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摘 要：本文以AT89S52单片机为核心，设计了全自动洗衣机控制系统。本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、洗衣、脱水和结束演奏四个阶段。
关键词：AT89S52单片机；洗衣机；控制
一、硬件设计
根据洗衣机的基本功能要求，采用51系列单片机作为控制核心，主要包括电源部分、水位检测及模式、电机控制电路、洗衣机洗衣状态、数码显示等。
1.电源电路
单片机系统电源部分的电气原理图如图所示。市电220V经过变压器T变压为12V交流电，再通过4只二极管全桥整流，经过电容C9、C10滤波得到光滑的直流电压后，经过三端稳压管稳压得到稳定的+5V电压给各器件供电。
2.控制电路
（1）单片机的复位电路
复位电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱。
（2）单片机的时钟电路
时钟电路由晶振元件与单片机内部电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，供单片机信号定时和计时。
在AT89S52单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端为XTAL2。主要在两引脚之间跨接晶体振荡器和微调电容C4、C5，就可以构成一个稳定的自激震荡器。
（3）检测电路
水位检测的精度直接影响洗净度、水流强度、洗涤时间等参数。对于全自动洗衣机，要求水位的检测必须是连续的，故常采用谐振式水位传感器。谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路LC作为传感器的敏感元件，将被测物体的变化转为LC参数的变化，最终以频率参数输出。其工作原理是：将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力，驱动内腔上方的一块隔膜移动，带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动，从而线圈电感发生变化。由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。
（4）执行电路
电动机有两个控制端，一端控制电机正转该端与P2.4相连，另一端控制电机反转该端与P2.5相连。系统供电时交流220V电压经过继电器加在电动机的两个控制端。当洗衣机接到“正转”指令时P2.4输出高电平经过R13、Q1使的继电器Kb线圈得电导Kb，从而使得电机正转。当洗衣机接到“反转”的指令时P2.5输出高电平经过R23、Q3使得继电器Ka线圈得电导通Ka，从而使得电机反转。
（5） 进水/排水电路
水位的检测是水位传感器受到细长的软管水位压力来工作的。水位压力的大小是根据洗衣桶水的多少在细长的软管产生的压强而定的。
三、软件设计
1.程序流程
图1 程序流程图
2. 程序运行过程分析
软件工作过程：初始化及按键扫描，系统上电复位后，首先执行初始化，接着进行按键扫描（其中有水位模式按键、洗衣次数按键、电机正反转次数按键），同时，数码管显示当前状态。按下水位模式按键后，单片机根据程序执行第一步，即检测水位高、中、低状态，单片机检测出某一水位状态后，会根据程序给出相应动作，此时电机开始工作，进行抽水机抽水；抽水到预定水位后，程序转为下一步准备状态。接着，启动洗衣电动机，程序会根据预先设置好的指令执行动作，电动机带动滚筒在水中转动，模拟洗衣机的各洗衣状态，即电动机正转，停转，反转，再停转，每个循环周期为20秒，程序内部执行电机循环次数计数。与此同时，数码管也会显示相应的状态，兼有电机转动次数显示、洗衣重复次数显示。最后，洗衣过程结束之时，蜂鸣器会发出蜂鸣声，提示洗衣过程结束。
四、硬件、软件调试
1.硬件调试
按照事先设计好的原理图，将硬件连接后，需要对该系统板进行硬件调试，硬件调试步骤如下：
1.根据原理图，对照电路板进行仔细检查，确保连线正常，然后可用万用表测量各连线进一步确保导线导通及器件接触
良好。
2.保证电路连接无误后，通电检查，观察有无异常现象，然后可测量特殊点，如各芯片的电源管脚，还可以用手触摸各芯片，是否有过热现象，如果有异常现象，则断电检查是否有电路短路现象，或更换芯片，来检查芯片是否已经损坏，以便及时更换。
3.经上述检查无异常现象后，可编制一小段程序，通过运行此程序来进一步检查硬件电路是否正常。（如编一个显示程序来检验AT89S52数码管组成部分是否正常）经过以上各步调试确保无误后，我们进入下一步的软件调试。
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开发技术，则逐个模块调好以后，再进行系统程序总调试。调试程序时，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，可以发现程序中的死循环错误、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。
五、总结
目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，这就要求设计者们有更高的专业和设计水平，能够提出更好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。因此，设计出基于单片机的控制全自动洗衣机的电控板设计具有很强的实用性。
参考文献：
[1] 姜宝港.智能家用电器原理与维修[M].北京：机械工业出版社，2002.5.
[2] 鲁建国，曹敏.GB/T 4288-2003《家用电动洗衣机》的修订与我国洗衣机的发展[J]. 家电科技，2003（7）：75-78.
关键词：AT89S52单片机；洗衣机；控制
一、硬件设计
根据洗衣机的基本功能要求，采用51系列单片机作为控制核心，主要包括电源部分、水位检测及模式、电机控制电路、洗衣机洗衣状态、数码显示等。
1.电源电路
单片机系统电源部分的电气原理图如图所示。市电220V经过变压器T变压为12V交流电，再通过4只二极管全桥整流，经过电容C9、C10滤波得到光滑的直流电压后，经过三端稳压管稳压得到稳定的+5V电压给各器件供电。
2.控制电路
（1）单片机的复位电路
复位电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱。
（2）单片机的时钟电路
时钟电路由晶振元件与单片机内部电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，供单片机信号定时和计时。
在AT89S52单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端为XTAL2。主要在两引脚之间跨接晶体振荡器和微调电容C4、C5，就可以构成一个稳定的自激震荡器。
（3）检测电路
水位检测的精度直接影响洗净度、水流强度、洗涤时间等参数。对于全自动洗衣机，要求水位的检测必须是连续的，故常采用谐振式水位传感器。谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路LC作为传感器的敏感元件，将被测物体的变化转为LC参数的变化，最终以频率参数输出。其工作原理是：将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力，驱动内腔上方的一块隔膜移动，带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动，从而线圈电感发生变化。由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。
（4）执行电路
电动机有两个控制端，一端控制电机正转该端与P2.4相连，另一端控制电机反转该端与P2.5相连。系统供电时交流220V电压经过继电器加在电动机的两个控制端。当洗衣机接到“正转”指令时P2.4输出高电平经过R13、Q1使的继电器Kb线圈得电导Kb，从而使得电机正转。当洗衣机接到“反转”的指令时P2.5输出高电平经过R23、Q3使得继电器Ka线圈得电导通Ka，从而使得电机反转。
（5） 进水/排水电路
水位的检测是水位传感器受到细长的软管水位压力来工作的。水位压力的大小是根据洗衣桶水的多少在细长的软管产生的压强而定的。
三、软件设计
1.程序流程
图1 程序流程图
2. 程序运行过程分析
软件工作过程：初始化及按键扫描，系统上电复位后，首先执行初始化，接着进行按键扫描（其中有水位模式按键、洗衣次数按键、电机正反转次数按键），同时，数码管显示当前状态。按下水位模式按键后，单片机根据程序执行第一步，即检测水位高、中、低状态，单片机检测出某一水位状态后，会根据程序给出相应动作，此时电机开始工作，进行抽水机抽水；抽水到预定水位后，程序转为下一步准备状态。接着，启动洗衣电动机，程序会根据预先设置好的指令执行动作，电动机带动滚筒在水中转动，模拟洗衣机的各洗衣状态，即电动机正转，停转，反转，再停转，每个循环周期为20秒，程序内部执行电机循环次数计数。与此同时，数码管也会显示相应的状态，兼有电机转动次数显示、洗衣重复次数显示。最后，洗衣过程结束之时，蜂鸣器会发出蜂鸣声，提示洗衣过程结束。
四、硬件、软件调试
1.硬件调试
按照事先设计好的原理图，将硬件连接后，需要对该系统板进行硬件调试，硬件调试步骤如下：
1.根据原理图，对照电路板进行仔细检查，确保连线正常，然后可用万用表测量各连线进一步确保导线导通及器件接触
良好。
2.保证电路连接无误后，通电检查，观察有无异常现象，然后可测量特殊点，如各芯片的电源管脚，还可以用手触摸各芯片，是否有过热现象，如果有异常现象，则断电检查是否有电路短路现象，或更换芯片，来检查芯片是否已经损坏，以便及时更换。
3.经上述检查无异常现象后，可编制一小段程序，通过运行此程序来进一步检查硬件电路是否正常。（如编一个显示程序来检验AT89S52数码管组成部分是否正常）经过以上各步调试确保无误后，我们进入下一步的软件调试。
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开发技术，则逐个模块调好以后，再进行系统程序总调试。调试程序时，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，可以发现程序中的死循环错误、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。
五、总结
目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，这就要求设计者们有更高的专业和设计水平，能够提出更好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。因此，设计出基于单片机的控制全自动洗衣机的电控板设计具有很强的实用性。
参考文献：
[1] 姜宝港.智能家用电器原理与维修[M].北京：机械工业出版社，2002.5.
[2] 鲁建国，曹敏.GB/T 4288-2003《家用电动洗衣机》的修订与我国洗衣机的发展[J]. 家电科技，2003（7）：75-78.