基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统的实现

admin

　　随着单片机技术的发展，其在人们的日常生活中的运用也越来越多。本文作者重点分析了MCS-51 单片机在洗衣机控制系统中的整个实现过程，希望人们对于洗衣机控制系统的工作原理有更清晰的认识。
　　1 洗衣机功能要求
　　一般情况下，洗衣机有三个工作程序，洗涤、漂洗以及脱水。在进行洗涤的时候，洗涤电动机接通电源，进而通过波轮的旋转带动水流搅动衣物。其在进行旋转的时候，有正转和反转，利用摩擦而达到洗涤的目的。同时，漂洗过程中电器的动作和洗涤一样。而脱水则是在脱水电动机的带动下，脱水桶高速旋转，达到一定的速度后在离心力的作用下进行脱水。整个洗衣过程完成之后，蜂鸣器发出结束警报。
　　2 基于MCS-51 单片机的洗衣机控制系统的设计与实现
　　2.1 洗衣机硬件电路系统
　　依照洗衣机要实现的基本功能，把MCS-51 单片机座位控制中心进行硬件电路系统的设计，如图1 所示，主要是控制中心的硬件线路图。
  

　　图1 硬件线路图
　　(1)电源部分。变压器把市电降压之后，通过整流、滤波等得到5V 的稳压作为工作电源。
　　(2)控制电路。不同的按键链接着MCS-51 单片机不同的接口，分别控制不同的程序。例如，K2 键连接P1.6，控制洗衣机工作的启动程序；K4 键连接P3.5，控制洗衣时间，同时，通过发光二极管LED 灯进行显示。蜂鸣器连接P1.7，在洗衣程序结束以及出现故障时会发出报警。另外，P0 口和P2 口与LED数码管相连接，前者可控制低位显示器，后者可控制高位显示器[1]。

　　图2 洗衣机主程序流程
　　在控制电路中，利用74LS138 译码器可以有效的避免I/O口数量缺乏的问题。按照控制要求，在洗衣过程中，洗衣状态显示指示灯D0—D6 直接连接3-8 译码器，通过输出端Y0-Y5来控制指示灯的显示状态，进而表现不同的工作模式和程序。
　　在输出控制电路中，程序由触发器电路进入双向晶闸管，进而控制电动机的正、反转以及进水、排水电磁阀[2]。其中，MCS-51的P1.1 和P1.2 控制电动机，P3.0 和P3.1 控制电磁阀。
　　2.2 洗衣机软件控制系统
　　（1）洗衣机主程序设计。洗衣机在进行软件控制系统设计的时候，需要结合硬件设计的要求。图2 表示洗衣机整个主程序流程。洗衣机在接通电源之后，单片机进入初始化状态，其中定时器为0，设定各种参数初值。然后程序按照默认的洗衣强度进行“标准洗”，这个过程中，控制指示灯显示洗衣强度，数码管LED 则表示预设时间，此时洗衣机一直处于待命状态，在按下启动键时，洗衣机进入洗衣状态。整个循环的工作流程为：进水、洗涤、脱水以及漂洗。表1 表示洗衣机的系统控制表。

　　（2）洗衣机内部定时中断设计。在洗衣机的整个工作过程中，定时器中断服务程序可以控制计时。一般情况下，在进行内部定时中断设计的时候，控制单片机的晶振频率为12 兆赫兹, 把时间设置为常数，把定时器0 的工作方式调整为1，然后洗衣机在进行内部定时中断程序的时候，利用选择函数每0.1s 出现一次中断[3]。
　　（3）洗衣机外部中断设计。洗衣机的外部中断设计程序流程很简单，其中关于外部中断1 程序则主要是满足洗衣过程中的停止工作。然而，为了避免因为电压的过高或者过低损坏洗衣机，有外部中断0 程序保护洗衣机，主要流程是：中断入口、关电动机、报警、中断返回。在外部中断0 启动时，洗衣机立刻停止运动，进入保护状态。
　　3 结语
　　综上所述，利用MCS-51 单片机来设计洗衣机的控制系统，电路构成简单，原理清晰，系统成本低，使用方便，具有较高的使用价值。
　　参考文献：
　　[1] 汪姝.基于单片机的步进电机驱动控制系统的设计与实现[D].南昌大学,2012（2）:11--15
　　[2] 刘祖其,刘海,井建康. PLC在全自动洗衣机控制设计中的研究与应用[J].机电产品开发与创新, 2010(3):18--21
　　[3] 赵婧婧,侯媛彬,郭齐.基于单片机SPMC75 的模拟全自动洗衣机的设计[J].信息化纵横,2009(14):45-47
　　
　　

李小路

谢谢分享！