基于单片机的洗衣机硬件系统设计

陈丹阳

摘  要：当前，伴随着经济社会的发展，人类生活发生了翻天覆地的变化，人们对生活质量的要求也越来越高，智能化逐渐走进人们的生活，其中智能洗衣机便是其中之一。论文在这种背景下，以洗衣机为研究对象，以单片机为控制核心，结合相关电路的知识，完成了自动洗衣机的硬件设计，为洗衣机的智能化奠定了基础。

关键词：洗衣机;智能化;单片机

1.引言

生活水平的进步带来了科技的发展，洗衣机的变化也越来越大，最新的高端洗衣机和过去简单的普通洗衣机已经区别很大，朝着更智能化更自动化的方向发展，用户只需要三步就可以完成洗衣工作，第一步把衣服放入洗衣机，第二步打开电源按下开关，第三步把洗好的衣服取出。甚至最新的高端洗衣机通过微型计算机控制，可以做到针对不同重量不同材质的衣物，自动注入适量的的水和相应的洗衣液以及确定洗涤漂洗时间次数等。不过，还是有些东西需要进行改进的，所以此次设计也是具有实现的意义的。同时也是自己对于所学内容的实践以及课堂之外的补充学习。

2.整体方案设计

根据前文的分析，该系统的核心单元包括注水，洗衣，漂洗，脱水四个系统，控制

系统中的控制装置设有不同的洗衣方式来满足各种类别使用者的不同要求。在硬件上，该系统主要包含：CPU、进排水控制系统、电动机电路控制系统、状态显示电路、按键及蜂鸣器等。

3 系统的硬件设计

3.1电源电路

AT89C51单片机所需电压為直流+5v，而我们家庭日常电压却是220v，所以我们必须使用合适的变压器进行降压操作，继而进行转换，以获得我们机器所需要的+5v直流电压，经调试完成最终的电源电路从而为Automatic washing machine的AT89C51单片机提供电量需要，具体如图1所示。

3.2进排水系统

进排水系统是此次洗衣机设计重要的环节，一切洗涤漂洗脱水都要建立在进排水系统的完善上，所以该系统电路作为重中之重，必须弄清楚如何做到自动化智能化。供电系统由洗衣机电源提供，水位线到预设高度，AT89C51单片机通过气动阀装置控制停止进水，同时显示灯在显示屏上显示水位线已到达标志;洗涤完成时，依旧是通过气动阀装置的感应来进行该台洗衣机的排水功能，水位实时显示，到达最低水位线，AT89C51单片机系统默认排水操作完成，显示屏排水操作完成指示灯亮起，提醒用户进行下一步操作，进排水电路结构大致一样，具体的电路元件构造如图1所示，主要用的元件有，气动阀，弹簧装置，电阻，LED显示灯等。

3.3显示电路设计

经过多方查询，最终选定了LCD12864液晶显示器作为显示屏，128*64的模式足够此次设计使用。VCC是开关端，GND为接地端，V0是显示器驱动电压的输入端，DB0-DB7分别连入的是不同的H/L数据端，BLK与BLA分别为背光极的负极（0v）与正极（5v），RST是只针对低电平有效，而对高电平无效的接口，E口起到显示屏时钟的信号的作用。用显示屏来进行报警显示、洗涤剩余时间显示，水位线显示，将来甚至还可以加入儿童锁等特殊人性化按键显示，具体如图1所示。

3.4电机驱动系统

ULN2003AN是我们常使用的驱动电机的芯片，集成电路系统较为成熟，被更多的人接受和使用。并且易于链接单片机，常卖的一般驱动模块驱动两组电机都是无压力的。输出电流稳定且比较大，最大工作量也大于一般同类型驱动器，同时还能驱动电感负载，甚至大功率的步进电机和直流电机等也是可以驱动的。驱动端口也多，功能多样，根据要使用的电机连接相应的单片机与端口，从而实现电机的调速、正反转功能以及其他需要的功能等。

3.5红外检测系统

相对于市面上现在销售的洗衣机来说，全自动洗衣机所特有检测方式----红外检测系统无疑是十分亮眼的，它的最大的优点是能检测出很多围观指标，诸如现在泡沫量，水的浑浊度，衣物是否洗干净等人眼可能无法辨别的一些微观指标，能让此次设计的洗衣过程更加智能，更加有效，具体如图1所示。

3.6报警系统

+5v电源供电，经开关k7，通过几个检测点收集数据和违规操作记录，然后进入报警电路，接通响铃，这样实现程序报警，此设计是为了针对用户多元化的需求提出更加更加具有针对性、更多元化的解决方案。

3.7按键控制

从第一个到第四个按键按次序分别为“程序”“调高”“降低”“开动”，四个按键共同构成此按键控制电路，这些按键分别通过P32-P35端口链接起来，电路图如1所示：

3.8状态指示电路

五个LED显示屏构成了此电路指示系统，并且+5v的电压由电源提供，芯片控制LED灯亮，该电路图如下：

参考文献

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