目录第一章前言 (1)1.1概述 (1)1.2.1 智能滚筒式洗衣机的特点 (2)1.2.2 智能滚筒式洗衣机的洗涤原理 (2)第二章设计方案的确定 (3)2.1洗衣机的技术参数和主要功能 (4)2.1.1 主要技术参数 (4)2.1.2 洗衣机的主要功能 (4)2.2控制系统设计方案 (4)第三章洗衣机的硬件设计 (5)3.1洗衣机的控制功能要求 (6)3.2控制逻辑电路 (6)3.3硬件描述 (7)3.4电子元器件的计算与选型 (8)3.4.1 时钟电路 (8)3.4.2 复位电路 (9)3.4.3 电源电路 (9)3.4.4 指示电路 (10)3.4.5 电机的正反转、进水阀和排水阀电路 (11)3.4.6 显示电路 (13)3.4.7 蜂鸣报警电路 (14)第四章系统软件设计 (15)4.1洗衣机的控制功能要求 (15)第五章总结 (18)致谢................................................ - 19 -参考文献................................................ - 20 -附录A 控制系统电路图................................... - 21 -附录B 洗衣机的控制原理图............................... - 22 -附录C 设备材料清单..................................... - 23 -附录D 软件程序......................................... - 24 -第一章前言1.1概述随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，智能洗衣机作为将人们从繁复的家务劳动中解放出来的好助手，愈来愈受到消费者的欢迎。

洗衣机是利用电能产生机械作用来洗涤衣物的清洁电器。

按其额定洗涤容量(一次可洗涤的最大干衣物重量,以kg计算)分为家用和集体用两类。

中国规定洗涤容量在6kg以下的属于家用洗衣机。

按结构原理分为3种：①搅拌式(又称摆动叶式)。

通过搅拌叶的连续往复摆动，带动洗涤液和洗涤物互相作用而进行洗涤。

②滚筒式（或称滚桶式）。

在一个水平放置的盛水用圆柱形外筒中，套装一个可围绕水平轴正反向旋转的内筒，内筒壁上有许多小孔和几条凸筋；当内筒转动时,洗涤物随筒内的凸筋上升而后被抛下,不断翻滚摔打进行洗涤。

按投放洗涤物的位置不同，分为上装入式和前装入式。

③波轮式。

通过洗涤桶内波轮的转动，推动洗涤液和洗涤物不断翻滚、磨擦而进行洗涤。

波轮位于洗涤桶底部的称为涡卷式，位于洗涤桶侧面的称为喷流式。

洗衣机主要由箱体、洗涤脱水桶（有的洗涤和脱水桶分开）、传动和控制系统等组成，有的还装有加热装置。

洗衣机的洗涤、漂洗和脱水等过程的控制，常采用由定时器给定的时间程序控制方式；其动力来自驱动电动机。

对于自动洗衣机，由定时器给出电动机正反转、进出水阀的开闭、洗涤和脱水的时间转换，全过程结束后，发出声响信号。

定时器有发条驱动式、电动式及电子式。

新型定时器是电脑智能型控制器，它不仅能智能地控制洗衣全过程，而且能够根据被洗衣物的质地、重量、脏污程度等自动地投放洗涤剂、选择洗涤方式和时间以及判断洗涤效果并调整之。

洗衣机的发展趋势：①电脑化：采用电脑控制，实现洗涤、漂洗、脱水、烘干全过程自动化;利用传感器,根据洗衣量、洗涤物脏污程度，自动确定洗涤时间、漂洗时间和投入洗涤剂的数量，使洗涤过程最合理。

①塑料化：已有全部使用塑料的洗衣机出现。

③新型化：日本已有多种新水流和无波轮的洗衣机上市；苏联研制成功利用真空沸腾原理的不用洗衣粉的真空洗衣机；不用电动机的超声波洗衣机、蒸汽洗衣机等新型洗衣机也已有报道。

③大容量化：为减少洗衣次数，洗衣机一次洗涤量已从2kg以下发展到3～5kg。

1.2智能滚筒式洗衣机的特点和洗涤原理1.2.1智能滚筒式洗衣机的特点目前在整个家用洗衣机市场上，滚筒式、波轮式、搅拌式洗衣机三足鼎立，其中滚筒式占60%，在欧美国家可高达90%以上。

滚筒式洗衣机80年代末开始进入中国，由于滚筒式洗衣机在许多性能上优于传统的波轮式，如对衣物的磨损小、洗涤量大、节水、不缠绕等，特别适合大批量及高档服装的洗涤，因而愈来愈受到广大家庭的青睐，所以本设计洗衣机的微机控制系统是往滚筒式洗衣机方向设计的。

滚筒式智能洗衣机有如下特点：⑴自动化程度比较高：用户只需要插上电源，放入衣物，调好程序选项，以后一切任务则交于智能洗衣机了。

预洗、主洗、漂洗、脱水及在主洗中加热，在漂洗中防皱等，洗衣机都将根据专家经验给以最好的洗涤效果。

⑵对衣物的磨损率低；洗涤容量大，洗涤范围广，滚筒式洗衣机采用滚动加微摩擦方法的洗涤方式，洗涤中较为柔和，对衣物的磨损小，尤其适合洗涤毛料织物、羽绒织物及大件衣物。

⑶节能节水节电：滚筒式洗衣机的耗电量小，洗一次最多耗电0.3kW/h~0.4kW/h,洗涤过程中进水次数不超过7次，每次进水为20千克左右，整个洗涤过程下来不超过140千克。

⑷整机性能配置合理：机内筒采用整体吊装方式，内筒底由两个减振器支撑，工作稳定，性能好，震动小，无摆动且噪音低。

采用单片机控制器控制方式，抗干扰能力强，使用寿命长。

⑸使用寿命长：滚筒式洗衣机结构合理，用料讲究，并且由控制器统一控制。

在整机性能上，具有使用方便，故障少，寿命长（可达15年）的优点。

1.2.2智能滚筒式洗衣机的洗涤原理滚筒式洗衣机的洗涤原理与其他类型洗衣机不同，其主要利用洗涤剂和加热手段来达到洗净衣物的目的。

衣物放入洗衣机洗涤液中。

加入洗涤剂，通过滚筒不同强度的正反转，在转动过程中可以对洗涤进行加热。

充分地利用机械作用，化学作用，热作用，对衣物进行洗涤、漂洗。

离心式脱水方式可以采用不同的转速度来合理的洗涤衣物。

⑴机械作用：滚筒式洗衣机其洗涤容器为一卧式水筒，称为外筒或盛水桶，内筒壁上有许多小孔的不锈钢滚筒。

通过小孔，洗涤液可以自由流入流出内筒。

衣物装入内筒之中，洗涤液盛放在外筒里。

水位高度大约在内筒的二分之一处，可使衣物处于半浸泡状态。

滚筒在电机的带动下作有规律的正反转旋时，洗涤衣物在筒内翻转揉搓，其滚筒揉撮可通过内筒的凸筋以及内筒的旋转而摔打、揉搓衣物。

⑵化学作用；现代洗涤剂（也称洗衣粉、洗衣膏）的化学成分较为复杂/洗涤剂主要起两个功能：一方面起保护衣物，减小洗涤时对衣物的磨损作用；再一方面还起到溶解衣物的污垢，产生膨胀浸润的作用，使洗涤衣物中的污垢脱落并使其悬浮于碱性溶液中的作用。

洗涤剂一般含有费皂和洗涤活性物质，降低水中石灰质的聚磷酸盐，以及增加洗涤效果的碱，增加洗衣香味的添加香料，此外还可以加入漂白、稳定剂等。

⑶热作用：智能滚筒式洗衣机可以对洗涤液进行加热选择。

加热洗涤时，不但可以增加分子运动的活性，还可以使洗涤剂充分发挥作用，特别是让洗涤剂中的富氧物质（达硼酸盐）发挥作用。

但高温则会对衣物有损害，一般在40℃~60℃为宜，这样不但可以提高洗净度，还可以达到节能45％。

第二章设计方案的确定2.1洗衣机的技术参数和主要功能2.1.1主要技术参数额定洗衣量：3kg电源：交流220V（50Hz）洗涤功率：250W脱水功率：250W进水阀：交流220V排水阀：直流220V2.1.2洗衣机的主要功能⑴程序：具有标准、经济、单独和排水程序。

⑵故障诊断、安全保护、防振。

⑶暂停、间歇工作的功能。

⑷声光显示功能。

2.2控制系统设计方案本设计智能洗衣机的总体方案如图2.1所示：图2.1 智能洗衣机的总体系统方案图本设计洗衣机控制方案是依据技术参数要求，本着线路简单，可靠性高和成本低的原则选择的。

根据洗衣机的技术条件和功能要求，选择51系列单片机AT89C2051。

AT89C2051功能特性如下：AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，功能强大，但它只有20个引脚。

其主要功能特性为：· 兼容MCS-51指令系统· 15个双向I/O口· 两个16位可编程定时/计数器· 时钟频率0-24MHz· 两个外部中断源· 可直接驱动LED· 低功耗睡眠功能· 可编程UARL通道· 2k可反复擦写(>1000次）Flash ROM· 6个中断源· 2.7-6.V的宽工作电压范围· 128x8bit内部RAM· 两个串行中断· 两级加密位· 内置一个模拟比较放大器· 软件设置睡眠和唤醒功能按照功能可将硬件电路分为：⑴单片机最小系统：包括CPU AT89C2051，按键和显示接口电路⑵检测电路：包括水位检测电路和门状态检测电路⑶驱动电路：包括电动机正反转驱动电路，进水阀、排水阀驱动电路和蜂鸣器驱动电路⑷人机对话驱动电路：主要包括按键，显示器。

其中按键用于洗衣机程序设定，并控制洗衣机的运行，发布有关指令信息。

显示器为用户提供直观的洗涤时间显示。

⑸直流稳压电源电路第三章洗衣机的硬件设计3.1洗衣机的控制功能要求本设计智能洗衣机的控制功能如下：⑴洗涤功能。

要求洗涤时正、反转驱动时间各为3s，间歇时间为2s。

⑵ 4种洗衣工作程序，标准程序、经济程序、单独程序和排水程序。

标准程序是进水—洗涤/漂洗—排水—脱水，如此循环3次，具体是第一循环为洗涤，时间为4.5min,第二次循环为漂洗，时间分别为3 min 和1.5min.排水时间采用动态时间法确定，脱水时间为2min.经济程序与标准程序一样，只是循环次数为二次。

单独程序是进水—洗涤（4.5min)—结束（留水不排不脱）。

排水程序是排水—脱水—结束，时间确定与上述程序相应环节相同。

（每个程序结束后都会报警。

⑶浸泡功能。

开启浸泡功能后，在上述前三种工作程序的第一次进水之后，会进入浸泡环节，先洗涤1min以搅匀衣物和洗涤剂，再停机浸泡10min，然后退出浸泡环节进入洗涤环节。

⑷进、排水系统故障自动诊断功能。

洗衣机在进水或排水过程中，若在一定的时间范围内进水或排水未能达到预定的水位，就说明进、排水系统有故障，此故障由控制系统测知并通过警告程序发出警告信号，提醒操作者进行人工排除。

⑸安全保护和防振动功能。

洗衣机脱水期间，若打开机盖时，洗衣机就会自动停止脱水操作。

脱水期间，如果出现衣物缠绕引起脱水桶重心偏移而不平衡，洗衣机也会自动停止脱水，以免振动过大，待人工处理后恢复工作。

⑹间歇驱动方式。

脱水期间采取间歇驱动方式，以便节能。

本系统要求驱动4s，间歇2s，间歇期间靠惯性力使脱水桶保持高速旋转。

⑺暂停功能。

不管洗衣机工作在什么状态，当按下暂停键时，洗衣机需暂停工作，待启动键按下后洗衣机又能按原来所选择的工作方式继续工作。