1、系統功能確定
本設計研究一款全自動洗衣機控制系統硬體包括一個STC89C52單片機微控制器、一個獨立按鍵開關模塊、獨立的鍵盤模塊、一個LCD1602液晶顯示模塊、一個濁度傳感器模塊、一個水位傳感器模塊、一個壓力傳感器模塊、一個藍牙模塊、蜂鳴器報警模塊、一個A/D轉換模塊、一個繼電器控制模塊、一個乾燥風扇模塊、一個模擬滾筒電機模塊和一個 電源 單元。本系統實現了對洗衣機整個過程的控制，接通電源後，通過按鍵輸入，單片機控制各模塊相互協調，有條不紊的實現電機驅動、進水、洗漱、甩干、烘乾等功能。系統整體框架如下圖所示：
全自動洗衣機控制系統的功能要求如下：
(1)在自動模式下，能夠對衣物進行稱重，根據衣物重量自動選擇水量，並能夠自動檢測水位;
(2)在手動模式下，能夠通過獨立按鍵或通過藍牙連接手機APP對系統的水濁度、衣物重量等參數設置。根據不同衣物種類，可以選擇低速，中速，高速三種(托盤電機轉速快慢模擬)洗漱方法，具有進水、洗漱、甩干、烘乾功能，本次系統進水功能用水泵模擬，洗漱功能用轉動電機轉動模擬，甩干功能用繼電器開或關模擬，烘乾功能用風扇開或關模擬;
(3)能夠定時模式洗滌功能，定時時間到，洗滌開始;
(4)不管在哪種模式下，能夠檢測水濁度，判斷投洗是否乾淨，超過設定的水濁度時，蜂鳴器報警;
(5)水位、重量、渾濁度、洗漱速度、狀態工作倒計時、定時倒計時、工作模式以及工作狀態信息通過LCD1602液晶顯示出來;
(6)在洗滌結束時，蜂鳴器響起提醒洗衣結束。
2、主控晶片的選擇
選擇了STC89C52作為主要控制晶片來使用的優勢許多。首先，STC89C52是一個8位CMOS微控制器，如果用它來來控制系統的話，不僅價格便宜，而且與其他器件一起使用的兼容性極強。其次，STC89C52單片機不僅功耗低，而且還可以在線下載和編程。第三，STC89C52單片機是不斷更新的，比原來的51單片機有更多的功能，由於有4K EEPROM存儲器，所以有足夠的存儲空間。它完全不需要外部存儲晶片，開發起來很方便，大大縮短了從產品開發到進入市場的時間，而且其成本也比較低。重要的是，它易於擴展和開發，而且還可以支持在線編程和下載。
3、傳感器模塊的選擇
(1)水位檢測傳感器模塊選擇
本次選擇D3B壓力傳感器作為檢測水位的元件，該傳感器具有檢測精度高、耐腐蝕、耐磨損、抗震性能好、耐衝擊、使用壽命長的特點。它採用貼片工藝和進口高精度傳感器晶片，選用高精度、高穩定性的放大器集成電路和具有全量程補償和零點補償及溫度補償的先進技術晶片，將測量的物體壓力轉換為標準電信號，如4-20 mA、直流0-5 V、直流0-10 V、直流0.5-4.5 V等。採用全不鏽鋼密封和焊接結構，具有良好的防潮性和介質兼容性，並顯著提高了產品抗衝擊性、過載能力和產品密封性等性能。
(2)水濁度傳感器模塊選擇
本次採用濁度傳感器是TSW-20M模塊來檢測水的渾濁度，用來判斷洗衣是否乾淨，它是TS型工業/白色家電。這種不透明度傳感器的原理是利用光的強度來確定液體的不透明度。隨著液體濁度的增加，透光率下降，因為液體的濁度阻擋了越來越多的光線，所以光敏電阻接收光線的能力差，反之，隨著濁度的降低，光敏電阻接收光線的能力強。因此該傳感器其實也是一款光電檢測開關。
(3)重量傳感器模塊選擇
本次選用XH-4A壓力傳感器作為衣物的重量檢測，它應用了電阻效應的原理，即應變片壓縮應變電阻減少，應變片膨脹使應變電阻增加。這種傳感器的頂部和底部表面有一個應變片，每個張力器上面有兩個壓力電阻，形成一個完整的橋式電路。當應變片電阻改變時，電橋接到電壓信號，並輸出該信號，將信號傳給HX711模塊進行數據採集。其橋式電路精度較高。
4、顯示模塊的選擇
LCD1602液晶屏的優點是非常清晰，可以滿足很多顯示場景的需要。它可以完美地顯示各種字符。它能顯示的字符可以是16*2，但也可以選擇另一種方式直接顯示全系列32個字符。LCD1602可以根據需要顯示多種多樣不同類型的符號，包括數字、字母(大寫和小寫)、以及某些特殊字符和符號。LCD1602也很容易使用，其應用範圍相對較窄。顯示器上顯示的字符是一種格子組合，格子的規格是5*7。顯示器的數據傳輸方式並不複雜，數據傳輸方式為串行數據傳輸。實物如下所示：
5、電機模塊的選擇
電機模塊採用最普通的水閥門電機和馬達來模擬進水出水以及洗漱時電機滾筒的轉動。以下選擇是最普通且常見的電機，節約了製作模擬成本。其中迷你水泵型號為JT-DC3W、額定電壓為5V、功率為0.36W、電流為0.18A、最大流量為100L/H。滾筒電機為R300C有刷直流電機、電壓為1.5V-6V、電流為0.5A、轉速為3500轉-7000轉。
6、 驅動水泵模塊的選取和分析
通過驅動繼電器驅動水泵，繼電器可以用低電壓驅動高電壓或用低電流驅動大電流。微控制器繼電器的操作非常簡單明了。繼電器另一端的開關也非常敏感，壽命很長。如果電流過大，也不會影響微控制器的運行。
7、遠程控制模塊的選擇
藍牙是一種不同於2.4G無線數據技術的技術。藍牙的數據傳輸與2.4G無線技術的數據傳輸相同，但使用不同的協議，因此有不同的應用。對於傳統的2.4G產品，必須安裝一個額外的接收器。例如，2.4G無線滑鼠必須配備一個納米接收器;藍牙數據通信的標準是2.402-2.480G頻段，這需要安裝一個額外的接收器。這種藍牙產品不需要接收器，只能與支持藍牙的產品連接。例如，一個藍牙滑鼠沒有接收器，只能通過共享一個支持藍牙的產品進行配對。實物如下所示：
8、 主程序流程圖設計
給該系統通電之後，整個系統初始化，所有元器件處於待工作狀態。若無操作，則保持原狀，當識別到按鍵按下，系統會調用相關程序來執行相關操作來完成洗衣功能。下圖為本設計的基本思路圖。
9、自動洗衣機硬體圖
10、實物圖
本設計主要是針對基於單片機的全自動洗衣機控制系統進行設計，結合水位傳感器、渾濁度傳感器、重力傳感器檢測。有手動、自動以及定時三種模式，在手動模式下，通過按鍵的輸入或通過藍牙手機APP可以對洗衣機選擇洗衣模式，有低速洗、中速洗、快速洗三種模式，還可以對各參數的設置。在自動模式下，能夠對衣物進行稱重，根據衣物重量自動選擇水量，可以自動檢測水位。在定時模式下，可以設置好洗衣的時間，時間到，自動開始洗滌。不管哪種模式下，系統還能夠檢測水渾濁度，判斷投洗是否乾淨。水位、重量、渾濁度、洗漱速度、狀態工作倒計時、定時倒計時、工作模式以及工作狀態信息通過LCD1602液晶顯示出來。
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