1、系统功能确定

本设计研究一款全自动洗衣机控制系统硬件包括一个STC89C52单片机微控制器、一个独立按键开关模块、独立的键盘模块、一个LCD1602液晶显示模块、一个浊度传感器模块、一个水位传感器模块、一个压力传感器模块、一个蓝牙模块、蜂鸣器报警模块、一个A/D转换模块、一个继电器控制模块、一个干燥风扇模块、一个模拟滚筒电机模块和一个 电源 单元。本系统实现了对洗衣机整个过程的控制，接通电源后，通过按键输入，单片机控制各模块相互协调，有条不紊的实现电机驱动、进水、洗漱、甩干、烘干等功能。系统整体框架如下图所示：

全自动洗衣机控制系统的功能要求如下：

(1)在自动模式下，能够对衣物进行称重，根据衣物重量自动选择水量，并能够自动检测水位;

(2)在手动模式下，能够通过独立按键或通过蓝牙连接手机APP对系统的水浊度、衣物重量等参数设置。根据不同衣物种类，可以选择低速，中速，高速三种(托盘电机转速快慢模拟)洗漱方法，具有进水、洗漱、甩干、烘干功能，本次系统进水功能用水泵模拟，洗漱功能用转动电机转动模拟，甩干功能用继电器开或关模拟，烘干功能用风扇开或关模拟;

(3)能够定时模式洗涤功能，定时时间到，洗涤开始;

(4)不管在哪种模式下，能够检测水浊度，判断投洗是否干净，超过设定的水浊度时，蜂鸣器报警;

(5)水位、重量、浑浊度、洗漱速度、状态工作倒计时、定时倒计时、工作模式以及工作状态信息通过LCD1602液晶显示出来;

(6)在洗涤结束时，蜂鸣器响起提醒洗衣结束。

2、主控芯片的选择

选择了STC89C52作为主要控制芯片来使用的优势许多。首先，STC89C52是一个8位CMOS微控制器，如果用它来来控制系统的话，不仅价格便宜，而且与其他器件一起使用的兼容性极强。其次，STC89C52单片机不仅功耗低，而且还可以在线下载和编程。第三，STC89C52单片机是不断更新的，比原来的51单片机有更多的功能，由于有4K EEPROM存储器，所以有足够的存储空间。它完全不需要外部存储芯片，开发起来很方便，大大缩短了从产品开发到进入市场的时间，而且其成本也比较低。重要的是，它易于扩展和开发，而且还可以支持在线编程和下载。

3、传感器模块的选择

(1)水位检测传感器模块选择

本次选择D3B压力传感器作为检测水位的元件，该传感器具有检测精度高、耐腐蚀、耐磨损、抗震性能好、耐冲击、使用寿命长的特点。它采用贴片工艺和进口高精度传感器芯片，选用高精度、高稳定性的放大器集成电路和具有全量程补偿和零点补偿及温度补偿的先进技术芯片，将测量的物体压力转换为标准电信号，如4-20 mA、直流0-5 V、直流0-10 V、直流0.5-4.5 V等。采用全不锈钢密封和焊接结构，具有良好的防潮性和介质兼容性，并显著提高了产品抗冲击性、过载能力和产品密封性等性能。

(2)水浊度传感器模块选择

本次采用浊度传感器是TSW-20M模块来检测水的浑浊度，用来判断洗衣是否干净，它是TS型工业/白色家电。这种不透明度传感器的原理是利用光的强度来确定液体的不透明度。随着液体浊度的增加，透光率下降，因为液体的浊度阻挡了越来越多的光线，所以光敏电阻接收光线的能力差，反之，随着浊度的降低，光敏电阻接收光线的能力强。因此该传感器其实也是一款光电检测开关。

(3)重量传感器模块选择

本次选用XH-4A压力传感器作为衣物的重量检测，它应用了电阻效应的原理，即应变片压缩应变电阻减少，应变片膨胀使应变电阻增加。这种传感器的顶部和底部表面有一个应变片，每个张力器上面有两个压力电阻，形成一个完整的桥式电路。当应变片电阻改变时，电桥接到电压信号，并输出该信号，将信号传给HX711模块进行数据采集。其桥式电路精度较高。

4、显示模块的选择

LCD1602液晶屏的优点是非常清晰，可以满足很多显示场景的需要。它可以完美地显示各种字符。它能显示的字符可以是16*2，但也可以选择另一种方式直接显示全系列32个字符。LCD1602可以根据需要显示多种多样不同类型的符号，包括数字、字母(大写和小写)、以及某些特殊字符和符号。LCD1602也很容易使用，其应用范围相对较窄。显示器上显示的字符是一种格子组合，格子的规格是5*7。显示器的数据传输方式并不复杂，数据传输方式为串行数据传输。实物如下所示：

5、电机模块的选择

电机模块采用最普通的水阀门电机和马达来模拟进水出水以及洗漱时电机滚筒的转动。以下选择是最普通且常见的电机，节约了制作模拟成本。其中迷你水泵型号为JT-DC3W、额定电压为5V、功率为0.36W、电流为0.18A、最大流量为100L/H。滚筒电机为R300C有刷直流电机、电压为1.5V-6V、电流为0.5A、转速为3500转-7000转。

6、 驱动水泵模块的选取和分析

通过驱动继电器驱动水泵，继电器可以用低电压驱动高电压或用低电流驱动大电流。微控制器继电器的操作非常简单明了。继电器另一端的开关也非常敏感，寿命很长。如果电流过大，也不会影响微控制器的运行。

7、远程控制模块的选择

蓝牙是一种不同于2.4G无线数据技术的技术。蓝牙的数据传输与2.4G无线技术的数据传输相同，但使用不同的协议，因此有不同的应用。对于传统的2.4G产品，必须安装一个额外的接收器。例如，2.4G无线鼠标必须配备一个纳米接收器;蓝牙数据通信的标准是2.402-2.480G频段，这需要安装一个额外的接收器。这种蓝牙产品不需要接收器，只能与支持蓝牙的产品连接。例如，一个蓝牙鼠标没有接收器，只能通过共享一个支持蓝牙的产品进行配对。实物如下所示：

8、 主程序流程图设计

给该系统通电之后，整个系统初始化，所有元器件处于待工作状态。若无操作，则保持原状，当识别到按键按下，系统会调用相关程序来执行相关操作来完成洗衣功能。下图为本设计的基本思路图。

9、自动洗衣机硬件图

10、实物图

本设计主要是针对基于单片机的全自动洗衣机控制系统进行设计，结合水位传感器、浑浊度传感器、重力传感器检测。有手动、自动以及定时三种模式，在手动模式下，通过按键的输入或通过蓝牙手机APP可以对洗衣机选择洗衣模式，有低速洗、中速洗、快速洗三种模式，还可以对各参数的设置。在自动模式下，能够对衣物进行称重，根据衣物重量自动选择水量，可以自动检测水位。在定时模式下，可以设置好洗衣的时间，时间到，自动开始洗涤。不管哪种模式下，系统还能够检测水浑浊度，判断投洗是否干净。水位、重量、浑浊度、洗漱速度、状态工作倒计时、定时倒计时、工作模式以及工作状态信息通过LCD1602液晶显示出来。

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