采用單片機控制的洗衣機系統(tǒng)設計

周婷

摘 要：單片機是機電類專業(yè)的必修課程，在其中占有重要地位，然而學生普遍反映單片機課程太難太抽象。分析個中原因，在于大專學生理論基礎普遍薄弱，實踐機會少。為了提高學生動手能力以及學習興趣，本文改革創(chuàng)新設計單片機課程教學環(huán)節(jié)，除了單一的流水燈數(shù)碼管等典型實驗，還加入了基于單片機的洗衣機系統(tǒng)設計，讓學生參與到整個開發(fā)過程中。

關(guān)鍵詞：洗衣機；單片機；實訓

中圖分類號：TM925.33；G712 文獻標識碼：B 收稿日期：2016-04-01

1.現(xiàn)階段單片機實訓課程中存在的問題

隨著科學技術(shù)的發(fā)展進步，單片機在工業(yè)控制、家用電器設備、航空航天、通信等領域有著越來越廣泛的應用。為了適應企業(yè)、市場需求，單片機已然成為機電類專業(yè)學生的必修課程。

現(xiàn)階段學校單片機課程使用的設備有實驗箱、實訓臺、萬能板、實驗開放板，其中實驗箱和實訓臺的內(nèi)部線路已接好，學生只要將外部的簡單線路連接好即可，因此學生不能深刻理解實訓原理，出現(xiàn)問題時也不會解決；實驗開放板體積小，價格較便宜，性價比高，但功能較少，適合初學者使用；學生按照項目原理圖進行萬能板焊接，能夠?qū)υ韴D有更加深刻的理解，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，但耗時長，不適合作為課堂教學用。

2.單片機實訓過程教學改進

單片機課程教學更注重應用，理論夠用就行，采用項目化教學，理論聯(lián)系實際，學生能更好理解比較抽象的單片機課程知識。設計的基礎項目有：①LED流水燈。通過編寫各種流水燈程序，比如小燈依次點亮、奇數(shù)位燈閃爍等，學生熟練使用for語句、循環(huán)語句等。②電子表、LED顯示屏。采用數(shù)碼管顯示時間，學生熟練掌握數(shù)碼管的工作原理，了解定時器、計算器的編程方式。③搶答器、模擬交通燈設計。學生了解中斷概念及使用方法。④串口控制數(shù)碼管顯示系統(tǒng)設計。學生了解單片機串行口工作原理以及常用的通信協(xié)議。

通過上述基礎實訓項目的練習，學生對單片機的基本原理有了一定了解， 但與實際工作項目之間仍有一定差距。所以在課程后期分組讓學生設計實際項目，經(jīng)歷前期市場調(diào)研、項目設計、元器件購買、硬件電路設計以及軟件編程等完整的開發(fā)過程，采用項目驅(qū)動的教學方式提高學生技能水平。

3.基于AT89C52控制的洗衣機系統(tǒng)設計

第一步，調(diào)研搜集資料。首先讓學生搜集洗衣機相關(guān)資料，讓學生將信息整理成一份洗衣機方面的調(diào)研報告，對后續(xù)任務有著指導意義。

第二步，洗衣機系統(tǒng)設計。通過第一步的調(diào)研，學生已經(jīng)了解了各洗衣機特點。目前市場上有很多類型的洗衣機，其控制系統(tǒng)主要以PLC和單片機為主，其中單片機以其低廉的價格、優(yōu)異的性能占據(jù)較高的市場份額?；趩纹瑱C實訓課程學習要求，本設計選用AT89C52系列單片機實現(xiàn)洗衣機各部分控制要求。洗衣機系統(tǒng)工作過程主要有四種：輕柔、快洗、標準和脫水，并且用LED燈指示選中模式，數(shù)碼管顯示工作時間。啟動洗衣機后，先程序初始化，上水電磁閥，打開開關(guān)，并開始注水，當達到設定限位上水位時，檢測傳感器把信號發(fā)送給單片機，單片機處理關(guān)閉上水電磁閥，電機按設定的頻率開始運行，洗衣進入洗滌程序；洗衣完成后自動進入脫水模式，脫水模式指示燈亮；循環(huán)兩次洗衣完成，蜂鳴器報警提示洗衣完成。

硬件設計以單片機芯片為主體，加上時鐘電路、復位電路、按鍵開關(guān)、多位數(shù)碼管、蜂鳴器以及欠壓檢測電路組成洗衣機系統(tǒng)，外部硬件電路由繼電器、三極管、電動機、進水電磁閥、排水電磁閥、壓力和濁度傳感器組成。洗衣機工作部件主要有電機、進（出）水閥，通過輸入不同的頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的快慢跟正反；進出水閥控制水位進水高低，一般處于開或關(guān)兩種狀態(tài)。洗衣時間顯示采用74LS47譯碼器，把輸出的BCD碼譯成共陽數(shù)碼管顯示碼。洗衣機設置了安全保護，當洗衣過程中開蓋或衣物不平衡，觸發(fā)中斷對電機停止工作處理，保證洗衣過程的安全。

第三步，采用Keil與Proteus相結(jié)合聯(lián)合調(diào)試軟硬件電路，能夠同時對單片機進行隨堂軟件仿真和電路仿真，大大提高了學習效率，降低了實驗成本。

通過把實際項目的開發(fā)過程加入實訓課程中，把學生難理解的抽象教學內(nèi)容與具體實例相結(jié)合，學生參與到實際項目開發(fā)過程中，對項目運用有了更深入的理解，大大增強了學生學習單片機的興趣，取得了較好教學效果。

參考文獻：

[1]趙月靜，陳繼榮，張永弟.單片機原理及應用課程創(chuàng)新實踐教學改革[J].實驗技術(shù)與管理，2013， （1）：176-179.

[2]賈國華.單片機在洗衣機中的應用研究[J].電子世界，2012，（4）： 22-23.