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智能洗衣机控制系统的设计(设计源文件+万字报告+讲解)（支持资料、图片参考_相关定制）_文章底部可以扫码
摘要：系统是智能洗衣机控制系统的设计，主要的核心器件是STC89C52单片机，可以实现智能洗衣机控制系统的设计功能。分析了智能洗衣机控制系统的设计的基本功能，将各个功能有机的联系在一起，设计初系统整体设计方案，完成系统结构设计。确定各个功能的具体方案，明确所有设计细节、器件选型。根据选择的器件型号，设计初系统各部分电路图，将各个功能的电路图连接在一起，绘制出系统整体电路图。按照连接关系设计软件，软件设计通过C语言进行编程，完成各个功能代码开发，进行模块化设计，最终组合在一起，并且按照逻辑流程设计初软件设计流程图。最终对系统进行调试，对代码的逻辑功能进行优化，判断代码是否可行，对设计缺陷不短进行改进，最后完成系统功能。实现远程对洗衣机的控制，电机正反转、倒计时显示等功能，可通过手机实现洗衣程序的个性化设置。按键可以设置洗涤以及脱水的时间和次数参数，按键功能分别为：设置键、增加键、减小键，启动键。通过继电器来模拟洗衣机进水和出水，以及控制电机正转和反转来模拟洗衣机的洗衣过程，并且实时液晶显示。显示电方案选取LCD1602显示相关信息。电机驱动选择L9110。软件设计通过C进行设计，使用C开发简单，单片机的专用Keil设计工具，完成程序文件的执行，一步步进行语言设计，实现设计要求。
关键词：智能洗衣机；单片机；LCD1602；L9110
ABSTRACT：ABSTRACT: The system is the design of intelligent washing machine control system. The main core device is STC89C52 single chip computer, which can realize the design function of intelligent washing machine control system. The basic functions of the intelligent washing machine control system design are analyzed. The functions are organically linked together, the overall design scheme of the initial system is designed, and the system structure design is completed. Determine the specific scheme of each function, clarify all design details and device selection. According to the selected device type, the circuit diagrams of each part of the initial system are designed, the circuit diagrams of each function are connected together, and the overall circuit diagrams of the system are drawn. According to the connection relationship design software, the software design is programmed by C language to complete the functional code development, modular design, and finally combined together, and according to the logical process design flow chart of the initial software design. Finally, the system is debugged, the logic function of the code is optimized, the feasibility of the code is judged, the design defects are improved, and finally the system function is completed. The functions of remote control of washing machine, motor forward and backward, countdown display and so on can be realized. The personalized setting of washing procedure can be realized by mobile phone. The key can set the time and frequency parameters of washing and dehydration. The key functions are as follows: setting key, increasing key, reducing key and starting key. The washing process of the washing machine is simulated by relays to simulate the incoming and outgoing water of the washing machine, and by controlling the forward and reverse of the motor. The real-time liquid crystal display is also provided. LCD1602 is selected to display the relevant information. Motor drive selection L9110. Software design is carried out by C. It is simple to develop by C. The special Keil design tool of single chip computer is used to complete the execution of program files. Language design is carried out step by step to achieve the design requirements.
KEY WORDS: intelligent washing machine; microcontroller; LCD1602; L9110
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 论文主要内容 1
2系统方案设计 2
2.1系统整体方案设计 2
2.2 主控制器设计论证 2
2.3 显示方案设计 3
2.4 报警方案设计 3
2.5 电机驱动方案设计 3
3 硬件电路设计 4
3.1主控制器电路设计 4
3.2 显示电路 6
3.3 报警电路 7
3.4 出水（进水）控制电路设计 8
3.6 按键电路设计 8
3.7 电机驱动电路 9
4 系统软件设计 9
4.1 软件整体设计 10
4.2 显示软件设计 11
4.3 按键电路 11
5 系统调试 12
5.1硬件组装调试 12
5.2系统上电液晶显示测试 13
5.3系统上电初始化测试 14
5.4系统进水洗衣上电测试 15
5.5系统脱水上电测试 16
6 总结 17
参考文献 19
附录程序 20
致谢 21
1 绪论
1.1 课题背景及意义
智能洗衣机是通过使用计算机，无线，集中排布方法，设立家庭数据化管理系统，各个子模块（防盗报警设备，家电操作设备等）制作为一个系统的家居生活，借助特定的媒体系统，就像计算机网络，有线电话，无线网络等，组合为家庭与外面环境进行交流的方法，远程控制屋内的设备，并且进行监控，以这种方式可以给人们带来安全感，以达到不断增长的需求的人的安全，舒适和便利等内容。由于科技的提高和大家对生活场所的改善，让家居设备具有非常广的发展方向。
智能洗衣机控制的原理最早就是20世纪初年有人想出，联合技术公司（美国联合技术建筑系统）将建设系统数据化，组织方法作用在城市广场建设，智能房屋就产生了。到了21世纪初的时候，一些家用设备选择电子领域，让科技结合家用设备，联系系统和安防仪器组成家庭智能化安全理念。上个世纪末期，由于美国联系方法和数据内容的飞速进步产生智能设备，这种设备经过汇总方法对家庭、用电设备，安全系统做些监控处理平台。自那以后，自动化家用设备的原理基本已经完成。这个世纪初，加拿大制作了很多智能设备，我们在场地观察更多设备，就有了模拟了很晚的警示、监测和操作性能，以及其他的很多让居家生活越简单、越安逸工作快速发送，电话访问等性能。然而，因为比较贵的装配成本，所以没有什么人关注。
1.2 论文主要内容
系统是智能洗衣机控制系统的设计，主要的核心器件是STC89C52单片机，可以实现智能洗衣机控制系统的设计功能。分析了智能洗衣机控制系统的基本功能，将各个功能有机的联系在一起，设计初系统整体设计方案，完成系统结构设计。确定各个功能的具体方案，明确所有设计细节、器件选型。根据选择的器件型号，设计初系统各部分电路图，将各个功能的电路图连接在一起，绘制出系统整体电路图。按照连接关系设计软件，软件设计通过C语言进行编程，完成各个功能代码开发，进行模块化设计，最终组合在一起，并且按照逻辑流程设计初软件设计流程图。最终对系统进行调试，对代码的逻辑功能进行优化，判断代码是否可行，对设计缺陷不短进行改进，最后完成系统功能。
2系统方案设计
2.1系统整体方案设计
系统是智能洗衣机控制系统的设计，主要的核心器件是STC89C52单片机，可以实现智能洗衣机控制系统的设计功能。分析了智能洗衣机控制系统的设计的基本功能，将各个功能有机的联系在一起，设计初系统整体设计方案，完成系统结构设计。确定各个功能的具体方案，明确所有设计细节、器件选型。根据选择的器件型号，设计初系统各部分电路图，将各个功能的电路图连接在一起，绘制出系统整体电路图。按照连接关系设计软件，软件设计通过C语言进行编程，完成各个功能代码开发，进行模块化设计，最终组合在一起，并且按照逻辑流程设计初软件设计流程图。最终对系统进行调试，对代码的逻辑功能进行优化，判断代码是否可行，对设计缺陷不短进行改进，最后完成系统功能。实现远程对洗衣机的控制，电机正反转、倒计时显示等功能，可通过手机实现洗衣程序的个性化设置。按键可以设置洗涤以及脱水的时间和次数参数，按键功能分别为：设置键、增加键、减小键，启动键。通过继电器来模拟洗衣机进水和出水，以及控制电机正转和反转来模拟洗衣机的洗衣过程，并且实时液晶显示。系统结构如图2-1所示。
图2-1 系统结构框图
2.2 主控制器设计论证
单片机是系统设计中最为重要的方案之一，所以系统使用STC89C52处理器。这款MCU设计了高集成化的存储时间很长的单片机设计方式去制造，此处理器可以使用MCS-51指令操作，并且在硬件接口上都是通用的。此MCU在功耗方面表现非常优秀，功耗很小，设计中使用的是CMOS的处理器，此处理器是8BIT的，MCU中具有8K比特的存储空间，此存储空间可以进行读写操作，读写次数高达上十万次，完全满足开发需要。STC家族的MCU在工厂制造出厂会对其进行加密设计，外接的任何技术手法都不会对STC家族的MCU完成解密工作，此处理器的运行速度非常快，处理器的最高速度能够上升到420兆赫兹，处理器在很多复杂环境下都可以正常运行，稳定性非常优秀，最为需要关注的一点是，该处理器的成本可观，价格很低，在电子市场中随处可见。
2.3 显示方案设计
系统的显示方案选择LCD1602。液晶显示效果清晰，一目了然，液晶显示的字样数量很多，包括所有的数字、字母，都可以进行显示。此款液晶电路设计非常简单、成熟，硬件电路设计上没有问题，设计通过地址数据输入、显示数据输入就可以对液晶进行控制，显示需要显示的数据，液晶显示不用进行扫描，只要输入数据，再不进行下一次刷新的时候，是不会更新显示内容的。最重要的是液晶的电源和系统电源一致，不用单独设计电源系统。LCD1602该模块显示的内容多种多样，并且非常简单明了，价格合理，对于本设计而言，非常适用。虽然接口线连接的比较多，后期对整个电路进行测试时，就会非常容易得到测试结果。
2.4 报警方案设计
系统需要进行报警设计，蜂鸣器可以发出响亮的蜂鸣声，所以选择蜂鸣器。系统在需要进行报警的时候，可以控制蜂鸣器蜂鸣。蜂鸣器的声调也可以进行控制，通过软件代码既可以完成。
2.5 电机驱动方案设计
通过L9110进行驱动，L9110经常被选为直流电机驱动方案，此款产品内部是用H桥电路设计，H桥电路的核心器件是三极管，芯片的驱动电流范围很宽，一般是3.8A，可以对直流电机进行闭环控制，电路稳定性强、控制简单，在很多直流电机方案中被选中。此款芯片是SGS企业设计的直流电机专用驱动器件，芯片的封装通常是Multiwatt。此产品的优点是，很宽的电压范围，最大电压为46伏，产品的运行电流也很大，瞬间最大值为3安培，持续最大电流值为2安培。一个器件内部设计了两个H桥电路，所以一个器件能驱动两个直流电机，还带有使能控制，可以对输入信号的有效性进行控制，如果输入信号可靠，也可以控制使能端长时间有效。
3 硬件电路设计
3.1主控制器电路设计
STC89C52内部有8K的Flash存储电路，可以存储相关的数据，此单片机应用非常广，开发简单、电路设计容易，可以加快开发团队的开发进度，缩短开发周期。开发成本低，被很多企业所选择。器件内部的运行速度很快，引脚数量大，是很多开发方案的首选。输入输出数量为32个，分别设计为4组，引脚口0，引脚口1，引脚口2，引脚口3，有多个定时器，定时数据准确，中断设计也很方便，定时器和中断的结合使用，能够实现很多比较复杂的功能要求，也可以嵌套很多中断执行。
除了普通使用的输入输出接口，单片机还需要时钟接口、复位接口、电源接口。时钟的接口是18脚、19脚，设计选择的是12兆赫兹的晶圆。复位接口是9脚，通过单片机的9脚输入复位信号。复位动作输入的9脚接口能够加入备用电源，这样可以保证芯片内部的数据不会因掉电消失。单片机的31脚接口是EA，这个引脚是可以确定处理器代码的存放位置，是内部还是外部，将高电平输入到31脚，这样就表示单片机使用的是内部存储的代码，如果将低电平输入到31脚，这样就表示单片机使用的是外部存储的代码。如图3-1所示。
图3-1单片机系统电路
3.2 显示电路
系统的显示选择液晶进行显示，LCD12864完全可以满足设计的需要，此器件可以满足显示所有字符，出汉字以为，可以满足设计功能。单片机通过数据口配合时序接口就可以控制液晶显示的内容。通过软件的操作可以对液晶显示任何位置指定显示的内容，操作方便、简单。最重要的是此液晶要求的电源参数和单片机系统的一致，这样就可以通用电源，不必进行电源转换，减少的设计工作。如图3-2所示。
液晶本身带有了数据、字母等很多的显示数据库，液晶的显示原理是设计了很多点，各个点亮与不亮就组成了要显示的字符，由于设计了显示的数据库，所以只要写入想要显示的字符数据，就会控制对应的点亮，显示出对应的数据字符。液晶还有很多附带的功能，比如光标，光标显示，还是光标闪烁，都可以在初始化的时候进行控制。显示是滚动还是静止都可以控制。
直接对液晶进行数据输入，数据口是8个输入引脚，接口电路如图3-2，将时序口和数据口和单片机相接，单片机就可以对液晶显示数据进行操作。RS可以控制输入的数据为指令还是数据， WR为读或者写操作控制，EN为使能控制，D0到D7为数据输入口。
图3-2 液晶接口电路图
3.3 报警电路
报警选用蜂鸣器进行报警提示。当系统采集的温湿度数据超过设置的临界数据，系统控制蜂鸣器进行声音报警提示，通过声音提示用户，同时选用发光二极管完成光报警。在具体的电路实现过程中，只有蜂鸣器对电路的要求颇高，要想使其能够正常使用必须要在电路当中接入一个三极管来对电流进行控制。电路中的三极管采用三线连接的让是接入，分别与蜂鸣器、单片机、GND相连接，其中在于单片机连接的时候需要在电路中串接一个LED。在电流流经三极管的时候，三极管高低组态会对电流进行放大，使其能够满足蜂鸣器工作所需。只要单片机引脚处的电平发生了高或低的变化，蜂鸣器就会随之发出警报。在系统中因为选用的是8550，所以系统初始通电并不会引起蜂鸣器的报警。
系统中的蜂鸣器在接通电源之后，因其是一个电磁式装置，内部线圈与磁条之间会对振动膜片施加力的作用，当出现温湿度异常时，即PWM输出低电平，此时蜂鸣器以周期性的方式发出声响。这样的一个报警电路设计结构非常简单而实用，如图3-3所示。
图3-3 蜂鸣器报警电路图
3.4 出水（进水）控制电路设计
出水（进水）控制硬件设计选取继电器进行实现。利用继电器的动作操作洗衣机进水或者排水。由于单片机的IO电流不够，所以需要设计继电器驱动电路，选择NPN三极管控制继电器。通过继电器的开关动作操作小区门的开关动作。在继电器的线圈并联设计了发光二极管，用于指示继电器的开关动作。实现进水和排水的功能。电路图如下图所示。
图3-4 出水（进水）控制电路
3.6 按键电路设计
在本系统当中所要使用的按键并不多，包括复位键在内一共只有5个，所以我们将按键与单片机的接口相对应，接入到单片机端口上键盘电路用于设置系统状态。在按键被按下，此时单片机的引脚上会产生低电平，系统程序运行中会对这两个引脚上的电平进行检测，发现这两处的引脚电平为低，说明相应的按键被按下，随之系统执行相应的功能。按键功能分别为：设置键、增加键、减小键，启动键。电路如图3-5所示。
图3-5 按键电路
3.7 电机驱动电路
电机驱动电路选择的是L9110，电机需要设计驱动电路。选取L91103去完成驱动电机的操作。L9110驱动电机的电路很典型，使用广泛，电路已经非常稳定，内部是集电极开路输出，能够输出很大电流，所以能够驱动电机。
通过L9110对直流电机进行控制。2脚的IN1是直流电机的信号输入控制端，单片机通过P1.0进行操作，这个接口就是电机信号输入口。IB、IA都是电机的控制信号操作端，和单片机的P1.0、P1.1连接。OA、OB连接直流电机。驱动电路如图3-6。
图3-6电机驱动电路
4 系统软件设计
C语言是目前使用最多的一门单片机开发语言，它的语言设计简单易懂。开发语句容易理解，很想英文，有的关键词完全可以和英文含义对上号。很多复杂的逻辑可以用C语言中简单的语句实现。相比于汇编语言，C语言的优势非常明显，汇编语言非常难以理解，对于开发非常不适合，C语言的出现，让开发者更容易去完成软件设计。开发环境是Keil，专用单片机开发工具。
4.1 软件整体设计
