总字数:9906

目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1选题背景及实际意义

1.2国内外研究现状

1.2.1我国现今的研究状况

1.2.2国外现今的研究状况

1.3 本论文研究目的

1.4 论文的组织结构

2 系统设计方案

2.1 主要模块方案选择

2.1.1 主控芯片方案选择

2.1.2 显示模块方案选择

2.2 整体设计方案

3硬件设计

3.1主控电路模块

3.2 显示电路模块

3.3 继电器电路模块

3.4 直流电机驱动模块电路

3.5 按键电路模块

3.6 指示灯模块电路

3.7 蜂鸣器报警电路模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理状态函数流程设计

5 实物测试

5.1 实物整体焊接测试

5.2 洗衣机洗涤模块选择实物测试

5.3 洗衣机水位选择实物测试

5.4 洗衣机洗涤过程实物测试

6 结论

参考文献

致谢

附录

附录一:原理图

附录二:PCB

附录三:主程序

摘要

在科技发展的今天,洗衣机作为每家每户必不可少的家具成品。此次设计一款全自动洗衣机,可以实现自动洗衣的整个过程:用户进行必要参数的输入、洗衣、脱水、洗衣结束提醒四大阶段。此次设计通过单片机对整个系统进行控制,然后使得洗衣机可以按照用户需求进行工作,从而完全解放人力。并且洗衣过程用户可以根据自己的需求设置洗衣的时间,根据当前衣物的材质选择洗衣模式,根据当前衣物的重量,选择洗衣水的容量。使得此次设计不但可以满足当前大部分家庭洗衣要求,且使用更加的方便、便捷。因此,此次设计的全自动洗衣机具有较高的实用性及其现实研究意义。

关键词:洗衣机;自动控制;模式选择;容量选择

Abstract

Today, with the development of science and technology, washing machines are essential furniture products in every household. However, many families still have semi-automatic washing machines, which do not meet the current needs of people. The design of a fully automatic washing machine can realize the whole process of automatic washing: users need to input parameters, washing, dehydration, washing end remind four stages. This design carries on the control to the whole system through the single chip microcomputer, then makes the washing machine can carry on the work according to the user demand. In the single-chip microcomputer burning programming good physical procedures, so that can automatically work, so as to completely liberate manpower. In the laundry process, users can set the laundry time according to their own needs, select the laundry mode according to the material of the current clothes, and select the capacity of laundry water according to the weight of the current clothes. The design can not only meet most of the current family laundry requirements, and the use of more convenient, convenient. Therefore, the design of automatic washing machine has a higher practical and practical significance.

Key words: washing machine; Automatic control; Mode selection; Capacity to choose

1 引言

1.1选题背景及实际意义

洗衣机作为人们生产生活中不可或缺的一类电器,自发明之初便随着科技的进步进行逐步的改进。如今市面上有些高度自动化的洗衣机操作简单到只需要人们将待洗的衣服投放到洗衣桶内,按下两个按键就能自动注水开始洗衣[1]。自动感应衣物重量来投放合适的洗涤液和水量,并调节洗涤的时间和力度,以及自动漂洗甩干也是现在许多先进的全自动洗衣机可以实现的功能。为了更好的用户体验,有些洗衣机还会在洗衣完成时发出音乐来提醒用户,以便于用户在洗衣的同时可以一边处理其他工作[2]

当今中国的洗衣机供给量越来越大,更迭换代的速度迅速。人们对于生活质量的要求日益升高,用时体现在了对洗衣机的要求上,现如今的洗衣机虽说功能相较以往,有了许多提升,但在许多方面上仍然无法满足人们的需求。越来越多的设计者为了将人们的需求转化为现实,用更高的科学和实践水平,设计出更人性化,更方便,更多功能的洗衣机。现如今全面化多功能兼容的洗衣机非常罕见,实现更为个性化,与其他洗衣机产生差异性,是现如今许多厂家的发展目标。单片机成本造价低、功能丰富、体积渺小的特点使得其成为洗衣机的主要控制系统。单片机控制的自动洗衣机的设计具有很强的实用型[3]

此次设计通过将课内和课外的知识进行结合,主要利用学习的单片机知识和当前生活需求进行结合,设计出能够解决当前用户对全自动洗衣机的需求。

1.2国内外研究现状

1.2.1我国现今的研究状况

通过查阅文献并且结合线上研究,了解到洗衣机在智能家居中扮演着十分重要的角色,不可或缺。洗衣机的研发给人们的生活带来很多的便利,近年来利用单片机技术及其传感器技术设计的洗衣机种类和功能越来越多,近年来,针对洗衣机的研究主要针对不同的年龄阶段、不同的地区、人机交互方式、低碳环保等进行检测。

针对不同年龄阶段的研究:针对当前不同年龄阶段人对洗衣机的消费加直观进行研究,当前洗衣机的消费人群主要是当代的年轻人,因此针对洗衣机的设计也要针对当前也要考虑这一方面,对传统洗衣机进行技术的创新。同时我国当前人口老年化越来越多,也需要针对当前老年人的心理对洗衣机设计产品进行分析,则对洗衣机的操作简单化要求更高[4]

针对当前不同地域人群的研究:主要针对当前不同地域人们的经济及其洗衣习惯来进行考虑,当前农村经济的快速发展,农民的购买能力就越强,农村的消费市场越来越大,设计符合农村生活需求的、及其农民生活习惯的进行分析,然后进行合理的设计。

针对当前人机交互方式进行研究:针对当前人们使用洗衣机进行人机交互信息的流畅性及其便捷性进行分析,设计出使用更加的方便的,人机交互更加简单的产品。

针对低碳环保方案进行设计:当前针对洗衣机的设计,要考虑洗衣机工作队当前环境的影响,设计更加的节能更加环保的洗衣机设计。

1.2.2国外现今的研究状况

当前国内的洗衣机的研究目标主要朝着设计成本低廉、能耗较低、节水、污染小、且效率较高,且采用当前不锈钢或者一些钢板来进行操作。

当前国外的洗衣机发展技术比国内高[5]。在日本,该国家主要朝着洗衣机容量较大、智能化程度高、主要通过电气进行控制的来进行设计的。在众多的公司中,日本的夏普公司通过水流洗涤的模式作为研发灵感来设计的,这种方式利用模仿人手来进行衣物的洗涤;而国外的三菱公司设计的洗衣机采用的是通过单片机设计的通过搅拌方式来实现对衣物的洗涤;日本的松下电器设计的一款全自动洗衣机爱妻号,相比之前设计的洗衣机,其可以节省大量的水电,相比之前可以节省一半的水电,且这款洗衣机采用了大量的新型材料,使得洗衣机的性能得到改进,提高了材料的利用率,使得洗衣机的生产成本得到很大程度的降低[6]

而当前美国也在针对各种新型的产品进行研发,使得美国的产品在市场中占比越来越高,在美国很大的材料都是使用高强度的塑料进行设计的,且当前美国正在研发液体平衡防震器[7],使得洗衣机的振幅及其噪声得到很好的处理,且洗衣机工作的模式主要采用一些电子卡或者一些硬币来进行控制。而其它国家设计的新型洗衣机:如英国设计的洗衣机,可以控制洗衣机内衣物的干燥程度等等。

1.3 本论文研究目的

基于单片机的洗衣机自动控制系统是本次设计的重点研究对象。在完成基本洗衣流程(进水、洗涤、出水、漂洗、脱水)的同时,用户也可通过自身需求,选择洗衣服时的洗涤模式。当洗衣机启动后,可在标准、浸泡、强洗、快洗四种模式中选择,快洗对应的工作流程较少,相应所需时间也较短,强洗反之[4]

用户在洗衣前只需选择好需要的模式,并开启运行,洗衣机就会按照预先设定好的洗衣流程进行工作。工作状态分为进水、洗涤、出水、漂洗、脱水,通过显示电路和单片机控制使得发光二极管在对应工作状态运行时亮起数码管显示屏显示工作状态剩余时间。当洗衣机工作流程结束时数码管显示剩余时间清零,同时蜂鸣器发出报警,提醒用户洗衣完成。

具体设计内容的性能指标如下:

(1)通过驱动电路使电机能够在正反转之间轮流切换,使洗涤更加彻底。

(2)实现洗衣机的基本洗衣流程:进水→洗涤→出水→漂洗→脱水,并用发光二极管显示对应工作状态,洗衣完成时蜂鸣器发出提示;

(3)能够设定洗衣机的工作模式:标准、浸泡、强洗、快洗。洗衣流程及所需时间快洗最短,强洗。

1.4 论文的组织结构

第一章:通过对当前洗衣机的在人们生活中扮演的角色进行分析,了解当前洗衣机的研究背景及其研究意义,并对当前国内外研究现状进行分析,然后得出此次设计的研究目的。

第二章:主要根据第一章的研究目的进行主要模块的选择,然后对此次设计的方案进行设计[8]

第三章:重点介绍了硬件电路设计原理,其中包含了该设计主控模块电路、显示模块电路、继电器模块电路、直流电机模块电路、按键模块电路、指示灯模块电路、蜂鸣器模块电路,并将具体程序和电路图在附录中体现[9]

第四章:主要进行此次设计的程序进行撰写,此次编程的程序进行分模块设计,然后进行分模块绘制流程图。

第五章:对此次设计的实物进行焊接和调试,然后对此次设计的[10]

第六章,对此次设计进行总结,并对此次设计的洗衣机的发展进行展望[11]

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