内容发布更新时间 : 2024/11/18 7:47:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

一、 系统概述

1、 设计目的及基本要求

计算机控制技术的课程设计是一个综合运用知识的过程，它不仅需要计算机控制理论、程序设计方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。

设计并模拟一套桶式单缸波轮全自动洗衣机的控制系统，使其能够通过设定完成强洗和弱洗两种模式。结合按键实现以下功能：

强洗时正、反转驱动时间各为4秒，间歇时间为1秒；弱洗时正、反转驱动时间各为3秒，间歇时间为2秒，用两个LED发光管显示运行状态。

能够完成一套完整的洗涤程序，进水——洗涤——漂洗——排水——脱水，可以设定洗涤和漂洗次数并具有各状态显示。

2、 基本设计思路

(1) 硬件方面

本洗衣机系统需要1组4X4键盘作为按键输入；一组LED灯用来表示洗衣机运行状态，如强弱洗，浸泡，洗涤等；一组输出用来连接驱动电路，如电机正反转，进水阀排水阀的打开及关闭，用一组LED灯来表示；一组数码管用来显示浸泡洗涤剩余时间、漂洗剩余次数等；一个开关用来作为中断输入；一个接5V的滑动变阻器用来模拟水位信号，通过AD转换输入计算机；一个步进电机用来形象模拟电机运行。

限于硬件条件，4X4键盘输入与数码管显示无法同时使用，故用一个8位开关代替4X4键盘，将洗衣机相应功能少量删减，主要是无法设置是否进行脱水。因为动态显示太过消耗CPU，故数码管显示采用静态显示，但是同样硬件条件决定无法同时使用两个数码管进行显示，所系在本系统中，浸泡以及洗涤时间只能设置9分钟以下便于显示。 综合分析，本系统需要如下硬件： 名称 8255 基本输入输入单元 AD0809 开关 LED 数码管 滑动变阻器 步进电机 数量 1 1 1 2 2 4 1 1 备注 用于输出扩展 由两组74LS374、74LS245组成 用于水位模拟信号输入 用于数据输入及中断 用于状态显示及动作表示 使用静态显示每次只能使一个显示 模拟水位信号 用于模拟洗衣机电机运行 （2）软件方面

在本系统中，有些程序如排水进水，AD转换，电机正反转运行等，需要大量重复使用，故采用模块化的编程，多使用子程序有利于程序的编写。详细情况在系统软件设计部分论述。

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3、 系统最终功能

(1) 参数设置阶段

初始化完成之后，状态LED中表示参数设置阶段的指示灯亮起，强洗指示灯亮起，强洗为默认模式。

通过按键，可以选择浸泡、洗涤、漂洗，调整时间或次数，选中时，状态LED中对应的灯亮起，对应的数码管显示当前设置的时间或次数。

可以选中水位，调整水位，选中时对应的状态LED以及第四位数码管亮起，以0~3表示水位高低，在参数设置阶段结束后，会计算对应的AD转换值存入内存。

可以通过按键调整强弱洗，会有对应的状态LED亮起或熄灭。

当按下确认键后，参数设置阶段结束，洗衣机调用进水程序，动作LED中对应进水阀的指示灯亮起，调整滑动变阻器，当输入值达到设置的水位值后, 进水阀的指示灯熄灭，进入浸泡阶段。 （2）浸泡阶段

进入此阶段后，如设定的时间为零则跳过进入下一阶段，否则执行此阶段。

此时，对应浸泡阶段的状态LED亮起，第一位数码管显示剩余时间。时间结束后此阶段结束 （3）洗涤阶段

进入此阶段后，如设定的时间为零则跳过进入下一阶段，否则执行此阶段。

此时，对应洗涤阶段的状态LED亮起，第二位数码管显示剩余洗涤时间。根据选择的强弱洗模式，动作LED中对应的正转反转按规律亮起熄灭，步进电机同时保持正转反转状态，强洗时转动速度快，弱洗时转动速度慢。

洗涤结束时，开始排水，动作LED中对应排水阀的指示灯亮起，调整滑动变阻器小于设定值时，排水阀指示灯熄灭，进入下一阶段。 （4）漂洗阶段

进入此阶段后，如设定的次数为零则跳过进入下一阶段，否则执行此阶段。

在此阶段中，状态LED中漂洗指示灯亮起，第三位数码管显示剩余次数。每漂洗一次进行进水，漂洗，排水三步动作，对应的动作指示灯依次亮起，电机按要求做正转反转。

（5）甩干阶段

进入此阶段后，对应的状态指示灯亮起，打开排水阀，动作LED中，正转与排水阀亮起，步进电机做高速正向运动。设定时间结束后进入下一阶段。 （6）结束阶段

以上所有动作结束或跳过后，进入结束阶段，状态LED中结束指示灯亮起，动作LED中，代表蜂鸣器的指示灯闪烁。

在以上除参数设置阶段外的所有阶段中，都可以通过中断按键使系统停止当前状态，返回参数设置阶段。

二、 系统硬件设计

1、 按键及LED分配图

（1）8位开关按键 0 浸泡 1 洗涤 2 漂洗 3 水位 4 强/弱洗 5 + 6 — 7 确认 第 2 页 共 37 页

（2）LED0（动作指示灯） 0 正转 1 反转 2 排水阀 3 进水阀 4 蜂鸣器 5 6 7

（3）LED1（状态指示灯） 0 准备/开始 1 强洗/弱洗 2 水位 3 浸泡 4 洗涤 5 漂洗 6 甩干 7 结束 2、 硬件接线图

IOY0 CS_A CS_B WR RD 8 0 8 6

IOY1 XIOW XIOR

OUTA 动作LED 基本 OUTB 状态LED 输入 输出 INB INA.7 输入开关K0 XD

D 中断开关 INA.0 XD

D WR RD A/D 0809 EOC A B C XD0 XD1 XD2 5V XIOW XIOR CLK

CLK IOY2 CS

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