摘要 洗碗機控制系統(tǒng)的測試3洗碗機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1器件的電路設(shè)計3.1.1STC89C52單片機STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一款8051系列單片機，具有高性能、低功耗、抗干擾等特點。它內(nèi)置8KBytesFlash、512BytesRAM、3個16位定時器/計數(shù)器、8路10位ADC等資源，可滿足洗碗機控制的需求[16]。本系統(tǒng)采用STC89C52的最小系統(tǒng)電路，如圖3.1所示。晶振電路選用12MHz無源晶振，配合2個22pF的瓷片電容，為單片機提供穩(wěn)定的工作時鐘。復位電路利用10kΩ電阻下拉RST引腳，并用104電容對地旁路，使系統(tǒng)上電時能自動復位。P0口通過8個1kΩ電阻分別連接至LCD1602的數(shù)據(jù)線，用于顯示信息。P1口用于接入按鍵，P2口用于控制繼電器，而串口引腳P3.0和P3.1則與HC-05藍牙模塊相連。單片機的EA/Vpp引腳接地，選擇運行內(nèi)部Flash程序。ALE和PSEN引腳空置。STC89C52最小系統(tǒng)電路簡單可靠，布局緊湊，可有效節(jié)約PCB空間。程序存儲在片內(nèi)Flash中，便于調(diào)試和升級。豐富的I/O接口和片內(nèi)資源，可靈活連接各種傳感器和執(zhí)行器，滿足洗碗機控制的多樣化需求。圖3.1STC89C52最小系統(tǒng)電路圖3.1.2DS18B20溫度傳感器DS18B20是美國Maxim公司生產(chǎn)的一款數(shù)字溫度傳感器，可實現(xiàn)―55℃~＋125℃范圍內(nèi)的溫度測量，精度可達±0.5℃。它采用單總線結(jié)構(gòu)，僅需一條數(shù)據(jù)線與單片機通信，接口電路簡單。DS18B20還具有獨特的64位ROM編碼，可實現(xiàn)多點組網(wǎng)。本系統(tǒng)利用DS18B20監(jiān)測洗滌水溫，DS18B20的VDD引腳接+5V電源，GND接地，而DQ引腳通過一個10kΩ上拉電阻接至單片機的P2.2口，電路如圖3.2所示。單片機通過復位脈沖和讀寫時隙，實現(xiàn)對DS18B20的控制和數(shù)據(jù)讀取。當總線空閑時，上拉電阻將總線電平拉高；當DS18B20發(fā)送數(shù)據(jù)時，則將總線拉低。DS18B20內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換器和溫度傳感器，可直接輸出數(shù)字化的溫度值，無需復雜的信號處理電路[17]。與傳統(tǒng)的模擬溫度傳感器相比，DS18B20具有顯著優(yōu)勢，數(shù)字輸出避免了模擬信號傳輸中的損耗和噪聲干擾，提高了測溫精度和穩(wěn)定性。DS18B20支持多點測溫，可通過軟件編址實現(xiàn)多個傳感器的分布式部署，擴展了系統(tǒng)的測溫范圍和靈活性，DS18B20的封裝采用TO-92形式，體積小、安裝方便，可直接置于水流中進行測量。分辨率可編程設(shè)置，最高可達12位。這些特性使DS18B20成為洗碗機水溫檢測的理想選擇。圖3.2DS18B20接線圖3.1.3HC-05藍牙模塊HC-05是一款基于藍牙2.0協(xié)議的串口通信模塊，工作頻率為2.4GHz，支持SPP和AT指令。它可實現(xiàn)10米內(nèi)的無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率可達1382.4kbps。HC-05體積小巧、功耗低，配置方便，已廣泛應用于工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。本系統(tǒng)使用HC-05實現(xiàn)洗碗機與手機APP之間的通信，HC-05的VCC和GND引腳分別連接+5V電源和地，而TXD和RXD引腳則通過限流電阻與單片機的RXD（P3.1）和TXD（P3.0）相連，電路如圖3.3所示。EN引腳可接單片機的I/O口，用于控制HC-05的工作模式[18]。STATE引腳指示連接狀態(tài)，低電平表示已連接，高電平表示未連接。HC-05支持主從兩種工作模式。上電時，HC-05默認為從模式，等待主設(shè)備的連接。通過AT指令可將其設(shè)置為主模式，主動搜索并連接其他設(shè)備。HC-05內(nèi)置LED指示燈，可直觀地顯示工作狀態(tài)。配對密碼和波特率可通過AT指令修改。HC-05采用UART接口，支持1200bps~1382400bps的波特率，與單片機的串口兼容性好。此外，HC-05還集成了天線、射頻功率放大器等，無需額外的匹配電路，使用方便。與Wi-Fi等其他無線通信技術(shù)相比，藍牙具有功耗低、成本低、配對簡單等優(yōu)勢。HC-05模塊成熟可靠，在10米內(nèi)可保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，完全滿足洗碗機和手機之間的近距離通信需求。用戶可通過手機APP隨時監(jiān)控洗碗機的工作狀態(tài)，并遠程下達控制指令，極大地提高了洗碗機的智能化水平和用戶體驗。圖3.3HC-05藍牙模塊接線圖3.1.4水位檢測模塊適當?shù)乃皇潜ＷC洗滌效果的前提條件，水位過高或過低都可能對洗碗機造成損壞。因此，有必要對水位進行實時監(jiān)測和控制。常見的水位傳感器有浮球式、導電式、超聲波式、光電式等。其中，導電式水位傳感器具有分辨率高、響應速度快、成本低等優(yōu)點，適合在洗碗機中使用。導電式水位傳感器的基本原理是利用水的導電性，通過測量兩個探針之間的電阻值來判斷水位的高低[19]。本系統(tǒng)采用HL-01P導電式水位傳感器，傳感器的兩個引腳分別連接到單片機的P1.0口和地，電路如圖3.4所示。當水位上升至探針時，水會導通探針，使P1.0口的電平發(fā)生變化。單片機通過檢測P1.0口的電平，即可判斷水位是否達到設(shè)定值。導電式水位傳感器的探針材料一般采用不銹鋼或鍍金屬材料，以提高耐腐蝕性和導電性。探針的長度和間距可根據(jù)實際需求進行設(shè)計。為了提高檢測精度，可在不同高度布置多個探針，實現(xiàn)水位的分級檢測。水位檢測模塊的信號可直接連接單片機的I/O口，無需復雜的信號調(diào)理電路，接口電路簡單可靠。通過編寫程序，可實現(xiàn)水位的自動檢測和控制，如當水位過低時會自動加水，提高了使用靈活性。圖3.4水位檢測模塊接線圖3.1.5繼電器模塊繼電器是一種常用的電磁開關(guān)元件，利用電流的磁效應控制觸點的通斷。在洗碗機控制系統(tǒng)中，繼電器主要用于控制加熱管，相比直接用單片機驅(qū)動，繼電器可以隔離強電和弱電電路，保護單片機免受高壓和大電流的損壞。本系統(tǒng)選用5V直流繼電器，觸點容量為10A250VAC/10A30VDC，滿足洗碗機控制的需求。繼電器線圈的一端連接單片機的I/O口，另一端接地如圖3.5所示。當I/O口輸出高電平時，繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁力，吸引銜鐵閉合常開觸點；當I/O口輸出低電平時，繼電器線圈斷電，銜鐵在彈簧的作用下釋放，常開觸點斷開[20]。為了抑制繼電器釋放時產(chǎn)生的反向電動勢，避免對單片機造成干擾，繼電器線圈并聯(lián)了一個續(xù)流二極管，電磁波抑制作用。二極管的正極連接繼電器線圈的高電位端，負極連接低電位端。當繼電器斷電時，二極管導通，為感應電動勢提供了回路，使其迅速衰減。這種續(xù)流保護電路簡單有效，已在繼電器應用中得到廣泛使用。圖3.5繼電器接線圖3.1.6LCD1602顯示模塊本系統(tǒng)選用LCD1602作為顯示器件，可顯示2行、每行16個字符。LCD1602體積小巧、接口簡單、成本低廉，在各類電子設(shè)備中得到廣泛應用。LCD1602的硬件接口電路如圖3.6所示，vo引腳接2kΩ可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)對比度，A、K引腳控制背光，可根據(jù)需要選擇性連接。電路中，所有I/O口都通過1kΩ限流電阻與LCD1602相連，以保護單片機免受短路損壞。RST引腳接復位電路，與單片機同步復位。VLCD引腳接5V電源，VSS接地。LCD1602的驅(qū)動程序較為簡單，主要分為三個步驟：初始化、寫指令和寫數(shù)據(jù)。初始化過程包括功能設(shè)置、顯示開關(guān)、清屏等；寫指令用于設(shè)置顯示模式、光標位置等；寫數(shù)據(jù)則是將要顯示的字符內(nèi)容發(fā)送給LCD1602。通過控制RS、RW、EN等引腳，可實現(xiàn)與LCD1602的通信和控制。洗碗機控制中，LCD1602可用于顯示當前工作模式、水溫、水位、剩余時間等信息，為用戶提供直觀的視覺反饋。圖3.6顯示模塊實際接線圖3.1.7按鍵模塊本系統(tǒng)使用4個輕觸按鍵，每個按鍵的一端連接5V電源，另一端分別連接單片機的P2.0~P2.1引腳、P3.6~P3.7引腳如圖3.7所示。當按鍵未按下時，P口被上拉電阻拉高；當按鍵按下時，P口被拉低。單片機通過掃描P口的電平變化，可檢測到按鍵動作。為了消除按鍵抖動對采樣的影響，可在硬件或軟件上進行消抖處理。硬件消抖是在按鍵的下拉端并聯(lián)一個0.1uF的電容，利用RC延時濾除高頻抖動。軟件消抖則是在程序中設(shè)置適當?shù)难訒r和采樣次數(shù)，通過多次判斷按鍵狀態(tài)，確認按鍵動作的有效性。圖3.7按鍵模塊實際接線圖4洗碗機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件介紹Keil4是Keil公司推出的一款功能強大的嵌入式開發(fā)工具，專門針對ARMCortex-M系列單片機。它集成了業(yè)界領(lǐng)先的ARMC/C++編譯器、實時操作系統(tǒng)(RTOS)、Flash燒錄器、調(diào)試器等，可以顯著提高單片機開發(fā)的質(zhì)量和效率。Keil4與智能洗碗機使用的STC89C52單片機高度兼容，STC89C52雖然是基于傳統(tǒng)8051內(nèi)核，但經(jīng)過擴展優(yōu)化后，其指令集與匯編語法已經(jīng)與ARM體系高度趨同。Keil4不僅支持傳統(tǒng)的Keil8051開發(fā)，更提供了方便的ARM→8051指令轉(zhuǎn)換機制。這就使得開發(fā)者可以使用先進的ARM開發(fā)模式，充分發(fā)揮STC單片機的性能潛力，如圖4.1所示。圖4.1Keil_4軟件界面4.1.1Keil4安裝教程（1）首先需要從Keil官方網(wǎng)站()下載KeilMDK安裝包，對于51單片機開發(fā)，建議選擇下載KeiluVision4版本。（2）下載完成后，雙擊安裝包啟動安裝向?qū)В来吸c擊"Next"進入LicenseAgreement界面，仔細閱讀并接受許可協(xié)議。接下來需要選擇安裝目錄，強烈建議安裝在無中文路徑的磁盤分區(qū)中，以避免可能出現(xiàn)的編碼問題。（3）在組件選擇界面，確保勾選了"C51Compiler"和"8051DeviceSupport"這兩個關(guān)鍵組件進行STC89C52開發(fā)所必需的。（4）完成組件選擇后，點擊"Next"開始安裝過程，安裝程序會自動解壓并復制文件到指定目錄。（5）安裝完成后，點擊"Finish"退出安裝向?qū)?。?）首次運行Keil時，軟件會提示注冊或激活，用戶可以選擇30天的評估期進行試用，或輸入購買的授權(quán)碼進行永久激活；（7）對于教育用途，Keil還提供特殊的學術(shù)授權(quán)，可以通過官網(wǎng)申請。（8）最后，由于STC系列單片機并非Keil原生支持的芯片，還需要額外安裝STC8051系列單片機支持包：打開KeiluVision4，點擊"Flash"→"ConfigureFlashTools"→"Target"選項卡，如果列表中沒有看到STC89C52選項，則需要從STC官網(wǎng)下載對應的器件支持包并安裝，安裝完成后重啟KeiluVision4使支持包生效，至此，完整的開發(fā)環(huán)境就準備就緒了。4.1.2編程工程的建立創(chuàng)建洗碗機控制系統(tǒng)的編程工程需要遵循一系列結(jié)構(gòu)化的步驟，確保項目結(jié)構(gòu)清晰、配置正確。（1）首先，打開KeiluVision4軟件，點擊"Project"→"NewuVisionProject"創(chuàng)建新項目，在彈出的對話框中選擇適當?shù)捻椖勘４媛窂剑轫椖棵?，點擊保存如圖4.2所示。圖4.2新建工程接著在"SelectDeviceforTarget"對話框中，需要選擇目標單片機型號，可以展開"Atmel"→"8051"→"AT89C52"或展開"STC"→"STC89C5X"→"STC89C52"（取決于安裝的支持包），點擊"OK"確認選擇如圖4.3所示。圖4.3新建工程單片機選型（3）在隨后彈出的"ManageRun-TimeEnvironment"對話框中，可以根據(jù)項目需求選擇合適的軟件組件庫，如串口通信、定時器等功能模塊，點擊"OK"確認。（4）工程創(chuàng)建后，需要添加源文件：在項目視圖中右鍵點擊"SourceGroup1"，選擇"AddNewItemtoGroup'SourceGroup1'"，然后選擇"CFile(.c)"并輸入文件名（如"main.c"），點擊"Add"添加文件；同樣地，可以通過右鍵菜單的"AddExistingFilestoGroup..."選項添加現(xiàn)有的頭文件(.h)和庫文件(.lib)如圖4.4所示。圖4.4添加源文件步驟（5）工程文件添加完成后，配置編譯選項：右鍵點擊項目名稱，選擇"OptionsforTarget..."，在"Target"選項卡中設(shè)置晶振頻率對于本洗碗機系統(tǒng)，設(shè)為12MHz，在"Output"選項卡中勾選"CreateHEXFile"以生成hex文件用于燒錄，在"C51"選項卡中可設(shè)置代碼優(yōu)化級別和警告處理方式，完成后點擊"OK"保存配置如圖4.5所示。對于洗碗機控制系統(tǒng)的特殊需求，還需要添加溫度傳感器DS18B20、LCD1602顯示模塊和HC-05藍牙模塊的驅(qū)動源文件，并確保各模塊的引腳定義與硬件設(shè)計保持一致。圖4.5設(shè)置配置選項所有文件添加和配置完成后，點擊工具欄中的"Build"按鈕或按F7鍵開始編譯項目，在編譯過程中需密切關(guān)注輸出窗口的警告和錯誤信息，及時修正代碼問題；編譯成功后，系統(tǒng)會在項目文件夾中生成.hex文件。最后一步是程序下載：使用STC-ISP下載工具將編譯好的.hex文件下載到單片機，選擇正確的單片機型號（STC89C52）和晶振頻率（12MHz），設(shè)置下載選項（如是否清空Flash、是否校驗等），點擊"下載/編程"按鈕將程序燒錄到單片機中，完成整個開發(fā)流程。通過這一系列工程建立步驟，洗碗機控制系統(tǒng)的軟件框架就搭建完成，為后續(xù)的功能實現(xiàn)和測試奠定了堅實基礎(chǔ)。4.2軟件程序的設(shè)計4.2.1主程序流程圖主程序是整個軟件的框架和基礎(chǔ)，程序首先完成系統(tǒng)的初始化，包括外設(shè)的初始化和變量的賦值等。然后進入主循環(huán)，不斷檢測按鍵和串口的狀態(tài)。如果檢測到模式選擇按鍵按下，則跳轉(zhuǎn)到相應的工作模式程序；如果檢測到串口接收到數(shù)據(jù)，則進入串口通信程序，解析并執(zhí)行手機APP發(fā)送的指令。在每次循環(huán)的最后，程序還需刷新LCD顯示，以實時更新水溫、水位等信息。當洗滌完成或出現(xiàn)故障時，程序會觸發(fā)蜂鳴器報警，提示用戶及時處理，其流程如圖4.6所示。圖4.6系統(tǒng)邏輯流程圖4.2.2溫度采集函數(shù)子流程圖溫度采集程序的主要任務(wù)是驅(qū)動DS18B20傳感器，并將采集到的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可讀的ASCII碼。程序首先通過單總線復位DS18B20，然后發(fā)送跳過ROM和開始轉(zhuǎn)換的指令，使傳感器開始測溫。等待轉(zhuǎn)換完成后，程序再次復位總線，并發(fā)送讀暫存器的指令，讀取DS18B20內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)寄存器。接著，程序按照DS18B20的數(shù)據(jù)格式，依次讀取溫度值的低字節(jié)和高字節(jié)，并轉(zhuǎn)換為十進制溫度值。最后，程序?qū)囟戎缔D(zhuǎn)換為ASCII碼，便于在LCD上顯示，其流程如圖4.7所示。圖4.7溫度采集程序流程圖4.2.3藍牙子程序流程圖藍牙連接程序負責實現(xiàn)洗碗機與手機APP之間的無線通信，程序首先判斷藍牙模塊是否已連接，如果未連接，則等待連接。當檢測到手機端發(fā)起連接請求時，程序控制藍牙模塊進入配對模式，并根據(jù)預設(shè)的密鑰進行配對。配對成功后，程序進入數(shù)據(jù)接收循環(huán)，不斷檢測串口緩沖區(qū)。如果接收到數(shù)據(jù)，程序?qū)⑵浣馕鰹橄鄳目刂浦噶?，并轉(zhuǎn)發(fā)給主程序執(zhí)行。同時，程序還需定時向手機端發(fā)送洗碗機的狀態(tài)信息，如當前工作模式、剩余時間、水溫、水位等，以便用戶遠程監(jiān)控，其流程如圖4.8所示。圖4.8顯示子程序流程圖5洗碗機控制系統(tǒng)的測試5.1程序燒錄流程程序燒錄是軟硬件調(diào)試過程中的關(guān)鍵步驟，將編譯的程序代碼下載到單片機中，使控制器能夠按照設(shè)計的邏輯執(zhí)行各項功能。針對STC89C52單片機，采用了STC-ISP下載工具進行程序燒錄，具體流程如下：首先，完成了下載環(huán)境的準備工作。將USB轉(zhuǎn)TTL模塊連接到計算機USB接口，并將其TXD、RXD、GND引腳分別連接到單片機的P3.0、P3.1和GND引腳。同時，準備一個獨立電源為單片機供電，避免使用USB接口的電源，以防止燒錄過程中的電流波動影響燒錄質(zhì)量。接著，啟動STC-ISP下載軟件，并進行了詳細的參數(shù)配置。在軟件界面上，選擇了"STC89C52"作為單片機型號，設(shè)置晶振頻率為"12MHz"，選擇正確的COM口，波特率設(shè)為"115200bps"，并勾選了"必要時自動降低ISP波特率"選項，以提高下載的容錯能力。在高級選項中，勾選了"下載后校驗"和"下載成功后復位單片機"，以確保程序下載的準確性和系統(tǒng)的正常啟動。然后，點擊"打開程序文件"按鈕，選擇Keil編譯生成的.hex文件。在下載前，仔細檢查了.hex文件的大小和日期，確保選擇的是最新編譯的版本。同時，還查看了軟件顯示的程序占用空間信息，確認其未超出單片機的Flash容量。下載過程中需要特別注意的是單片機的復位操作。按照軟件提示，先斷開單片機電源，然后點擊"下載/編程"按鈕，待軟件顯示"等待單片機進入ISP模式..."時，立即給單片機上電。這種斷電-上電的復位方式能夠確保單片機正確進入ISP下載模式。整個下載過程持續(xù)約20秒，軟件會顯示下載進度條和當前狀態(tài)。下載完成后，軟件會進行自動校驗，比對下載的程序代碼與.hex文件是否一致。當顯示"操作成功"時，表示程序已成功燒錄到單片機中。此時，單片機會自動復位并開始執(zhí)行新的程序代碼。為了驗證燒錄是否成功，進行了簡單的功能測試：檢查LCD顯示是否正常、按鍵是否響應、溫度傳感器是否能夠讀取溫度值等。如果出現(xiàn)異常，會重新檢查程序代碼、重新編譯并再次燒錄，直到系統(tǒng)功能正常為止。值得一提的是，針對不同的測試需求，還利用了STC-ISP軟件的"選擇性編程"功能，僅下載修改過的程序段，大大縮短了反復調(diào)試時的下載時間。在整個開發(fā)過程中，創(chuàng)建了多個版本的程序文件，并進行了詳細的更新日志記錄，便于追蹤問題和恢復之前的穩(wěn)定版本。通過嚴格規(guī)范的程序燒錄流程，確保了軟件代碼能夠準確無誤地運行在硬件平臺上，為后續(xù)的系統(tǒng)測試和功能驗證奠定了堅實基礎(chǔ)。5.2軟硬件調(diào)試為了驗證洗碗機控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，進行了全面而細致的系統(tǒng)測試工作。軟硬件聯(lián)調(diào)是整個測試過程中最為關(guān)鍵的一環(huán)，可以檢驗硬件電路和軟件程序各自的正確性，更重要的是驗證它們能否協(xié)調(diào)一致地完成預定功能。的調(diào)試過程嚴格按照以下步驟進行：首先是上電檢查階段。接通洗碗機控制器的電源，仔細觀察電源指示燈的狀態(tài)變化，確認其是否正常點亮。同時，通過示波器監(jiān)測單片機的RST引腳電壓波形，驗證單片機是否能夠正常復位并進入工作狀態(tài)。此外，還測量了各個關(guān)鍵點的供電電壓，確保它們在額定范圍內(nèi)，沒有異常波動或噪聲干擾。接著是外設(shè)檢查階段。逐一測試了溫度傳感器、水位傳感器、按鍵、繼電器、蜂鳴器等外設(shè)的功能。對于DS18B20溫度傳感器，通過改變周圍環(huán)境溫度，一般采用熱水和冷水交替浸泡來驗證其測溫的準確性和響應速度；對于水位傳感器，模擬不同的水位狀態(tài)，檢查其信號輸出是否符合預期；對于按鍵模塊，進行了多次按下和釋放操作，確認其防抖功能是否有效；對于繼電器，通過示波器觀察其驅(qū)動信號，并用萬用表測量觸點的通斷狀態(tài)，確保其能夠正確地切換工作狀態(tài)；對于蜂鳴器，測試了不同的驅(qū)動頻率，評估其發(fā)聲效果。每一項測試都詳細記錄了測試條件、預期結(jié)果和實際結(jié)果，為后續(xù)的問題分析和改進提供了依據(jù)。通信檢查是下一個重要環(huán)節(jié)。在手機上安裝配套的APP，嘗試與洗碗機建立藍牙連接。通過反復測試，驗證了不同距離和障礙物條件下的通信質(zhì)量，評估了信號強度、連接穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｌ貏e地，使用了串口調(diào)試助手軟件，模擬手機APP發(fā)送各種控制指令，并解析洗碗機返回的狀態(tài)數(shù)據(jù)，確保通信協(xié)議的實現(xiàn)符合設(shè)計要求。功能檢查與其他階段的檢查相比是較為復雜的測試項目。設(shè)置了不同的洗滌參數(shù)，分別啟動了標準洗、強效洗和自清潔三種工作模式，全面觀察洗碗機的運行情況。在測試過程中，使用了系統(tǒng)專用的溫度計和流量計，記錄了水溫、水位、流量等關(guān)鍵參數(shù)的變化曲線，并與程序中的設(shè)定值進行對比分析。同時，還使用標準污染的餐具進行實際洗滌測試，從清潔效果、用水量、用電量、噪音水平等多個方面評估系統(tǒng)的性能指標。最后是異常測試階段。模擬了多種異常工況，如斷電恢復、水溫過高、水位過低、門蓋打開、漏水等情況，檢查控制器能否及時響應并采取安全保護措施。特別地，還進行了長時間連續(xù)運行測試，評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。5.3實物展示5.3.1水溫實時監(jiān)測與控制采用DS18B20溫度傳感器實時采集洗滌水溫；用戶可通過控制面板按鍵或藍牙APP設(shè)置目標水溫；確認設(shè)定后，系統(tǒng)將自動比對實時溫度與目標溫度；若實時溫度低于設(shè)定值，自動開啟加熱裝置；達到目標溫度后，自動關(guān)閉加熱裝置，實現(xiàn)恒溫控制，如圖5.1所示。5.3.2水位實時監(jiān)測利用水位傳感器對洗滌水位進行實時監(jiān)測，適當?shù)乃皇潜ＷC洗滌效果的前提條件，水位過高或過低都可能對洗碗機造成損壞。當水位過低時水泵開始自動加水，避免洗碗機空轉(zhuǎn)而引起損壞，如圖5.2所示。5.3.3人機交互功能使用四個按鍵和LCD1602液晶顯示屏，實現(xiàn)工作模式選擇、參數(shù)設(shè)置和信息顯示等功能。配備的LCD1602液晶顯示屏實時顯示洗碗機的工作狀態(tài)、水溫、水位等信息，如圖5.3所示。5.3.4手機APP遠程控制通過HC-05藍牙模塊與手機APP實現(xiàn)通信連接，用戶可通過APP遠程選擇洗滌模式、設(shè)置洗滌參數(shù)、啟動和暫停洗滌程序，并實時接收洗滌完成的提醒信息，如圖5.4所示。5.3.5自清潔模式在控制面板上按下按鍵，洗碗機進入自清潔模式。LCD顯示屏提示"ZZJ"，如圖5.5所示。然后給水箱加熱（繼電器1工作），通過DS18B20實現(xiàn)溫度檢測，當達到設(shè)定的溫度（通過按鍵可以設(shè)置）的時候，開始噴淋（水泵1）20秒，烘干20秒，然后啟動加熱裝置（繼電器2）和烘干風扇20秒，最后啟動消毒燈（LED燈）20秒，蜂鳴器啟動10秒后關(guān)閉，結(jié)束流程。圖5.5自清潔模式5.3.6標準洗模式在標準洗模式下，屏幕顯示“BZX”，如圖5.6所示。加熱水箱（繼電器1），通過DS18B20實現(xiàn)溫度檢測，當達到設(shè)定的溫度（通過按鍵可以設(shè)置）的時候，首先開始啟動噴淋洗滌劑（水泵2）20秒，然后開始噴淋（水泵1）30秒，然后烘干30秒，然后啟動加熱裝置（繼電器2）和烘干風扇30秒，最后啟動消毒燈（LED燈）30秒，蜂鳴器報警10秒后關(guān)閉，結(jié)束。圖5.6標準洗模式5.3.7強效洗模式在強效洗模式下，屏幕顯示“QXX”，如圖5.7所示。加熱水箱（繼電器1），通過DS18B20實現(xiàn)溫度檢測，當達到設(shè)定的溫度的時候，首先開始啟動噴淋洗滌劑（水泵2）20秒，開始噴淋（水泵1）30秒，噴淋洗滌劑（水泵2）20秒，開始噴淋（水泵1）30秒，烘干30秒，此時啟動加熱裝置（繼電器2）和烘干風扇30秒，啟動消毒燈（LED燈）30秒，蜂鳴器報警10秒后關(guān)閉，結(jié)束。圖5.7強效洗模式結(jié)論結(jié)論結(jié)論本系統(tǒng)以STC89C52為控制核心，采用分層模塊化的設(shè)計思想，合理選用了溫度傳感器、水位傳感器、繼電器等外圍器件，并通過藍牙模塊實現(xiàn)了與手機APP的無線通信。在軟件設(shè)計方面，采用Keil4進行開發(fā)，程序結(jié)構(gòu)清晰，代碼簡潔高效。經(jīng)過實際測試，該系統(tǒng)實現(xiàn)了預定的功能，可根據(jù)用戶需求提供多種洗滌模式選擇，并對洗滌過程進行實時監(jiān)測和智能控制。顯示和交互界面友好，操作便捷。在異常情況下也能及時采取保護措施，具有較高的安全性和可靠性?？偟膩碚f，該智能洗碗機控制系統(tǒng)滿足了現(xiàn)代家庭追求高品質(zhì)生活的需求，體現(xiàn)了良好的實用性和創(chuàng)新性。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，相信未來會有更多智能化的洗碗機問世，為人們的生活帶來更多便利。相信通過不斷地研究和創(chuàng)新，智能洗碗機必將成為未來家電市場的一大亮點，為人們的生活帶來更多改變。該系統(tǒng)的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法，可為同類產(chǎn)品的研發(fā)提供一定的參考和借鑒。參考文獻參考文獻[1]蔡[1]江敏.基于單片機的全自動洗碗機的設(shè)計[J].電子世界,2017(21):2.[2]許榮再.一款基于STM8S系列單片機的洗碗機控制器設(shè)計及實現(xiàn)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā):中旬刊,2014.[3]何琴.渦輪式智能洗碗機的研究與設(shè)計[J].機電工程,2015,32(5):4.[4]陳惠標,曾愛良,熊好平.單片機多任務(wù)系統(tǒng)的算法在洗碗機中的應用[J].電機電器技術(shù),2005(1):3.[5]趙建東,康樂.自動洗碗機的控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程,2004,000(008):4-6.[6]唐穗欣,陳三寶.模糊控制洗碗機的設(shè)計[C]//亞洲國際過程自動化技術(shù)與裝備展覽會.2005.[7]唐萬成.基于智能變頻技術(shù)的電磁感應加熱設(shè)備的節(jié)能技術(shù)研究[D].華南理工大學[2025-02-17].[8]郭聯(lián)金,宋成艷,吳美之.基于單片機的洗碗機測控系統(tǒng)[J].電子技術(shù)（上海）,2009(5):4.[9]郭圣棟.基于模糊技術(shù)的洗碗機控制系統(tǒng)研究[J].內(nèi)江科技,2008,29(7):1.[10]陳惠標,曾愛良,熊好平.單片機多任務(wù)系統(tǒng)的算法在洗碗機中的應用[J].日用電器,2005,000(001):53-55.[11]許榮再.一款基于STM8S系列單片機的洗碗機控制器設(shè)計及實現(xiàn)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)：中旬刊,2014,33(7):3.[12]姜寶港.智能家用電器技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2008.[13]陳志強.單片機全自動洗碗機控制器[J].微計算機信息,1995(1):5.[14]黃欽勝,陳國棟,鄭舜娟.洗碗機程控器的單片機檢測系統(tǒng)的設(shè)計[J].華南理工大學學報：自然科學版,1997(3):5.[15]唐穗欣.模糊控制洗碗機的設(shè)計[J].軟件導刊,2006(4):2.[16]譚啟仁.單片機控制的電熱加溫洗碗機通用的防電墻裝置:CN200310123984.4[P].[17]胡欣如.Motorola單片機在洗碗機中的應用[J].電子技術(shù)（上海）,1996,23(11):3.[18]郭聯(lián)金,宋成艷,吳美之.基于單片機的洗碗機測控系統(tǒng)[J].電子技術(shù)(上海),2009.[19]諶志露.微電腦全自動洗碗機[J].計算機與現(xiàn)代化,1995(2):3.D[20]顧瑞松.一種更換洗潔劑的洗碗機:CN201510817407.8[P].附錄A附錄A原理圖：附錄B附錄B附錄B部分源程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar//宏定義"uchar"代替"unsignedchar"。#defineuintunsig