtouncaporthedehydrationbymistakenotbalancedandsoonconditions,thebuzzersounds,toprompttheusertocarryonprocessing,guaranteesthewasherandthepersonalsafety.Thisdesignpressedkeyarefew,selectsthesingleenddirectinputmethod,makestheelectriccircuittobesimple.Thepowerdrivingcircuitcarriesonfirstafterthetriodetubetheelectriccurrentenlargesaddstorelay'scontrolagainonextremely,takesrelay'striggerpip.Implementsbytherelaytotheelectricmotor,theinletvalve,draw-offvalve'scontrol.Thedisplaycircuitusesthreelightemitterdiodestomaketheprogramselectionkeyfunctiondemonstration.Thepowercircuitpassesthroughthelivepressure,therectification,afterthefilter,afterthreeendintegrationmanostat7805outputstable5VDCvoltage,takesprogramtimer'smainpowersource.keyword:Monolithicintegrated；Thewashingmachine；Program；Powersupply目录1绪论11.1课题开发背景11.2目的意义21.3国内外现状及水平21.4设计内容42硬件设计52.1硬件系统总体设计52.1.l单片机按键控制电路52.1.2稳压电源电路62.1.3时间及进程显示电路62.1.4蜂鸣器电路72.1.5电机控制电路82.1.6单片机的驱动复位电路92.2系统的水位检测102.3器件的选择113软件设计123.1软件总体设计123.1.1洗衣机控制器时间程序设计133.1.2洗衣机控制器电机控制程序设计134系统电路仿真154.1系统注水并准备运行仿真154.2电机转动仿真164.3系统脱水仿真174.4LED显示灯的仿真电路175调试195.1硬件调试195.2软件调试20结论21致谢22参考文献23附录A英文原文24附录B汉语翻译28附录C程序31附录D电路原理图431绪论1.1课题开发背景从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打……这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。1858年，汉密尔顿·史密斯制成了世界上第一台洗衣机。1874年,“手洗时代〞受到了前所未有的挑战，美国人比尔·布莱克斯创造了世界上第一台人工搅动洗衣机。1911年美国人又研制了世界上第一台电动洗衣机。1920年美国的玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝制桶体，第二年又把铝制桶体改为外层铸铝、内层为铜板的双层结构。1936年，他们又将搪瓷用于洗衣机桶体。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷流式洗衣机和滚筒式洗衣机。1932年后，美国一家公司研制成功了第一台前装式滚筒全自动洗衣机，洗涤、漂洗和脱水都在同一个滚筒内自动完成，使洗衣机的开展跃上了一个新台阶。这种滚筒洗衣机，目前在欧洲、美洲等地得到了广泛的应用。第二次世界大战结束后，洗衣机得到了迅速的开展，研制出具有独特风格的波轮式洗衣机。这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣桶底，又称涡卷式洗衣机。随着人民生活水平的提高，人民的生活水平不断提高，智能洗衣机作为人们从繁复的家务劳动中解放出来的好助手，越来越受到消费者的喜爱。通过对于基于单片机控制的智能洗衣机的研究我们可以更清晰，更实际的掌握单片机的一些根本的控制和应用。单片机在日常家电中的应用比拟广泛，洗衣机智能控制系统就是一种以单片机为控制核心的系统，它把以往对洗衣机的繁琐的操作变得简单化，不但其机器性能显著提高，还增加了难以实现得功能，同时也提高了控制的精确度，硬件和软件相互配合实现洗衣机工作的智能化和自动化。因此对于智能洗衣机的研究一方面可以让我们对于所学的单片机和电路有关知识有个更好的理解和稳固，一方面也锻炼了自身的动手能力，特别是能够实现软硬连调所具备的能力。越来越多的人需要用洗衣机。现在洗衣机越来越高度自动化，只要衣服放入洗衣机，简单的按两个键，就会自动注水，一些先进的电脑控制洗衣机，还能自动的感觉衣物的重量，自动的添加适合的水量和洗涤剂，自动的设置洗涤的时间和洗涤的力度，洗涤完以后自动的漂洗甩干，更有些滚筒洗衣机还会将衣物烘干，整个洗衣的过程完成以后还会用动听的音乐声提醒用户，用户可以在洗衣的过程做其它的事，节省了不少的时间。总之，每一项技术的进步极大地推动了洗衣过程自动化程度的提高。1.2目的意义本次设计是为了满足不同用户的不同需求。以单片机AT89C51为核心，来实现对电动机的自动控制，减少手动控制，并且由于该系统的设计在应用中可以提高工作强度，可以让人们放心使用，提高产品的平安性。由于其功能简单，设备要求性能不高，可移植性比拟强，此外，洗衣机的各项功能都是由单片机控制实现的，单片机体积小，控制功能灵活，因此，设计出基于单片机的洗衣机智能控制系统具有很强的实用性，可以广泛使用。同时也将微电脑控制技术用到了实际生活中，最重要的是将所学的东西运用化。1.3国内外现状及水平全自动洗衣机根据结构不同可分为波轮式全自动洗衣机(也叫套桶式全自动洗衣机)、滚筒式全自动洗衣机和搅拌式全自动洗衣机三大类。波轮式、滚筒式、搅拌式全自动洗衣机分别占全球洗衣机市场份额的33％、52％和15％。搅拌式洗衣机目前还没有进入我国市场，以下是对波轮式和滚筒式两种洗衣机进行讨论。(1)滚筒式洗衣机更好地软化衣物纤维，减小洗涤过程中衣物的损伤和变形，并且还可以使洗后的衣物柔软而蓬忪：提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物质与污物化学反响速度，提高洗衣粉中酶的活性，同时有利于溶解汗渍、血渍、降低灰尘、油污的粘附作用，从而可在同样的洗净比下(注：洗净比是国家对洗衣机的质量考核标准中的一个根本指标)，可大幅度降低洗涤过程对机械外力的需求：(2)高温能有效地杀死一些细菌。加温洗涤的波轮式洗衣机无论怎样的水流，要到达一定的洗净比，就必须有足够的机械力，而机械力对衣物是有损伤的，这就注定了波轮式洗衣机的磨损率人人高于滚筒式洗衣机。各种新水流根本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减少衣物的缠绕，增大水流的冲刷力来洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之问的摩擦方式相比，水流冲刷对衣物的损伤较小。(3)波轮式洗衣机因为滚筒式机的价格人人高十波轮式机，所以波轮式洗衣机仍受到普遍欢送。关于水流：现存波轮式全自动洗衣机的宣传重点放存新水流上，如LG的拳击棒、松下的双瀑布、荣事达的网络水流等，但正如上面说到过的，各个厂家是用小同的方法实现同一个目标，实际效果也差小多，所以不必太在意。关于程序控制器：新推山的波轮式仝自动洗衣机均采用单片机程序控制器，原来的机械式程序控制器根本上已被淘汰。各厂家生产的各种型弓的波轮式全自动洗衣机的控制程序有所不同，最少的也有好儿个控制项，每一项又有几种不同的洗涤程序可供选择，足以满足不同的洗涤要求，所以没有必要考虑这个问题。存模糊控制的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器、布量传感器、光传感器的信号以及电动机的转速，判断出衣物的质地、多少、肮脏程度，从而自动调整对衣物进行合理的沈涤，缺点是价格太贵。关于不锈钢内桶：采用不锈钢内桶的目的是为了减小衣物和内桶壁的摩擦力，从而减轻衣物的磨损，选购时应予以考虑。关于同心洗：同心洗是直接把电动机轴与洗衣桶主轴同心安装，直接驱动。这样在洗涤，特别是脱水的时候洗衣桶震动减小，使噪声得以降低。但要说这样会延长洗衣机的寿命是不正确的。至丁变频洗衣机，其一是可以对不同质地的衣物自动选用不同的电动机转速，从而给不同质地的衣物以恰当的洗涤强度，在保证洗得干净的同时，最大限度地降低衣物的磨损。其二是可以存脱水甩干时，由慢到快地启动，使衣物在桶内分布均匀，脱水效果好，同时由于衣物均匀地分布存洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在轴心上，可以减小震动，降低噪声，这当然是有好处的。缺点也是价格太贵。现在已经有厂家开发出了不需要使用洗涤剂的洗衣机，还有的厂家开发出了更迷你的旅行洗衣机，小到可以在出外旅行的时候随身携带，为了更方便的操作有的厂家还开发出了可以远程控制的洗衣机，这么样?是不是看的眼花缭乱，将来的洗衣时机朝着使用更方便、更加节能、更加个性化的方向开展。1.4设计内容全自动洗衣机能够按照预设模式自动地完成衣物的洗涤、漂洗和脱水，也可以单独地进行洗涤、漂洗和脱水操作，这些过程一般按时间进行控制。通常在给定的模式下，根据衣物多少允许用户设置不同的水位，当洗衣机启动后，上水电磁阀翻开注水，当水到达设定的限位时，上水电磁阀断电，注水过程停止，启动电机，即可开始洗衣操作，为了提高洗衣效率，电机一般先正转假设干秒，然后再反转假设干秒。另外，每个洗衣机都有容量限制，当洗衣量大于它的额定容量时，控制系统报警并且不启动。主要内容：设计一个用单片机控制的洗衣机控制器.以单片机为主控制器，扩展必要的外部电路，计制作一个洗衣机控制器。单衣程序包括单洗、漂洗、长脱水三个过程。自动模式下的三个模式都包括单洗、漂洗、长脱水三个过程，只是在不同模式和水位下的参数不同罢了；洗衣过程：进入洗衣程序开定时器开始倒计时，根据选择的水位进水，进水完成后，在没有超出要求水位的情况下，进入单洗模式，电动机开始正反转过程根据所选模式中设置的正反转次数以及不同模式下正反转的时间自动洗衣；待单洗完成就进入排水过程，排水时间由水位模式设置，排水结束后进入漂洗过程。漂洗过程：先进行段脱水，脱水结束再进水，进水完成再进行短洗，短洗时间为四分钟，短洗完成在排水，然后重复上述过程一次即完成漂洗过程，漂洗完成进入长脱水过程，长脱水时间为四分钟，电机高速旋转，长脱水结束，整个洗衣过程也结束，此时声光报警提示用户洗衣完成。标准模式下的单洗过程，电机正反转30次，每次正转15秒，再反转15秒；轻柔模式下单洗过程，电机正反转30次，每次正传是三秒，反转也是三秒，快洗模式下的过程，电机正反转24次，每次正转15秒，反转15秒；三种模式下的漂洗过程相同见下面漂洗过程分析；每个模式下的长脱水都是相同的，都是电机正传四分钟。进排水由时间控制由每个水位下设置好了的进排水时间进行控制。时间上的显示，以及洗衣进行的程度那么是通过数码管来进行显示的。最后利用keil51跟protues软件，对设计进行仿真分析进而更加真实。2硬件设计2.1硬件系统总体设计本文设计并实现了一种基于单片机的智能洗衣机控制系统。该设计方案电路简单、可靠性强、价格廉价。系统主要包括单片机按键控制电路、稳压电源电路、时间及进程显示电路、蜂鸣电路、电机控制电路和单片机的驱动复位电路等。2.1.l单片机按键控制电路洗衣机控制板电路主要包括：启动停止、电源、标准、轻柔、快洗、甩干、暂停、增减洗衣时间及水位选择按钮。由按键控制将信号输入电路中，按键开关按照矩阵排列，当按键被按动时，其接通的信号将输送到单片机。单片机根据对应的信号调出内部程序进行控制工作，使洗衣机进入相应的洗涤程序，当洗涤不够充分时可由按键及时对洗涤任务进行适当调整。图系统控制板电路图2.1.2稳压电源电路直流电源为单片机及其外部控制电路提供直流+5V电压，由三相电线将家用输入的220v交流电经过变压、整流、滤波、稳压后，变为稳定的低压直流电+5V，然后送给单片机、可控硅触发电路、显示电路等。系统稳压电源电路图2.1.2系统稳压电源电路2.1.3时间及进程显示电路时间显示电路由共阳极二位数码管经过触发显示，它能够直接显示当前洗衣机工作状态的时间，进程显示电路由8个发光二极管按一定的矩阵排列而成，并由单片机位芯片74LS138提供触发信号来进行控制发光。它能够让程序控制系统直接向用户显示洗衣机当前的工作状态。预设工作程序时，可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令，还可以通过显示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常，在洗衣过程中可以根据进程显示电路来判断是否对洗衣进行时间上的调整。图2.1.3时间及进程显示电路2.1.4蜂鸣器电路蜂鸣器的正极性的一端通过PNP三极管跟一个200R电阻接到+5V电源上面，另一端联接到地上，三极管的基级由单片机的P2.2管脚通过电平上下来控制，当P2.2管脚为低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。当P2.2管脚为高时，三极管截止，蜂鸣器不发出声音。在这里以为系统复位以后，I/O口输出的是高电平。用户可以通过程序控制P2.2管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。蜂鸣器图2.1.4蜂鸣器电路2.1.5电机控制电路电机负载驱动电路，该电路由两个继电器组成工作电路。两个继电器由单片机控制，根据按键输入指令或接收到的检测信号，来输出相应的控制信号，控制施加+5V于继电器上控制开关动作，接通开关后不同的继电器开关动作后，会使电机负载进行正反转运行。电机控制电路图2.1.5电机控制电路2.1.6单片机的驱动复位电路根据应用的要求，用到单片机，为了可靠的复位要外加一个复位电路。复位操作通常有：上电复位和上电或开关复位。工作原理是通电时，电容两端相当于是短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机开始正常工作。上电复位的时间常数要在10ms以上，才能保证上电，一般可以取电容的大小为10μF，电阻为10KΩ。单片机的驱动复位电路图2.1.6单片机的驱动复位电路2.2系统的水位检测水位检测模块通过水位传感器实现对桶内水位的检测。水位传感器内部存在LC振荡电路，当水压改变后电容值也会随之改变，从而影响水位传感器的输出频率，不同的水位对应一个吲定的频率值。本课题采用sw1型水位传感器，在零水位时输出频率为26．8kHz，随着水位的升高水位传感器输出的频率会之减小，当到达本课题设计的最高水位390mm时输出频率为2257kHz。将水位传感器的输出连接到水位检测电路如图2.2所示：图2.2水位检测电路2.3器件的选择〔1〕单片机的选择，AT89C51是一种可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，而且此次设计51单片机可以满足设计要求。〔2〕数码管的选择，数码管是一种半导体发光器件，其根本单元是发光二极管,数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元〔多一个小数点显示〕；按能显示多少个“8〞可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。此次设计采用的是共阳极二位数码管。当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。〔3〕LED灯的选择，LED〔LightEmittingDiode〕，发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片发光二极管晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两局部组成，一局部是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。此次设计选择的是红黄蓝三种LED灯，分别对不同的工作状态进行显示。3软件设计3.1软件总体设计洗衣机控制系统采用AT89c51单片机，其中需要控制的对象包括：进水阀、排水阀和电机。这些被控刘象是需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示不同的工作状态及运行剩余时间。发光二极管用来指示洗涤、脱水、排水等动作。其中洗涤过程所需的动作有：〔1〕首先在进水动作进行洗涤时，盛水桶内的水量必须到达水位设定要求。洗衣机的进水和水位判断，是由水位开关和进水阀的开合来进行控制的，当桶内没有水或水少到设定水位时，单片机程序将控制进水阀翻开，开始注水，当桶内的水位到达设定水位时，水位开关受压动作，进水阀闭合停止注水，程序就可进入下一步骤。〔2〕根据开始对洗涤标准的选择，系统自动进入洗涤动作步骤。洗涤动作指的是电机周期性的“正转一停止一反转一停止〞。不同的洗衣过程，控制电机执行“正转一停止一反转一停止〞的时间周期是相同的，但是洗涤的时长会根据洗涤衣物的多少有所不同，洗涤的时长也会根据个人需求，选择暂停步骤来进行增加。洗涤结束电机停止转动，系统自动进行排水动作。〔3〕排水动作之后进入脱水动作。为了防止空排水造成时间浪费以及排水不完而带水脱水造成对电机的损害。洗衣机能够根据实际水量对排水时间进行延长，以满足排水充分。(4)其它动作洗农机控制器在此控制面板上还配有启动／停止电源、标准、轻柔、快速、水位选择按钮。3.1.1洗衣机控制器时间程序设计下面是洗衣机控制器时间系统程序的设置框图图3.1.1洗衣机控制器时间系统的设置框图3.1.2洗衣机控制器电机控制程序设计相应的操作程序，通过电路处理后，输出各种电路控制信号，使洗衣机自动完成程序操作过程。如果单片机自身出故障、或控制电路传送给单片机的信息不正确，洗衣机就不能正常工作。而洗衣机的主要控制还是来源于对电机的控制，电机转动分为强中弱3个档，在选择档后电机进入相应的运行模式，电机控制程序流程图如图3.1.2图3.1.2电机控制程序流程图4系统电路仿真4.1系统注水并准备运行仿真翻开仿真软件，进入仿真画面。按下开始按键仿真开始。数码管显示15S，此过程为洗衣机注水并准备运行，此前由水位检测模块通过水位传感器实现对桶内水位的检测。判断注水量。本课题采用sw1型水位传感器，在零水位时输出频率为26．8kHz，随着水位的升高水位传感器输出的频率会之减小，当到达本课题设计的最高水位390mm时输出频率为2257kHz。电路仿真图如图4.1图4.1系统注水并准备运行4.2电机转动仿真该电路由两个继电器组成运行电路。两个继电器由单片机根据按键输入指令或接收到的检测信号，而输出相应的控制信号，控制施加+5V于继电器上控制开关动作，接通开关后使电机负载正反运行，从而到达洗衣目的，洗衣总共正反转30次，每次正反转持续30s，正反转各15s，电机转动仿真图如图4.2图4.2电机转动仿真图4.3系统脱水仿真在洗涤结束后，系统进入脱水程序，脱水总共持续3分钟，当脱水结束后系统会再次进入注水程序，再次重复上步骤，脱水仿真如图4.3图4.3脱水仿真4.4LED显示灯的仿真电路LED显示灯根据矩阵排列，它能够让程序控制系统直接向用户显示洗衣机当前的工作状态。预设工作程序时，可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令，还可以通过显示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常。此为电机正转时LED显示仿真电路图如图4.4图4.4LED显示灯仿真电路5调试5.1硬件调试单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的，许多硬件故障是存调试软件时发现的，但通常是先排除系统中明显的硬件故障后才和软件结合起来调试。常见的硬件故障有：逻辑错误：样机硬件的逻辑错误是由丁设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。这类错误包括：错线、开路、短路、相位等。在本次设计中没有出现此类故障。元器件失效：元或怎能不符合要求；方向装反、二极管极器件失效的原因包括两个方面，方面是器件本身已损坏另‘方面是组装过程中造成元器件失效，如电解电容方面性接反、集成电路或排电阻方向错误、三极管引脚接错等。在本次设计中，有一个数码管不亮，经过用万用表的测量后，发现原件失效了，而后及时跟换掉。可靠性差：引起系统不可靠的因素很多，如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏，经不起振动；内部和外部的干扰、电源纹波系统过人、器件负载过大或热稳定性差等造成逻辑电平不稳定；另外，走线和布局的不合理等也会引起系统可靠性差。在本次设计中没有出现此类故障。电源故障：假设样机中存在电源故障，加电后将造成器件损坏。电源故障包括：电压值不符合设计要求，电源引出线和插座不对应，电源功率缺乏，负载能力差等。在本次设计中，因为用的是USB接线，因此+5V稳定电源，没有出现故障。当出现了故障未导致系统不能正常运行，我们需要细心加耐心的区寻找，根据历史的一些常见错误来进行排查，尽快的找到问题的所在，具体更件的调试方式有：脱机调试：脱机调试是存样机加电之前，先用万用表等工具，根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。就特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总路线是否存在相互间的短路或与其它信号线的短路。对于样机所用电源事先必须单独调试，调试好后，检查其电压值、负载能力、极性等均符合设计要求，才能加到系统的各个部件上。在不插芯片的情况下，加电检查各插件上引脚的电位，仔细测量各点电位是否正常，尤其应注意下．片机插座上的电位是否正常，假设有高压，可能损坏仿真机。联机调试：通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障。有些硬件故障还是要通过联机调试才能发现和排除5.2软件调试软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关。如果采用模块化程序发计技术，那么逐个模块调好以后，再进行系统程序总调试。调试子程序时，一定要求符合现场环境，即入口条件和出口状态。调试的手段可采用单步运行方式和断点运行方式，通过检查用户系统CPU的现场、RAM的内容和I／O口的状态，检测程序执行结果是否符合设计要求。通过检测，可以发现稃序中的死循环错误、机器码错误及转换地址错误，同时也可以发现用户系统中的硬件故障、软件算法及硬件设计错误。在调试过程中逐步调整用户系统的软件和硬件。各程序模块调试好后，可以把相关的功能模块联合起来起进行整体综合调试。存在这个阶段假设发生错误，可以考虑各子程序运行时是否存破坏现场，缓冲区数据是否发生变化，标志位的建立和去除是否影响其它标志位的变化，堆栈区的深度是否小够，输入设备的状态是否正常等。单步和断点调试后，还应进行连续调试，因为单片机的运行是在严格的时序下进行的，单步运行的成功并不代表连续运行成功。待全部调试完成后，应反复运行屡次，除了观察稳定性之外，还要考虑仿真条件是否与实际相符，如晶振频率是否与样机一致，所使用CPU资源是否与实际CPU资源相符等等。如调试时采用52系统CPU，并且程序中使用RAM地址80H～FFH，而目标程序写入51系列就不能正常运行程序。在全部调试和修改完成后，将目标程序用相应设备写入程序存储器，插入仿真板，一般可能正常运行，使得软硬件高度完毕。仿真结果，电机正常运行，LED显示器不亮，实验结果实现强中弱三档更换洗涤和排水，发动机通电运转正常，显示灯显示运行进度情况，到达设计期望。随后依次按下强洗，漂洗，甩干后，仿真正常。结论本课题设计的基于单片机控制洗衣机系统，充分应用了微电脑控制技术，单片机在测控领域的应用技术，既有硬件设计又有软件编程，实现洗衣机的真正全自动控制，一个按钮就能完成洗衣的全过程。本设计系统的功能及特点：(1)分别由TS浊度传感器、负载传感器和水温传感器检测到衣物的污浊度,重量,质地和水温,通过洗衣之前的模糊推理来决定洗涤剂的投放时间、洗涤时间、水位、脱水时间。(2)在洗涤过程中采取单片机程序控制，洗涤时间和漂洗时间由单片机控制器决定。既能保证洗净衣物又使洗涤时间短，减少衣物的磨损。使洗衣机具有智能化,最大限度地提高洗涤效果,节约能源及水量,使洗衣机到达高效节能的要求。(3)本设计还考虑到半自动适当的情况，用户可以根据自己的需求自由选择洗衣机的工作方式，这一点是通过按键来实现的。(4)本系统硬件采用单片机AT89C51进行控制，数码管是共阳极的，由电阻74LS138进行控制出发，都是考虑到既经济又实用的原因。(5)由于实际条件的限制，本设计只能在理论上实现，不能做出实际的控制系统，是本设计的遗憾之处。由于单片机控制技术具有先进性、实用性和科学性,加上软件技术控制的家电产品不仅使用方便,而且善解人意,大大方便美化了人们的生活,已成为人们向往的目标,也已逐步被中国广阔消费者所认识。因此,在不久的将来具有微电脑控制的家电产品有着极广泛的应用前景。致谢经过几个月的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业论文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的催促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在我做设计的过程中遇到了很多问题，都是马老师耐心的指导和讲解，让我的问题迎刃而解。在论文写作过程中，也是得到了马老师耐心的指导，他一字一句的帮我们检查论文。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励着我。从课题的选择到工程的最终完成，马老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。除了敬佩马老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的典范，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向马老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文完成之际，我的心情万分冲动。从论文的选题、资料的收集到论文的撰写编排整个过程中，我得到了许多的热情帮助。我首先要感谢马老师，是他将我领入了信息平安的大门，并对我的研究提出了很多珍贵的意见，使我的研究工作有了目标和方向。在这几个月的时间里，他对我的细心指导，使我能够不断地学习提高，而且这一课题的研究成果也成为了本论文的主要素材。还要再次感谢马老师对我的关心和照顾,在此表示最诚挚的谢意。从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!最后我还要感谢大学四年来对我的栽培。参考文献[1]李勋．单片机微型计算机大学读本.[M]北京：北京航空航天大学出版社，2002[2]吴金戌等.AT89C51单片机实践与应用,[M]北京：清华大学出版社，2002

[3]王治刚.单片机应用技术与实训.[M]北京：清华大学出版社，2004

[4]张积东等.单片机51/98开发与应用.[M]北京：电子工业出版社，1994[5]周航慈等.单片机程序设计根底.[M]北京：北京航空航天大学出版社，1997[6]徐玮.C51单片机高效入门.[M]北京：机械工业出版社,2002[7]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用[M].天津：天津大学出版社,2001[8]李广第.单片机根底.[M]北京：北京航空航天大学出版社,1999[9]闫玉德俞虹，MCS-51单片机原理与应用，机械工业出版社1997[10]张靖武、周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].第1版.北京：电子工业出版社,2001[11]钱逸秋.单片机原理与应用[M].北京：电子工业出版社,2001附录A英文原文SCMtechnologyintheapplicationofmodern80yearsintothe20thcentury,thecenturyofeconomicchangeisthemostimportantrevolutioninthecomputer.Thecomputerrevolutioninthemostimportantsignisthebirthofthecomputerembeddedapplications.Moderncomputernumericalrequirementsshouldbeborn.Alongperiodoftime,istodevelopthemassivecomputernumericalduty.Butthecomputershowsthelogicoperation,processing,control,attractingexpertsinthefieldofelectroniccontrol,theywantdevelopmenttomeetthecontrolobjectrequirementsofembeddedapplications,computersystems.Ifyoumeetthemassivedata-processingcomputersystemknownasgeneral-purposecomputersystem,thenthesystemcanbetheembeddedobject(suchasships,aircraft,motorcycles,etc.)inacomputersystemcalledtheembeddedcomputer.Clearly,boththedirectionoftechnologydevelopmentaredifferent.Theformerrequiresmassivedatastorage,handling,processingandanalysisofhigh-speeddatatransmission;whilethelatterrequiresreliableoperationinthetargetenvironment,theexternalphysicalparametersonhigh-speedacquisition,analysisandprocessinglogicandtherapidcontrolofexternalobjects.Itwilladdanearlygeneral-purposecomputerdataacquisitionunit,theoutputdrivercircuitreluctancetoformaheattreatmentfurnacetemperaturecontrolsystem.Thisgeneral-purposecomputersystemisnotpossibleformostoftheelectronicsystemused,andtomakegeneral-purposecomputersystemmeetstherequirementsofembeddedapplications,willinevitablyaffectthedevelopmentofhigh-speednumericprocessing.Inordertosolvethecontradictionbetweenthedevelopmentofcomputertechnology,inthe20thcentury70s,semiconductorexpertsanotherway,infullaccordancewiththeelectronicsystemembeddedcomputerapplicationrequirements,amicro-computer'sbasicsystemonachip,theformationoftheearlySCM(SingleChipMicrocomputer).Aftertheadventofsinglechipinthecomputerindustrybegantoappearinthegeneral-purposecomputersystemsandembeddedsystemsthetwobranches.Sincethen,boththeembeddedsystem,orgeneral-purposecomputersystemshavebeendevelopedrapidly.Althoughtheearlygeneral-purposecomputerconvertedtheembeddedcomputersystems,andrealembeddedsystembeganintheemergenceofSCM.Becausethemicrocontrollerisdesignedspecificallyforembeddedapplications,theMCUcanonlyachieveembeddedapplications.MCUembeddedapplicationsthatbestmeetenvironmentalrequirements,forexample,chip-levelphysicalspace,large-scaleintegratedcircuitslow-cost,goodperipheralinterfacebusandoutstandingcontrolofinstruction.Acomputersystemmicrocontrollercore,embeddedelectronicsystems,intelligentelectronicsystemsforthefoundation.Therefore,thecurrentsinglechipelectronicsysteminwidespreaduseofelectronicsystemstoenablerapidtransitiontotheclassicalmodernintelligentelectronicsystems.singlechiptocreatethemoderneraofelectronicsystems.Amicrocontrollerandembeddedsystems.Embeddedcomputersystemsfromembeddedapplications,embeddedsystemsforearlygeneral-purposecomputeradaptedtotheobjectsystemembeddedinavarietyofelectronicsystems,suchastheship'sautopilot,enginemonitoringsystems.Embeddedsystemisprimarilyacomputersystem,followedbyitbeingembeddedintotheobjectsystem,objectsintheobjectsystemtoachieverequireddatacollection,processing,statusdisplay,theoutputcontrolfunctions,asembeddedintheobjectsystem,embeddedsystemcomputerdoesnothaveanindependentformandfunctionofthecomputer.SCMisentirelyinaccordancewiththerequirementsofembeddedsystemdesign,soSCMisthemosttypicalembeddedsystems.SCMistheearlyapplicationoftechnicalrequirementsinaccordancewiththedesignofembeddedcomputerchipintegration,hencethenamesinglechip.Subsequently,theMCUembeddedapplicationstomeetthegrowingdemandsofitscontrolfunctionsandperipheralinterfacefunctions,inparticular,highlightthecontrolfunction,sohasinternationalnamethesinglechipmicrocontroller(MCU,MicrocontrollerUnit).MCUmodernelectronicsystemsconsistingofelectronicsystemswillbecomemainstreamMCUisadevice-levelcomputersystems,itcanbeembeddedintoanyobjectsystemtoachieveintelligentcontrol.Smalltomicro-machinery,suchaswatches,hearingaids.Low-costintegrateddevice-level,low-toafewdollars,tendollars,enoughtospreadtomanycivilianSCMappliances,electronictoystogo.SCMconstitutesamodernelectronicsystemshasin-depthtothehouseholds,arechangingourlives,suchashomeaudio,televisions,washingmachines,microwaveovens,telephones,securitysystems,andairconditioners.SCMinnovationtheoriginalelectronicsystems,suchasmicrowaveovensuseSCM,itcaneasilysettheclock,theprogrammemory,powercontrol;airconditionerafteruseofSCMisnotonlyconvenientforremoteparametersetting,runningautomaticallytransform,frequencycontrolcanbeachieved.Atpresent,manyhouseholdappliancessuchasVCD,DVDonlysinglechiptoachieveitsfunctionmayoccurbefore.EmbeddedSystemsledtheentireelectronicsindustry.Currentelectroniccomponentsindustry,inadditiontomicroprocessors,embeddedsystemdevices,themostmodernelectronicsystemsaroundthesupportingcomponentsindustries,suchaskeysusedtomeetthehuman-computerinteraction,LED/LCDdisplaydrivers,LED/LCDdisplayunits,voiceintegrateddevice,etc.,tomeettherequirementsofdataacquisitionchanneldigitalsensor,ADC,dataacquisitionmodule,signalconditioningmodulestomeettheservodrivecontrolintheDAC,solidstaterelays,steppermotorcontroller,frequencycontrolunit,etc.,tomeetthecommunicationrequirementsvariousbusdriver,levelconverters.Electroniccomponentsintheembeddedsystemsworld,drivenbyembeddedapplicationsalongfullymeetrequirementsofmodernelectronicsystemsdevelopment.Thismakestheoriginalclassicworldofincreasinglysmallelectronicsystems.Practitionersinthevariouselectronicsystemstomodernelectronicsystemsasearlyaspossibletostay.SCMwillcreateanewgenerationofelectronicelite.Ifthe50's,radiohascreatedseveralgenerationsoftheworldelite,thentoday'sSCMwillcreateanewgenerationofe-worldelite.AsinglechipwithyoutotheintelligentelectronicsIfweasadeadclassicelectronicsystemelectronicsystem,thentheintelligentmodernelectronicsystemsisa"life"oftheelectronicsystem.ApplicationSystemofhardware,electronicsystems,"body",microcontrollerapplications,theapplicationgivesit"life."Forexample,inthedesignofintelligentmachinesmonitordisplay,itcanbootthesystemself-testresultsshow,nottoentertheworkshowsavarietyofstand-bystate,equipmentrun-timedisplayrunningprocesses,workcanbedisplayedaftertheendofthecurrentresults,selfresults,rawdata,reportsandothervariousprocessing.Unattended,itcanrunautomaticallygivenavarietyoffunctions.Intelligentelectronicsystemsfortheendlessrealm,oftenwithoutadditionalhardwareresourcescanachieveallkindsofrenovatedfunction.Itisalsopresentinmanyhouseholdappliancesfeaturealargenumberofadditionalfactors.singlechipcomputerwithyoutotheindustrialarea.The21stcenturyisthecenturyofhumanityintothecomputerage,manypeoplearenotusedinthemanufactureofcomputeristhecomputer.Peopleusingthecomputer,onlythepeopleengagedinembeddedsystemapplicationsreallyintotheinternalcomputersystemhardwareandsoftwaresystems,canwetrulyunderstandthenatureofthecomputer'sintelligenceandgrasptheknowledgeofintelligentdesign.MCUapplicationsstartingfromthelearningtechnologyapplicationsintoday'scomputersoftwaretraining,hardwareandtechnicalpersonnelofoneofthebestroads.SCMbringyouintothemostattractiveinthedigitalworld.Charmingsinglechiptoenableyoutoexperiencethetruemeaningofthecomputer,youcandesignintelligentmicrocontrollerhands-ontoys,differentapplicationscanbedesignedtoachievedifferentfunctions.Bothsoftwaredesignandhardwaremakingthere,bothmentalandphysical,butalsohands.Primarylevelcandevelopintelligenttoys,withmacroprogramming.Intermediatelevelscandevelopsomeintelligentcontroller,suchascomputermouse,smartcars,allkindsofremotecontrolmodel.Highlevelscanbedevelopedrobots,suchasrobotsoccer,thedevelopmentofindustrialcontrolunits,networkcommunications,andhigh-levellanguagewithassemblylanguageordesignapplication.Microcontrollerandembeddedsystemsaroundtheformationofthefutureoftheelectronicsindustry,willprovideavastworldofelectronicfans,anevenbroaderthanthecurrentwirelessworld,richer,moredurable,moreattractiveinthedigitalworld.Plungeintothemicrocontrollerintheworldto,willbenefityourlife.附录B汉语翻译单片机技术在现代的应用进入20世纪80年代，世纪经济中最重要的变革是计算机的产业革命。而计算机产业革命的最重要标志那么是计算机嵌入式应用的诞生。近代电子计算机是应数值计算要求诞生的。在很长的时间内，电子计算机都是以开展海量数值计算为己任。但是电子计算机表现出的逻辑运算、处理、控制能力，吸引了电子控制领域的专家，他们要求开展能满足控制对象要求，实现嵌入式应用的计算机系统。如果将满足海量数据处理的计算机系统称为通用计算机系统，那么那么可把嵌入到对象体系(如舰船、飞机、机车等)中的计算机系统称作嵌入式计算机。显而易见，两者的技术开展方向是不同的。前者要求海量数据存储、吞吐、高速数据处理分析及传输；而后者要求在对象环境中可靠运行，对外部物理参数的高速采集、逻辑分析处理和对外部对象的快速控制等。早期人们将通用计算机加上数据采集单元、输出驱动电路勉为其难地构成一个热处理炉的温控系统。这样的通用计算机系统不可能为大多数电子系统采用，而且要使通用计算机系统满足嵌入式应用要求，必然影响高速数值处理技术的开展。为了解决计算机技术开展的矛盾，在20世纪70年代，半导体专家另辟蹊径，完全按照电子系统的计算机嵌入式应用要求，将一个微型计算机的根本系统集成在一个芯片上，形成了早期的单片机(SingleChipMicrocomputer)。单片机问世后，在计算机领域中开始出现了通用计算机系统和嵌入式系统的两大分支。此后，无论是嵌入式系统，还是通用计算机系统都得到了飞速的开展。早期虽然有通用计算机改装而成的嵌入式计算机系统，而真正意义上的嵌入式系统始于单片机的出现。因为单片机是专门为嵌入式应用设计的，单片机只能实现嵌入式应用。单片机能最好地满足嵌入式应用的环境要求，例如，芯片级的物理空间、大规模集成电路的低价位、良好的外围接口总线和突出控制功能的指令系统。单片机有计算机系统内核，嵌入到电子系统中，为电子系统智能化奠定了根底。因此，当前单片机在电子系统中的广泛使用，使经典电子系统迅速过渡到智能化的现代电子系统。单片机开创了现代电子系统时代单片机与嵌入式系统。嵌入式系统源于计算机的嵌入式应用，早期嵌入式系统为通用计算机经改装后嵌入到对象体系中的各种电子系统，如舰船的自动驾驶仪，轮机监测系统等。嵌入式系统首先是一个计算机系统，其次它被嵌入到对象体系中、在对象体系中实现对象要求的数据采集、处理、状态显示、输出控制等功能，由于嵌入在对象体系中，嵌入式系统的计算机没有计算机的独立形式及功能。单片机完全是按照嵌入式系统要求设计的，因此单片机是最典型的嵌入式系统。早期的单片机只是按嵌入式应用技术要求设计的计算机单芯片集成，故名单片机。随后，单片机为满足嵌入式应用要求不断增强其控制功能与外围接口功能，尤其是突出控制功能，因此国际上已将单片机正名为微控制器(MCU，MicrocontrollerUnit)。单片机构成的现代电子系统将成为主流电子系统。单片机是器件级计算机系统，它可以嵌入到任何对象体系中去，实现智能化控制。小到微型机械，如手表、助听器。集成器件级的低价位，低到几元、十几元，足以使单片机普及到许多民用家电、电子玩具中去。单片机构成的现代电子系统已深入到各家各户，正改变我们的生活，如家庭中的音响、电视机、洗衣机、微波炉、、防盗系统、空调机等。单片机革新了原有电子系统，如微波炉采用单片机控制后，可方便地进行时钟设置、程序记忆、功率控制；空调机采用单片机后不但遥控参数设置方便，运行状态自动变换，还可实现变频控制。目前许多家用电器如VCD、DVD只有单片机出现后才可能实现其功能。嵌入式系统带动了整个电子产业。目前电子元器件产业除了微处理器、嵌入式系统器件外，大多是围绕现代电子系统配套的元器件产业，例如满足人机交互用的按键，LED/LCD显示驱动、LED/LCD显示单元、语音集成器件等，满足数据采集通道要求的数字传感器、ADC、数据采集模块、信号调理模块等，满足伺服驱动控制的DAC、固体继电器、步进电机控制器、变频控制单元等，满足通信要求的各种总线驱动器、电平转换器等。世界电子元器件在嵌入式系统带动下，沿着充分满足嵌入式应用的现代电子系统要求开展。这就使原来经典电子系统的天地愈来愈小。电子系统中的各类从业人员应尽早转向现代电子系统的康庄大道。单片机将造就新一代电子精英。如果说五十年代起，无线电世界造就了几代精英，那么当今的单片机世界将会造就出新一代电子精英。单片机带你进入智能化电子领域。假设将经典电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统那么是一个具有“生命〞的电子系统。单片机应用系统的硬件结构给予电子系统“身躯〞，单片机应用系统的应用程序赋予其“生命〞。例如，在设计智能化仪器显示器的显示功能时，可在开机时显示系统自检结果，未进入工作时显示各种待机状态，仪器运行时显示运行过程，工作结束后可显示当前结果、自检结果、原始数据、各种处理报表等。在无人值守时，可给定各种自动运行功能。电子系统的智能化为无止境境界，常常不需硬件资源的增添就能实现各种翻新功能。这也是当前许多家用电器功能大量增设的因素之一。单片机带你进入计算机工控领域。21世纪是全人类进入计算机时代的世纪，许多人不是在制造计算机便是在使用计算机。在使用计算机的人们中，只有从事嵌入式系统应用的人才真正地进入到计算机系统的内部软、硬件体系中，才能真正领会计算机的智能化本质并掌握智能化设计的知识。从学习单片机应用技术入手是当今培养计算机应用软、硬件技术人才的最正确道路之一。单片机带你进入最具魅力的电子世界独具魅力的单片机能使你体会到电脑的真谛，你可以用单片机亲自动手设计智能玩具，可以设计不同的应用程序实现不同的功能。既有硬件制作又有软件设计，既动脑、又动手。初级水平可开发智能玩具，用宏指令编程。中级水平可开发一些智能控制器，如电脑鼠、智能车、各种遥控模型。高级水平可开发机器人，如机器人足球赛，开发工业控制单元，网络通信等，并用汇编语言或高级语言设计应用程序。围绕单片机及嵌入式系统形成的电子产业的未来，将会为电子爱好者提供广阔的天地，一个比当年无线电世界更广阔、更丰富、更持久、更具魅力的电子世界。投身到单片机世界来，将使你一生受益。附录C程序#include<reg51.h>voidbeep();//intcount=1;bitflag=0;intlog=0;inthelp=0;charcodedis_7[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};sbitp20=P2^0;sbitp21=P2^1;sbitp22=P2^2;sbitp33=P3^3;sbitp34=P3^4;sbitp35=P3^5;sbitp36=P3^6;sbitp37=P3^7;sbitp31=P3^1;sbitp25=P2^5;sbitp26=P2^6;sbitp27=P2^7;sbitp14=P1^4;sbitp15=P1^5;sbitp17=P1^7;sbitp10=P1^0;sbitp11=P1^1;sbitp12=P1^2;sbitp32=P3^2;sbitp24=P2^4;intsum=0;intcount;sbitp30=P3^0;intamount;inttime=15;inth=0;intd=0;intk=0;sbitp13=P1^3;voiddelay(void)interrupt1using1{TL0=0xAF;TH0=0x3C;count++;if(count==10){count=0;flag=1;}}voidbeep(){inti; i=1000; p22=0; while(i--); p22=1;}voiddelay1ms(intt){inti,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<100;j++);}voidscan(void){EA=0;if(p17==0){delay1ms(10);while(p17==0);h++;ET0=0;}if(p14==0&&h==1){delay1ms(10);while(p14==0);time=time+1;if(time>99){time=1;sum=0;}}if(p15==0&&h==1){delay1ms(10);while(p15==0);time=time+10;if(time>99){time=1;sum=0;}}if(h>1|h==0){h=0;ET0=1;}EA=1;}voiddisplay(void){inti,j;i=amount/10;j=amount%10;p20=0;p21=1;P0=dis_7[i];delay1ms(1);p21=1;p20=1;delay1ms(1);p20=1;p21=0;P0=dis_7[j];delay1ms(1);p21=1;p20=1;delay1ms(1);}voidruoxi(void){ET0=1;EA=1;TMOD=0X21;TL0=0xAF;TH0=0x3c;TF0=0;TR0=1;p25=0;//进水log=1;while(sum<time){scan();amount=time-sum;display();if(flag)sum++;flag=0;}p25=1;p36=1;p37=0;p33=0;p34=1;p35=0;p27=0;//work弱洗sum=0;time=15;time=time+15;log=2;while(sum<time-15){if(flag)sum++;flag=0;scan();amount=time-sum;display();}p36=1;p37=1;p30=0;p31=1;//changetime=15;sum=0;log=3;while(sum<time){if(flag)sum++;flag=0;scan();amount=time-sum;display();}p26=0;p27=1;p30=1;p31=1;//fangshuisum=0;time=15;log=4;while(sum<=time){if(flag)sum++;flag=0;scan();amount=time-sum;display();}p25=0;p26=1;p33=1;p34=1;p35=0;//piaoxilog=5;//biaozhisum=0;time=10;while(sum<time){if(flag)sum++;flag=0;scan();amount=time-sum;display()