模糊自動洗衣機控制板的開發(fā)設計TOC\o"1-2"\h\u693摘要 18013第一章緒論 132621.1主題的由來 1286071.2全自動洗衣機的發(fā)展背景 1213611.3全自動洗衣機的發(fā)展前景 156781.4全自動洗衣機的設計目的 122201.5國內(nèi)外文獻綜述 1134411.6主要內(nèi)容 119655第2章系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計 1326582.1模糊控制基本框圖 1183192.2傳感器及作用 153562.3顯示器 1106332.4單片機選擇 1285472.5A/D轉(zhuǎn)換器 125688第3章硬件設計 1314863.1系統(tǒng)組成框圖 1151793.2主控電路的設計 16613.3各部分電路的設計 154683.4電磁進排水閥控制電路 1244573.5全自動洗衣機的電源電路 110633.6控制系統(tǒng)的整體硬件設計 1114643.7系統(tǒng)整體原理圖 120391第4章軟件設計 1123424.1模糊控制實現(xiàn)方法 152994.2軟件流程圖及程序 128591第5章調(diào)試 1134595.1硬件調(diào)試 1222175.2軟件調(diào)試 11584第6章總結(jié)與展望 1153146.1總結(jié) 1321546.2展望 117831參考文獻 1摘要模糊控制技術是智能技術的重要組成部分，它不同于傳統(tǒng)邏輯和數(shù)理邏輯。模糊性是人們用來感知事物、推理和決策的一個很重要的特征。模糊性可以獲得更多的信息能力，本文將模糊技術與計算機技術相結(jié)合，開發(fā)洗衣機控制板，旨在開發(fā)一種性價比高的單片機，提高洗衣機的控制性能。本文主要介紹了模糊自動洗衣機控制板的開發(fā)過程，根據(jù)實際需要對洗衣機的功能進行了設計。軟件設計和整體調(diào)試。液晶控制面板設計。它可以在多種模式下工作。控制非常方便。除此之外，人們對于洗衣機使用的各種要求都使得洗衣機的全自動化成為另外一個發(fā)展方向，所以，從世界的范圍來說，洗衣機的發(fā)展方向是全自動化以及智能化。所以模糊技術絕對會是一個非常大的發(fā)展趨勢。關鍵詞:模糊控制；洗衣機；單片機；智能化第一章緒論1.1主題的由來洗衣機是家庭住宅中非常必要的設備。它的發(fā)展非常迅速,全自動洗衣機因其易用性而受到所有人的青睞。操作員通常會通過使用很多個洗滌程序從而使其自動完成一系列操作的過程,例如飲用,洗滌,漂洗和烘干,并且可以為不同的服裝選擇不同的洗滌方法。1.2全自動洗衣機的發(fā)展背景從早年到現(xiàn)在為止，在家庭中，無論怎樣都難以避免洗衣服這件事情，在洗衣機誕生之前,對許多人來說.洗衣服可謂是相當?shù)恼勰ト?。摩?擠壓重復進行體力勞動,總是讓人感到非常的苦惱。漢密爾頓?史密斯(HamiltonSmith)造了世界上第一臺洗衣機.是在1858年的時候。1874年.“洗手季”受到挑戰(zhàn).與以往不同。比爾·布萊克斯發(fā)明了世界上第一個人工機械螺旋槳。1911年，第一臺電動洗衣機誕生了。20世紀20年代,美國的美泰克公司(MaytagCompany)洗衣機的木桶換成了鋁桶。第二年的時候,鋁桶被雙管結(jié)構(gòu)所取代。1932年后.一家美國公司成功地制造了第一臺帶有前置自動洗衣機的滾筒。這不同于現(xiàn)在在歐洲,美洲和其他地方使用的滾筒洗衣機。二戰(zhàn)后，洗衣機發(fā)展迅速。風格獨特的波輪洗衣機應運而生。這種洗衣機也叫卷軸洗衣機,因為其波輪被放置在洗衣機的下方[4]。最近的很多年，在那些工業(yè)化發(fā)展的國家中,伴隨著洗衣機技術的提升，洗衣機的年銷量以及普及率都上升到了一個很高的水平。1.3全自動洗衣機的發(fā)展前景全自動洗衣機的變化最明顯的就是洗滌方式的變化。實際上,它們大多集中在改變水流和增加電力上。如今,超各式各樣的洗滌方法將機器本身的洗滌能力成功地從化學作用轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰┖拖礈靹λ鞯臋C械作用。從而大大提高了衛(wèi)生和環(huán)保水平。保護方法的變化,特別是電分解水和超聲波技術在洗衣機行業(yè)的應用，幾乎改變了洗衣機的歷史。清潔劑和清潔劑未使用或不足，以及皮膚和皮膚中化學物質(zhì)的劣化。減少環(huán)境污染。對于電解水,臭氧和蒸汽進行消毒,除臭劑和消毒劑的使用增加了健康洗衣機的使用。另外一個變化就是更加自動更加智能和更人性化。從起初的半自動到后來全自動然后到目前流行的人工智能，所有操作都可以通過按鈕完成！同時，人們可以選擇自己想要進行的洗滌方法,從而允許用戶實際執(zhí)行所需的任何操作。傾斜的桶和打開的滾筒可以很容易地制成并放在衣服上,而無需深深的彎曲。另外,大容量已成為消費的恒定趨勢。在過去的幾年中,洗衣機的容量大多為4-5千克,而6千克的多重容量仍然很少。如今,平均容量為7公斤,而正常情況下為8公斤?，F(xiàn)代存儲空間正在擴展,對空間,舒適性,便利性,大容量和小容量有許多要求,并且可以提供大容量洗衣機。業(yè)內(nèi)人士表示,隨著市場的增長,邊緣清洗技術的創(chuàng)新,對健康和個性的關注已日益受到人們的重視,已經(jīng)成為一種流行的清洗方法。1.4全自動洗衣機的設計目的就目前而言，中國的洗衣機市場巨大，對洗衣機的需求也在增長。今天的洗衣機有七個主要功能,例如強而有力的洗衣機活動,使用情況和排水系統(tǒng)錯誤的自動診斷以及關機。有很多方面都不盡人意，所以這就要求設計洗衣機的人們有著更高的技術手段，并且他們也需要能夠接受許多重要的建議和新的課題。讓他們實現(xiàn)人們的夢想，設計出更符合人們要求的洗衣機。今天的洗衣機并不能夠完全兼容。絕大部分的洗衣機廠家都只是在專門生產(chǎn)自己品牌的洗衣機，強調(diào)自家洗衣機的一到兩款與其他洗衣機不一樣的獨立功能。洗衣機的每一個動作都由微型計算機控制。單片機具有體積小、控制速度快的特點。因此，設計基于模糊控制的自動洗衣機控制系統(tǒng)是非常有必要的。1.5國內(nèi)外文獻綜述近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，洗衣機行業(yè)也發(fā)展迅速。各種自動洗衣機已經(jīng)進入千家萬戶，洗衣機市場也在向多元化方向發(fā)展。洗衣機占據(jù)領先地位最主要就是靠節(jié)能，節(jié)水，節(jié)電這幾個方面。隨著技術的發(fā)展，出現(xiàn)了各種可以進行自動分類物品的洗衣機。這個行業(yè)的競爭也是越來越激烈。然而到2000年的時候，日本的洗衣機把重心放到了清潔性能、節(jié)水和靜音這幾個方面，用來增加人們用洗衣機的舒適度[1]，所以在那個時代技術的發(fā)展趨勢主要集中到干燥、清洗和節(jié)能三個方面上[2]。其中，熱泵干燥技術的應用較為成熟，比其他傳統(tǒng)加熱干燥技術更具備節(jié)能效果。松下、東芝、日立三家公司推出的na-vr5500l、東芝tw-4000vf、日立bd-v3100三款[3]，6kg洗滌能力的產(chǎn)品能耗分別為960wh、980wh和980wh，是當時其他的產(chǎn)品耗能的一半[4]。以美國為代表，洗衣機主要有攪拌式和滾筒式。其理念是環(huán)保、健康、功能更多?；荻窒匆聶C有著其獨特的防卷、水流分離和加熱技術、浸泡技術以及專門定制的洗滌程序和過濾系統(tǒng)、斜桿內(nèi)筒，這些都是惠而浦洗衣機的優(yōu)勢[5]。以歐洲和德國為代表的洗衣機致力于環(huán)保、節(jié)能和提高洗衣機的工作效率三個方面[6]。西門子WD14H468TI這款洗衣機采用的技術是當時最為先進的3D反沖洗，并且也采用了當時最新型的空氣冷凝方式，在環(huán)保的路上越走越遠[7]。健康洗滌是一個非常不錯的發(fā)展趨勢，同時還有著清洗滾筒的程序，用于清洗機器中的滾筒，以此來避免衣物洗不干凈等問題[8]。在我國，洗衣機主要分為波紋輪式和滾筒式兩種。主要產(chǎn)品類型為波紋輪式，其他類型為互補型，滿足政府要求。中國洗衣機將向節(jié)能、環(huán)保、新技術、大容量技術發(fā)展[9]。隨著市場競爭的加劇，洗衣機制造越來越受到各大廠商的重視。許多新技術已經(jīng)應用于自動洗衣機。噴水洗衣機可以快速噴水，滲透洗潔精和翻蓋技術，搓拍衣物[10]。如今，新型的靜音洗衣機大多都配備雙振動傳感器、單門減震器、耐磨減震器和高腳平衡支架[11]。洗滌時候的噪聲大約為31dB，脫水時候的噪聲大約為39db，干燥時候的噪聲大約為42db[12]，空氣凈化的使用是用臭氧去除不能用水清洗掉的衣服上的細菌和氣味還可以利用熱空氣將沒用完的臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣來避免環(huán)境破壞[13]。熱泵洗衣機不僅在節(jié)能方面非常的突出，而且還具有減少衣物磨損的優(yōu)點。熱泵干燥的衣服比自然曬干的衣服要更加的柔軟[14]。除此之外，熱泵干燥利用空氣干燥和除濕，可以使衣物不起皺并且干燥的更為均勻一些。同時使用超聲波發(fā)生器來使水中的小氣泡壓縮和膨脹。在壓縮的時候氣泡破裂產(chǎn)生壓力，導致有些地方的真空快速膨脹從而使衣服上的臟東西可以被更好的分解和吸收，衣服上的細菌同時也會被消滅，這臺新洗衣機洗滌效果很好[15]。總之，自動選衣機的發(fā)展可以概括為:人性化、節(jié)能、智能化、選擇性好、可用性高、使用壽命長。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，會有更大的發(fā)展空間。1.6主要內(nèi)容設計用單片機控制的洗衣機控制器。以單片機為主的控制器，擴展必要的外部電路，設計制作一個可以自行控制水位，檢測衣物重量，檢測渾濁程度，自行進排水的洗衣機控制器。第2章系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計2.1模糊控制基本框圖模糊控制使用從衣物重量檢測,服裝質(zhì)量,收縮率,水的溫度等獲取的信息,執(zhí)行方差計算來模糊它們,然后基于非壞規(guī)則進行計算,最終根據(jù)強制性規(guī)則判斷進行模糊控制。確定好清水的水位和沖洗的時間,洗滌方法和干燥時間等。模糊控制洗衣機的控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。STC89C52STC89C52執(zhí)行器進水閥選擇開關LED顯示水位傳感器負載傳感器溫度傳感器TS污濁度傳感器電源圖1模糊控制框圖2.2傳感器及作用此方案中使用了四個傳感器。濁度,溫度，負載傳感器的輸出都是模擬信號。所以它們必須轉(zhuǎn)換成A/D作為單片機的控制信號。水位傳感器的輸出為數(shù)字信號,因此它不需要傳輸?shù)紸/D直接使用。(1)濁度傳感器的內(nèi)部原理圖如圖2所示。湍流傳感器的主要工作原理是光耦。普通光耦無法有效檢測洗衣機內(nèi)的水流紊流。光耦發(fā)出的光必須是紅外線，才能準確檢測到干擾。測量傳感器確定洗滌劑量，避免洗滌劑的浪費。圖2濁度傳感器內(nèi)部原理圖（2）溫度傳感器常用的溫度傳感器DS18b20、ad590都是嵌入式溫度傳感器。區(qū)別在于DS18B20的輸出是數(shù)字信號可直接和微機芯片進行連接。AD590其主要特點如下:?設備中的電流等于設備的熱力學溫度。?AD590的溫度測量范圍為-55℃?+150℃。?高準確率。AD590有五個等級，分別為I、J、K、l、M。在55℃~+150℃范圍內(nèi)的時候m級精確度是最高的。意外錯誤差為±0.3°C。本設計采用的就是AD590溫度傳感器。與DS18B20相比，AD590具有很多的優(yōu)點，例如精度高、線性誤差較小、沒有溫度報警和編程相對簡單等。是洗衣機溫度傳感器的非常不錯的選擇。測量溫度的基本應用電路如圖3所示圖3AD590測量溫度的基本應用電路圖（3）負載傳感器電荷傳感器的工作原理是通過識別電機的反電動勢來實現(xiàn)電荷檢測，其電壓遠大于單片機使用的電壓，不能直接采樣。必須隔離。線性光耦可以隔離高壓和干擾，獲得滿意的檢測信號。通過測定衣服的重量來確定要使用的水量。（4）水位傳感器的原理圖如圖4所示。諧振式水位傳感器采用新的檢測原理，水位傳感器根據(jù)頻率直接轉(zhuǎn)換水位。確定衣物的清潔度,快速的水流,洗滌時間和其他條件在節(jié)約用水,節(jié)約能源和減少控制洗衣機所用的洗滌時間方面有著非常重要的作用。圖4水位傳感器原理圖2.3顯示器顯示器具有LED和LCD的兩種變體：LCD是液晶顯示器的縮寫。液晶顯示是被動式顯示,就是液晶本身不發(fā)光,利用液晶的特性去改變光通量的方向。或者黑色背景上的白色。LED是lightemittingdiode的縮寫。LED由發(fā)光二極管組成,因此"LED"位于顯示屏的前面。該方案僅顯示時間,因此可以通過使用LED來實現(xiàn)目標。該設計使用LED發(fā)光二極管,如圖5所示。2.4單片機選擇STC89C52單片機作為控制部件，該型號的單片機共有40個引腳采用雙列直插式，引腳功能如圖6所示。圖6STC89C52引腳圖STC89C52芯片的特點1. 是一個8位的MCU。2. 具有布爾代數(shù)的運算能力。3. 有4個8位的Port，共有32條雙向的且可獨立被控制的I/OPort。4. 有128*8RAM可儲存資料記憶體(8052為256*8)。5. 有4K*8ROM的程序記憶體(8052為8K*8)。6. 有2組的16Bit計時器(8052有3個)。7. 具有全雙工傳輸信號UART。8. 內(nèi)部有時脈振蕩器電路(12MHZ)。9.ROM可擴充到64KByte。10.資料記憶體(RAM)可擴充至64KByte。2.5A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器有很多種類型，根據(jù)接口方案可以分為兩種：并行接口，串行接口。串行接口分兩種：三線接口和二線接口。由于8051串口的局限性，本設計采用的是多串口。因此需要使用多路復用器。MAX187符合這一要求。它的轉(zhuǎn)換精度也很高，所以我們在這個方案中使用MAX187。Max187采樣/保持電路不需要外部接口容量。Max187系列12位ADC由電源供電，其轉(zhuǎn)換速度是75ksps。它能通過外部時鐘直接從內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)，并且能夠與大多數(shù)的處理器和控制器通信。接口與SPI、QSPI、microwire兼容。Max187具有優(yōu)良的交流特性和較低的功耗，易于使用，體積小，是一種理想的DSP和遙感器，或在能源和空間最需要的領域。簡言之，已選擇max187進行a/D轉(zhuǎn)換。MAX187引腳如圖7所示。圖7MAX187引腳圖第3章硬件設計3.1系統(tǒng)組成框圖蜂鳴器變壓器整流濾波穩(wěn)壓觸發(fā)電路雙向晶閘管蜂鳴器變壓器整流濾波穩(wěn)壓觸發(fā)電路雙向晶閘管電機正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進水閥排水閥LED顯示電路水位監(jiān)測讀取鍵盤啟動鍵MCS-51洗衣機狀態(tài)顯示指示燈圖8系統(tǒng)組成框圖各框圖作用:(1)MCU電路程序控制的核心是單片機電路，由單片機電路的各個部分組合而成，包括CPU、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、I/O接口和時間電路、掃描頻率、區(qū)頻等，洗衣機的運行程序由Rom驅(qū)動，單片機根據(jù)輸入控制和信號檢測調(diào)用相應的內(nèi)部運行程序。電路發(fā)出各種電路控制信號，完成自動運行的過程。(2)直流電源電路直流電源電路可以進行轉(zhuǎn)換、校正、調(diào)試等。輸入端220V交流電源的濾波與維護是由單片機、可控工作電路和顯示電路組成的定壓直流電源。(3)時鐘電路由晶體振蕩器和單片機內(nèi)部的電路組成。頻率振蕩為單片機提供了時鐘信號和時間信號。(4)顯示電路顯示電路就是用來顯示洗衣機的工作狀態(tài)，74LS138解碼器是3-8解碼器用來解決I/O端口線不足的問題。(5)負載驅(qū)動電路該電路主要由雙向晶閘管和觸發(fā)電路組成。采用三端雙向開關元件作為非接觸開關，控制負載的轉(zhuǎn)動和運行。作為電機，單片機根據(jù)相應的指令或收到的監(jiān)控信號輸出相應的控制信號，控制晶閘管觸發(fā)電路的工作，從而加速電機負載和其他負載。(6)報警電路報警電路具有對洗衣機進行報警的功能。根據(jù)編程以及軟件的設置，清洗后，洗衣機會發(fā)出聲響用來提醒用戶已經(jīng)清洗完畢。(7)水位開關和安全開關電路水位開關：用戶可根據(jù)自己的需要選擇水位，對于水流，當水位達到設定水位時，系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測并停止水流，傳感器檢測水位回路和安全開關。電路的通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)移到單片微機上，由單片微機進行控制，降低了成本。3.2主控電路的設計8051外圍輔助電路設計（1）振蕩電路單片機的振動電路有嚴格的規(guī)定，就像一個大鐘，它控制著時鐘的移動和分針的移動。如果微控制器正在工作，它應該首先讀取命令，然后逐漸執(zhí)行它。單片機用高功率放大器構(gòu)成振蕩器。引腳xtal1和xtal2分別是放大器的輸入和輸出。8051的最大工作頻率是24MHz，振動的頻率越高，微控制器的工作也越快。但是內(nèi)存和PCB也更快。頻率選擇一般為6～12mhz晶體濾波器。一般對電容器的大小沒有嚴格的要求，但電容器的大小也將取決于其強度、頻率。連接時C1和C2通常為30PF±10PF。在本課題中,使用了一個12MHz的晶體振蕩器,電容為30pF。如圖9所示圖9振蕩電路圖（2）復位電路重置計算機芯片是為了使CPU和其他組件在初始測試狀態(tài)下對系統(tǒng)可用。在任何微型計算機芯片可以工作之前,必須進行一個重置過程。在復位微計算機芯片時,程序尚未開始執(zhí)行,并且它執(zhí)行準備任務。復位方式分為手動復位和電源復位兩種方法。電源復位指系統(tǒng)啟動后，MCU外部的電路直接進行操作，單片機的啟動和停止直接受電源的控制，手動復位就是按鍵開關。MCU的復位是通過激活復位電平來控制。通常采用電源復位電路。自動復位的原理：通電的時候，電容兩端短路，RST引腳高電平。然后電阻器向電容器供電。向rst端子施加電壓的時候電壓會緩慢下降。當電壓降到一定水平，微控制器開始正常運行,如圖10所示:圖10復位電路3.3各部分電路的設計3.3.1水位的檢測電路水位檢測的準確性直接影響到清洗的程度,快速水流,洗滌時間等參數(shù)。對于帶有水霧控制的洗衣機.水位檢測必須是連續(xù)的,因此始終使用水位傳感器。水傳感器的諧振水平使用電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件,并修改被測物體以更改LC參數(shù),最后釋放頻率參數(shù)。其工作原理是：通過壓力來改變水位，通過管子來測試腔體中氣體的變化，驅(qū)動膜片移動到腔體的高度，驅(qū)動磁芯作用在膜片中心的特定線圈上。水位測量電路如圖11所示圖11水位檢測電路3.3.2衣物量檢測電路洗滌前先測試織物的質(zhì)量和數(shù)量。如果水位恒定,不同織物質(zhì)量和數(shù)量的織物,其電阻值是不同的。如果要特別檢查織物的質(zhì)量和數(shù)量,先注入一定量的水,然后啟動主電機旋轉(zhuǎn),然后切斷電源,之后再恢復主電機。保持運轉(zhuǎn)慣性直到停止。在通電前轉(zhuǎn)動慣量時間內(nèi)，主電機處于發(fā)電的狀態(tài)，從而產(chǎn)生感應電動勢。由于衣物的阻抗不同，電機處于發(fā)電機狀態(tài)的時間長短也會不一樣。當長時間處于發(fā)電狀態(tài)時，織物阻抗會降低。主電機發(fā)電時間越長，織物阻抗越低。相反，織物阻抗越高。經(jīng)過半波電位校正后，用矩形脈沖序列對隔離光電二極管進行放大和校正。脈沖數(shù)表明，布線阻抗越大，脈沖越大，布線阻抗越小，相反也是同樣的道理?？椢镔|(zhì)量檢測電路如圖12所示。圖12布質(zhì)布量檢測電路3.3.3顯示電路的設計顯示電路主要由兩個8位數(shù)字晶體管、一個晶體管、一個電阻和一個8255I/O擴展芯片組成。(1)顯示電路設計LED顯示電路是用來顯示洗衣機的洗滌時間和脫水時間。DS1顯示高位。DS2顯示低位?？梢燥@示洗衣機某個流程的剩余時間。如圖13所示。圖13LED顯示電路（2）8255與MCU接口電路方案通過端口8255來顯示發(fā)送到MCU的信息。PB0和PB1發(fā)送字符和時鐘信息。它們接收到的字符信息是用兩位數(shù)字來顯示的。是否開啟取決于極性頻率信號。此時,從PA端口發(fā)送的平均極點信號(PA端口的端口地址為0FF7CH)將確定多少有效信號。3.3.4指示器電路74LS138解碼器、發(fā)光二極管和電阻器三部分組成控制電路。因為單片機PI接口有限，所以采用解碼器來擴展接口，輸入端為C，74LS138的B、A接單片機的PI口，輸出端為Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、y6接單片機陰極，7個LED，陽極接電源。輸出端子Y0控制剩余洗滌時間指示器，Y1控制剩余脫水時間指示器。Y2控制"劇烈洗滌時間"指示燈",Y3控制"弱洗滌"指示燈，Y4控制"洗滌時間"指示燈。Y5控制"洗滌時間"指示燈,Y6控制"脫水時間"指示燈。電路圖如圖14所示。圖14指示燈電路3.3.5報警電路的設計報警電路的作用就是在洗衣機運行過程中給出提示和報警。根據(jù)程序的設計，當洗衣機出現(xiàn)問題的時候，蜂鳴器會間歇性發(fā)出嘟嘟聲來提示人們清洗出現(xiàn)異常。發(fā)出滴水聲5秒鐘，用來提醒洗衣結(jié)束。如圖15所示。圖15報警電路3.4電磁進排水閥控制電路進水閥和出水閥分別受P0.0和P0.1的控制。當P0.0為“0”時，Ka線圈得電，進水閥打開。當P0.1為“0”時，Kb線圈得電，出水閥打開。如圖16所示圖16進排水控制電路3.5全自動洗衣機的電源電路系統(tǒng)電源電氣原理圖如圖17所示。220V電源通過T型變壓器轉(zhuǎn)換為12V交流電壓，以獲得平滑的直流電壓。通過四個1N4004二極管整流全橋，濾波電容C，通過三端穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓，獲得+5V穩(wěn)定電壓，為各單元供電。圖17系統(tǒng)電源部分電路圖3.6控制系統(tǒng)的整體硬件設計該系統(tǒng)的設計由三個模塊來組成，分別是電路部分、數(shù)字控制和機械控制電路。電路各部分與單片機的連接如下:（1）MCS-51有四個8位并行的I/O口。這四個I/O口可用作雙向并行I/O接口。具體接線圖見圖18圖188051單片機與8255芯片的連接圖(2)控制電路由74LS138解碼器、七個LED和一個電阻器組成，解碼器用于擴展端口。74LS138輸入端子C、B和a連接到微控制器引腳P1.2、P1.1和P1.0，輸出端子Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和y6連接到七個陰極。。接線圖如圖19所示。圖19單片機與74LS138連接圖(3)將鍵盤控制水平、燈光和水位連接到8255A。如果系統(tǒng)芯片需要多個鍵為處理器I/O接口源提供資金，這些鍵一般以矩陣的形式排列。系統(tǒng)采用兩行五列矩陣鍵盤，可覆蓋6個I/O口，并可連接到PI端口8255A。LED顯示電路由兩個8位數(shù)碼管顯示器組成。晶體管和電阻器。用于指示洗衣機的洗滌和烘干時間。它可以連接到PI端口8255a，并由單片機控制。水位傳感器采用數(shù)字振蕩器電路。三點振蕩器電路由連接到數(shù)字諧振放大器A1到C2的電感器和電容器組成。共振頻率隨水位而變化。放大器發(fā)射點a,并模制成A2。這是C點的輸出.數(shù)字編號可以連接到微控制器。連接圖如圖20所示。圖20鍵盤、指示燈和水位控制電路與8255A的連接圖(4)馬達的正向和反向控制電路由馬達控制,固態(tài)繼電器SP1110,六個逆變器74S05和電阻器電容器組成。六個反相器中的兩個用作中間緩沖器,以驅(qū)動兩個固態(tài)繼電器。電機的正向和反向旋轉(zhuǎn)由8051微控制器的P1.5和P1.4端口控制?？梢酝ㄟ^在兩條線上使用P1.4和P1.5來控制三種電機狀態(tài)。邏輯關系為:如果P1.5和P1.4為"00",發(fā)動機將不再工作；如果“01”，則電機向前運行；如果為“10”，則電機反向運行。連接圖如圖21所示。圖21電動機正反轉(zhuǎn)控制電路與單片機連接圖本控制系統(tǒng)對傳統(tǒng)控制系統(tǒng)進行了一些改進：對單片機電源系統(tǒng)和進水閥電路的一些改進。3.7系統(tǒng)整體原理圖圖見附錄A第4章軟件設計4.1模糊控制實現(xiàn)方法4.1.1模糊規(guī)則（1）洗滌量和水量的確定：如果檢測到大量衣物.洗滌量大.水位高;如果檢測到衣服量適中,則洗滌量較多,水位適中;如果檢測到衣物量很少.則洗滌量少.水位低。（2）脫水時間的確定：如果檢測到衣物很多.則脫水時間長；如果檢測到衣物較多.則脫水時間適中；如果檢測到衣物很少.則脫水時間短。（3）洗滌時間的確定：如果檢測到衣物很多.布質(zhì)以棉布偏多且水溫低.則洗衣時間長；如果檢測到衣物較多.布質(zhì)以化纖偏多且水溫偏高.則洗衣時間適中；如果檢測到衣物較少.布質(zhì)以棉布偏多且水溫偏高.則洗衣時間適中；如果檢測到衣物很少.布質(zhì)以化纖偏多且水溫高.則洗衣時間短。（4）漂洗時間的確定：如果檢測到洗滌水很臟.則漂洗時間長；如果檢測到洗滌水較臟.則漂洗時間適中；如果檢測到洗滌水不臟.則漂洗時間短。4.2軟件流程圖及程序4.2.1各模塊流程圖及其程序（1）.主程序流程圖如圖22所示。開始開始設置堆棧指針針調(diào)洗衣機初始化程序允許定時器中斷斷自檢調(diào)顯示子程序調(diào)鍵盤掃描子程序圖22主程序流程圖（2）.顯示子程序流程圖如圖23所示。顯示到最后一位嗎顯示到最后一位嗎顯示緩沖器R0加1延時1ms取顯示數(shù)據(jù)段碼送8255A口R2->8255C口掃描模式置初值->R2設顯示緩沖區(qū)指針40H->R0入口返回顯示內(nèi)容送緩沖區(qū)R3左移一位YN圖23顯示子程序流程圖（3）.鍵盤掃描子程序流程圖如圖24所示。NNN轉(zhuǎn)運行程序次數(shù)加1，是奇數(shù)次按下嗎是選擇鍵嗎嗎次數(shù)加1，轉(zhuǎn)時間設置入口有鍵按下嗎是干擾嗎是水量鍵嗎嗎是時間鍵嗎嗎返回暫停次數(shù)加1，轉(zhuǎn)方式設置次數(shù)加1，轉(zhuǎn)水量設置是啟動/暫停鍵嗎嗎是程序鍵嗎嗎次數(shù)加1，轉(zhuǎn)程序設置NYYNYNYYNNYYYN圖24鍵盤掃描子程序（4）.程序設置子程序流程圖如圖25所示。NN入口是第一次按下嗎是第三次按下嗎是第二次按下嗎返回調(diào)洗滌子程序調(diào)漂洗子程序調(diào)脫水子程序YYYNN圖25程序設置子程序流程圖（5）.水量設置子程序流程圖如圖26所示入口入口是第一次按下嗎是第二次按下嗎是第三次按下嗎返回注水至低位注水至中位注水至高位圖26水量設置子程序流程圖YYNNNY （6）.時間設置子程序流程圖如圖27所示。入口入口是第一次按下嗎是第二次按下嗎是第三次按下嗎返回選擇時間5min選擇時間10min選擇時間15minYNYNYN圖27時間設置子程序流程圖 （7）.洗滌量、水量檢測子程序流程圖如圖28所示。入口入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最大值比較大于最大值嗎轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最小值比較小于最小值嗎進水至中水位，洗滌量投放時間適中返回進水至高水位，洗滌量投放時間長進水位至低位，洗滌量投放時間短YNYN 圖圖28洗滌量、水量檢測子程序流程圖（8）.自檢子程序流程圖如圖29所示。入口入口指示燈亮讀安全開關狀態(tài)為低電平嗎讀安全排水閥為低電平嗎開進水閥到低水位了嗎啟動電機到高水位了嗎開排水閥水位復位了嗎停止電機關排水閥返回報警報警NNYYNNYYNY圖29自檢子程序流程圖（9）.衣量檢測子程序流程圖如圖30所示。入口入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最大值比較大于最大值嗎轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最大值比較大于最大值嗎進水至中水位，洗滌量投放時間適中脫水時間長,將20H位置1脫水時間短，將21H位置1返回YNYN圖30衣量檢測子程序流程圖（10）.溫度檢測子程序流程圖如圖31所示。入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最大值比較大于最大值嗎將22H位置1轉(zhuǎn)換結(jié)果與標準最大值比較大于最大值嗎將23H位置1將24H置1返回YNYN圖31溫度檢測子程序流程圖（11）.時間確定子程序流程圖如圖32所示。入口入口衣量多位和棉多位和溫度低位相與為1嗎衣量少位和棉少位和溫度高位相與為1嗎洗滌時間長返回洗滌時間長洗滌時間短YNYN圖32時間確定子程序流程圖（12）.水位檢測子程序流程圖如圖33所示。入口入口開計數(shù)器,開始計時讀計數(shù)值->48H返回========圖33水位檢測子程序流程圖（13）.污濁度檢測子程序流程圖如圖34所示。入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換入口調(diào)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換結(jié)果大于標準值嗎調(diào)漂洗程序返回YN圖34污濁度檢測子程序流程圖 （14）.脫水子程序流程圖如圖35所示。脫水燈亮脫水燈亮判斷是全自動嗎確定脫水時間開排水閥置脫水轉(zhuǎn)速啟動電機顯示脫水倒計時時間脫水結(jié)束了嗎停止電機滅脫水燈關排水閥返回入口NNY圖35脫水子程序流程圖（15）.排水子程序流程圖如圖36所示。 圖36圖36排水子程序流程圖入口排水燈亮開排水閥啟動電機是洗滌嗎顯示排水倒計時時間調(diào)污濁度1子程序調(diào)污濁度子程序是零水位嗎5min到了嗎蜂鳴器報警等待處理停止電機關排水閥返回是漂洗嗎滅排水燈YNYYNNY第5章調(diào)試系統(tǒng)原型組裝和軟件設計完成后，就進入到了系統(tǒng)調(diào)試階段。調(diào)試過程是軟件和硬件的錯誤檢查的過程，包括硬件的調(diào)試和軟件的調(diào)試兩部分。5.1硬件調(diào)試系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是緊密相連的，調(diào)試一般上來說都是在消除硬件的明顯缺陷后和軟件結(jié)合進行的。在硬件的調(diào)試過程中，先進行靜態(tài)調(diào)試：檢查接線，各部件的型號，規(guī)格，然后通上電源檢查各個部位電位是否正常，然后使用模擬器在線調(diào)試。在硬件調(diào)試的過程中我遇見的硬件故障有：組件失效，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是組件在裝配過程中失效。在調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)LED接反了，隨后也是解決了這個問題。在調(diào)試過程中還遇到了電源故障：電壓太低，驅(qū)動不了負載。解決方法：焊接直流電源電路獲得穩(wěn)定的輸出電壓。5.2軟件調(diào)試首先進行模塊間調(diào)，檢查CPU字段，ram內(nèi)容，i/o端口狀態(tài)檢查程序執(zhí)行的結(jié)果是否符合要求。在調(diào)試的過程中逐步發(fā)現(xiàn)調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件程序。間調(diào)完成后，將各個功能模塊組合起來進行整體調(diào)試。由于單片機的操作是按照時間順序進行的，所以在單步單點的調(diào)試完成了以后，又進行了連續(xù)調(diào)試，反復調(diào)試了很多次。第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)本課題設計了一種基于模糊控制的洗衣機自動控制系統(tǒng)。電子信息技術應用于人們的日常生活，單片機技術應用于電阻和控制領域。將硬件設計和軟件程序結(jié)合，實現(xiàn)了洗衣機的自動控制。一鍵完成清洗的過程。特點：該方案使用模糊控制來合理設計水的洗滌,漂洗和干燥時間。這不僅可以確保衣物的洗滌,而且可以縮短洗滌時間,減少衣物的磨損。它使洗衣機變得智能,最大程度地提高了洗滌效