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[待整理] 基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统的实现

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发表于 2015-4-29 23:02:34 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  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
  
  
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