采用单片机控制的洗衣机系统设计

周婷

摘 要：单片机是机电类专业的必修课程，在其中占有重要地位，然而学生普遍反映单片机课程太难太抽象。分析个中原因，在于大专学生理论基础普遍薄弱，实践机会少。为了提高学生动手能力以及学习兴趣，本文改革创新设计单片机课程教学环节，除了单一的流水灯数码管等典型实验，还加入了基于单片机的洗衣机系统设计，让学生参与到整个开发过程中。

关键词：洗衣机；单片机；实训

中图分类号：TM925.33；G712 文献标识码：B 收稿日期：2016-04-01

1.现阶段单片机实训课程中存在的问题

随着科学技术的发展进步，单片机在工业控制、家用电器设备、航空航天、通信等领域有着越来越广泛的应用。为了适应企业、市场需求，单片机已然成为机电类专业学生的必修课程。

现阶段学校单片机课程使用的设备有实验箱、实训台、万能板、实验开放板，其中实验箱和实训台的内部线路已接好，学生只要将外部的简单线路连接好即可，因此学生不能深刻理解实训原理，出现问题时也不会解决；实验开放板体积小，价格较便宜，性价比高，但功能较少，适合初学者使用；学生按照项目原理图进行万能板焊接，能够对原理图有更加深刻的理解，培养发现问题和解决问题的能力，但耗时长，不适合作为课堂教学用。

2.单片机实训过程教学改进

单片机课程教学更注重应用，理论够用就行，采用项目化教学，理论联系实际，学生能更好理解比较抽象的单片机课程知识。设计的基础项目有：①LED流水灯。通过编写各种流水灯程序，比如小灯依次点亮、奇数位灯闪烁等，学生熟练使用for语句、循环语句等。②电子表、LED显示屏。采用数码管显示时间，学生熟练掌握数码管的工作原理，了解定时器、计算器的编程方式。③抢答器、模拟交通灯设计。学生了解中断概念及使用方法。④串口控制数码管显示系统设计。学生了解单片机串行口工作原理以及常用的通信协议。

通过上述基础实训项目的练习，学生对单片机的基本原理有了一定了解， 但与实际工作项目之间仍有一定差距。所以在课程后期分组让学生设计实际项目，经历前期市场调研、项目设计、元器件购买、硬件电路设计以及软件编程等完整的开发过程，采用项目驱动的教学方式提高学生技能水平。

3.基于AT89C52控制的洗衣机系统设计

第一步，调研搜集资料。首先让学生搜集洗衣机相关资料，让学生将信息整理成一份洗衣机方面的调研报告，对后续任务有着指导意义。

第二步，洗衣机系统设计。通过第一步的调研，学生已经了解了各洗衣机特点。目前市场上有很多类型的洗衣机，其控制系统主要以PLC和单片机为主，其中单片机以其低廉的价格、优异的性能占据较高的市场份额。基于单片机实训课程学习要求，本设计选用AT89C52系列单片机实现洗衣机各部分控制要求。洗衣机系统工作过程主要有四种：轻柔、快洗、标准和脱水，并且用LED灯指示选中模式，数码管显示工作时间。启动洗衣机后，先程序初始化，上水电磁阀，打开开关，并开始注水，当达到设定限位上水位时，检测传感器把信号发送给单片机，单片机处理关闭上水电磁阀，电机按设定的频率开始运行，洗衣进入洗涤程序；洗衣完成后自动进入脱水模式，脱水模式指示灯亮；循环两次洗衣完成，蜂鸣器报警提示洗衣完成。

硬件设计以单片机芯片为主体，加上时钟电路、复位电路、按键开关、多位数码管、蜂鸣器以及欠压检测电路组成洗衣机系统，外部硬件电路由继电器、三极管、电动机、进水电磁阀、排水电磁阀、压力和浊度传感器组成。洗衣机工作部件主要有电机、进（出）水阀，通过输入不同的频率来控制电机转动的快慢跟正反；进出水阀控制水位进水高低，一般处于开或关两种状态。洗衣时间显示采用74LS47译码器，把输出的BCD码译成共阳数码管显示码。洗衣机设置了安全保护，当洗衣过程中开盖或衣物不平衡，触发中断对电机停止工作处理，保证洗衣过程的安全。

第三步，采用Keil与Proteus相结合联合调试软硬件电路，能够同时对单片机进行随堂软件仿真和电路仿真，大大提高了学习效率，降低了实验成本。

通过把实际项目的开发过程加入实训课程中，把学生难理解的抽象教学内容与具体实例相结合，学生参与到实际项目开发过程中，对项目运用有了更深入的理解，大大增强了学生学习单片机的兴趣，取得了较好教学效果。

参考文献：

[1]赵月静，陈继荣，张永弟.单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J].实验技术与管理，2013， （1）：176-179.

[2]贾国华.单片机在洗衣机中的应用研究[J].电子世界，2012，（4）： 22-23.