基于单片机的滚筒式洗衣机控制系统，带图纸

专业方向课程设计说明书

题目名称：滚筒式洗衣机控制系统电路设计 学院： 机械工程学院

专业年级：机械设计制造及其自动化12级 姓名：樊旭然

班级学号： 机电12-1-04 指导教师：黄吉东

二Ｏ一五年十二月十五日

专业方向课程设计

摘要

滚筒洗衣机正朝着两个方向同时发展：一是洗涤技术不断的推陈出新如蒸汽洗、超声波洗、健康杀菌，银离子等，另一个方向是控制技术。通过对整机厂规格书的分析，确定了控制系统总体方案；通过对滚筒洗衣机洗涤原理的研究，设定优化了洗衣节拍；引入了一些实用功能。如：掉电记忆功能，在停电后，电力恢复正常，洗衣机将继续没有完成的洗涤。自动关机功能，在开机无操作或洗涤结束后分钟将自动关机。童锁功能，在洗涤过程中防止随意按下按键而发生危险等。研究了单片机NEC78F0513的工作原理，以其为核心设计了电路板，包括单片机系统、人机接口电路、开关电源电路、阀的控制电路、水位检测电路和复位电路等。

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目录

第一章、绪论 ....................................................................................................................... 1

1.1. 洗衣机的发展 ...................................................................................................... 1 1.2. 滚筒洗衣机发展现状和趋势 .............................................................................. 2 1.3. 洗衣机驱动技术综述 .......................................................................................... 2

1.3.1. 滚筒式洗衣机用驱动电机的选择 ........................................................... 3 1.3.2. 滚筒洗衣机的驱动方式 ........................................................................... 4 1.4. 变频调速技术研究现状及趋势 .......................................................................... 5 1.5. 洗衣机控制技术现状及趋势 .............................................................................. 6 第二章、智能控制系统总体设计 ....................................................................................... 8

2.1. 控制系统用户界面分析 ...................................................................................... 8 2.2. 控制系统总体方案 .............................................................................................. 8

2.2.1. 主要功能部件选型 ................................................................................. 10 2.2.2. 单片机选型 ............................................................................................. 10 2.2.3. 可控硅选型 ............................................................................................. 12 2.4. 滚筒洗衣机控制策略研究 ................................................................................ 14 2.5. 本章小结 ............................................................................................................ 15 第三章、硬件设计 ............................................................................................................. 16

3.1. 总体方案 ............................................................................................................ 16 3.2. 人机接口电路设计 ............................................................................................ 18 3.3. 开关电源模块 .................................................................................................... 22 3.4. 阀的控制 ............................................................................................................ 24 3.5. 水位检测电路 .................................................................................................... 25 3.6. 复位电路 ............................................................................................................ 26 3.7. 本章小结 ............................................................................................................ 27 第四章、系统的工作过程及其控制 ................................................................................. 28 设计小结 ............................................................................................................................. 30 参考文献 ............................................................................................................................. 31

I

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第一章、绪论

1.1. 洗衣机的发展

从人类开始穿衣遮羞以来，衣物的洗涤成为人类避无可避的劳动，这中重复性的劳作增加了人们的负担，并且为洗净衣物添加的化学试剂也对人们的皮肤造成一定伤害。所以，采用机械来代替这项重复劳作是必然的。1766年美国人Schaefer发明了第一台洗衣机，采用助板来模仿人手对衣物搓洗。经过漫长的一个世纪的发展，现代洗衣机雏形才得以出现，并得到了蓬勃发展[1-3]。1874年，手摇的木制洗衣机被另一个美国人比尔·布莱克斯发明了。现在看来结构十分简单，只是在木桶里装上了6片叶片，然后通过齿轮，用手柄带动，这样使得衣服不断翻转，就达到了洗衣效果。虽然这个装置结构非常简单，并且洗涤的效果也不是很好，但是，这个构思却很值得肯定，并且对后人有大大的启发，大大加快了洗衣机的改进过程。

随着工业技术发展的进程，蒸汽、水力、内燃机等不断的被应用到洗衣机驱动中来，使得人力得到大大的解放。但是，由于驱动装置太繁重，性价比太低，都没得到广泛推广。1910年，世界上第一台电动洗衣机被美国人菲舍尔研制成功了[4-5]。这台电动洗衣机的出现，才真正标志着人类的家务劳动真正进入了自动化时代。进入了电气化时代以后，人们日益完善了洗衣机的功能，洗衣形式也渐渐的固定为：搅拌式洗衣机、波轮洗衣机、滚筒式洗衣机。美国帮迪克斯公司，在30年代末制造出世界上第一台前装式的全自动滚筒洗衣机。整个洗衣过程都得以在一个滚筒里完成。这象征着洗衣机的型式又一个巨大的进步，现如今，在全世界，滚筒洗衣机都得到了广泛的应用。

随着社会的不断进步，人们给洗衣机提出了越来越高的要求。除满足基本洗衣功能外，开始关注它的环保性、适用性、可靠性、智能程度以及节约能耗等方面。所以，环保、节能也是洗衣机发展的一个大方向。

从改革开发开始，我国开始了对洗衣机的研究，和电视机一样作为骨干家电，洗衣机的发展还是很迅速的。它的发展历程基本可以划分为以下三个阶段：

1) 初期起步阶段：可以从上世纪八十年代中期算起，到八十年代末期截止。这

一阶段主要体现为技术的集中引进。其中又一日本的波轮式洗衣机的技术和设备为主，迅速的从无到有，也因此，奠定了波轮式洗衣机在中国市场的地位

2) 平稳发展阶段：这个阶段是从上世纪八十年代末期开始，一直到九十年代中

期截止。这个时期，我们国家各洗衣机企业，无论是质量水平还是技术水平都稳步的在提高，生产成本也得到持续降低。市场认可度也大幅提高

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