基于STC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)設計

邵陽學院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

基于STC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)設計

邵陽學院信息工程系 江云亮 梁高衛(wèi)

改革開放后，隨著我國科學技術的高速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，智能化的生活越來越普遍。全自動洗衣機在我們的生活越來越重要，它能更好地解放人們的雙手。緩解人們在家務勞動中的壓力。本設計采用STC12C5A60S2單片機作為洗衣機的控制系統(tǒng)的核心芯片，它以體積小、功能全、價格低、開發(fā)方便等優(yōu)勢得到了電子工作者的認可。洗衣機在單片機的控制下具有對洗衣機的智能控制，當設置完畢后，通過自動檢測水位，對衣物進行洗滌，洗滌結束進行自動報警提示，系統(tǒng)能根據(jù)不同的洗衣方式對電機速度進行控制并顯示。

洗衣機；STC12C5A60S2單片機；智能控制

一、系統(tǒng)總體設計

洗衣機的控制電路是用STC12C5A60S2單片機進行設計的。STC12C5A60S2單片機為主要的控制單元，擴展我們所需要的外部電路，來實現(xiàn)我們所設計的功能，組成一個能實現(xiàn)我們所想要實現(xiàn)的洗衣機的控制器。洗衣過程為在接通電源后，按啟動電源鍵?？梢赃x擇自己想用的洗衣時間15、20 、30分鐘或單獨脫水。然后按啟動鍵洗滌工作開始。開始洗滌過程，首先進水閥打開。開始向洗衣機進水，當達到所設定的水位時，進水閥關閉，停止進水；電機M電源接通，開始進入洗滌過程。所設計的電路，能夠使電機M能夠正反轉。產(chǎn)生不同方向的水流，這樣更容易把衣服洗干凈。本文采用了STC12C5A60S2單片機設計了一個智能洗衣機的主控制器，這個控制器主要有時鐘電路、電源電路、顯示電路、復位電路、按鍵電路和執(zhí)行電機部分等組成。電機電路部分是由于兩個繼電器的吸和狀態(tài)，讓電機產(chǎn)生正轉和反轉。從而帶動水流，達到洗衣的效果。把STC12C5A60S2單片機與兩位一體數(shù)碼管連來一起，然后編程使用C語言編程來控制它，最后實現(xiàn)智能洗衣機自動化顯示功能，從而達到所設計的效果。

二、系統(tǒng)硬件設計

基于STC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)最基礎的就是系統(tǒng)硬件設計，設計這個系統(tǒng)要考慮許多方面的因素，除了實現(xiàn)洗衣機基本功能以外，我們還要考慮諸多因素：比如設計所用的器件能不能買到、所做系統(tǒng)的穩(wěn)定性能不能達到、所設計的功能能不能實現(xiàn)、價格是不是能接受、編程容不容易實現(xiàn)和器件的兼容性等因素。所以我們所設計的硬件系統(tǒng)非常重要。以下是對所設計硬件系統(tǒng)各個模塊的具體分析。

微控制器模塊采用了STC12C5A60S2單片機來控制各個系統(tǒng)的運轉?；赟TC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)采用了模塊化的設計，因為選用模塊化設計更能直觀的反應出我們所設計的具體模塊。設計的功能模塊包括了一下幾個功能：單片機控制系統(tǒng)、電源、時鐘、復位、按鍵控制、直流電機控塊和顯示等模塊。洗衣機的主要功能有強弱洗滌功能、單獨脫水功能、進排水功能、水位檢測功能、控制電機的正反轉以及電機的轉速、顯示洗滌時間和洗衣機運行狀態(tài)的功能。顯示模塊由發(fā)光二極管和LED顯示器組成。發(fā)光二極管的英文縮寫為LED。水位傳感器是深圳科易互動公司最新推出的一款產(chǎn)品，它的主要特點是簡單易用、小巧輕便、性比價較高的水位檢測傳感器。其工作原理為通過具有一系列暴露的平行導線線跡其水量的多少。與國外同類產(chǎn)品相比、不但體積小、功能強、而且設計具有以下特點:水量到模擬量的轉換；可塑性強、本傳感器輸出為基礎模擬值；低功耗、靈敏度高；可以直接與微處理器或其他邏輯電路相連接，適合各種開發(fā)板與控制器。我們設置一個水位，在洗衣機進水閥打開時達到我們所設定的值，指示燈會點亮。在出水閥打開時小于我們所設定的值時，指示燈會點亮，從而達到模擬水位的效果。ADC0832 為8位分辨率A/D轉換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應一般的模擬量轉換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5V之間。芯片轉換時間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。本設計用AD0832芯片作為改設計的A/D轉換芯片電路圖。此電路的主要作用是把水位的模擬量轉換成數(shù)字量。

三、軟件部分設計

基于STC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)軟件設計主要分析了系統(tǒng)程序的設計分析。通過對流程圖的分析可以掌握程序的運行情況以及數(shù)據(jù)的流向。程序的好壞還需要配合硬件電路的設計與仿真，在軟件仿真的基礎上形成準確的程序?；赟TC12C5A60S2單片機的洗衣機控制系統(tǒng)軟件編寫采用C51語言，單片機C51語言兼?zhèn)涓呒壵Z言與低級語言的優(yōu)點。語法結構和標準C語言基本一致，語言簡潔，便于學習。運行于單片機平臺，支持的微處理器種類繁多，可移植性好。對于兼容的8051系列單片機，只要將一個硬件型號下的程序稍加修改，甚至不加改變，就可移植到另一個不同型號的單片機中運行。有高級語言的特點，盡量減少底層硬件寄存器的操作。單片機C51語言提供了完備的數(shù)據(jù)類型、運算符及函數(shù)供使用。C51語言是一種結構化程序設計語言，可以使用一對花括號“{}”將一系列語句組合成一個復合語句，程序結構清晰明了。C51語言代碼執(zhí)行的效率方面十分接近匯編語言，且比匯編語言的程序易于理解，便于代碼共享。

四、結論

在中國大陸，洗衣機自1980年代初進去家庭,慢慢的從單缸洗衣機發(fā)展到雙缸洗衣機再到全自動洗衣機。全自動洗衣機也從最初的普通式全自動洗衣機到有微機控制自動洗衣機,然后到采用模糊控制技術的模糊控制全自動洗衣機。全自動洗衣機是一種洗滌、漂洗、脫水三種功能之間可以相互切換的洗衣機,無需人工干預的情況下完成。本次設計采用STC12C5A60S2單片機作為洗衣機控制系統(tǒng)的主控芯片，洗衣機的各種洗衣程序運行都在單片機的控制下，使得洗滌、漂洗、脫水等各種功能的操作都不需要手動。系統(tǒng)的硬件設計包括電源模塊、水位監(jiān)測模塊、洗衣機LED顯示、輸出控制電路，軟件設計包括主程序、內(nèi)部定時中斷服務程序、外部中斷服務程序。

[1]宗素蘭,張翠俠,羅會祥,周妍.洗衣機控制系統(tǒng)的設計與仿真[J].蚌埠學院學報,2016(01):119.

[2]張金花,周雯超.基于單片機的智能水箱水位和水溫控制系統(tǒng)的設計[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2017(02):43.

[3]孫勇,戴立紅,沈明新,李彪,楊兆凱.基于LOGO!的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計[J].遼寧科技大學學報,2015(03):119.

[4]邊疆.基于MCS-51單片機的洗衣機控制系統(tǒng)的現(xiàn)[J].信息通信,2013(04):409.