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      采用單片機控制的洗衣機系統(tǒng)設計

      2016-07-28 15:07:17周婷
      求知導刊 2016年16期
      關(guān)鍵詞:洗衣機單片機實訓

      周婷

      摘 要:單片機是機電類專業(yè)的必修課程,在其中占有重要地位,然而學生普遍反映單片機課程太難太抽象。分析個中原因,在于大專學生理論基礎普遍薄弱,實踐機會少。為了提高學生動手能力以及學習興趣,本文改革創(chuàng)新設計單片機課程教學環(huán)節(jié),除了單一的流水燈數(shù)碼管等典型實驗,還加入了基于單片機的洗衣機系統(tǒng)設計,讓學生參與到整個開發(fā)過程中。

      關(guān)鍵詞:洗衣機;單片機;實訓

      中圖分類號:TM925.33;G712 文獻標識碼:B 收稿日期:2016-04-01

      1.現(xiàn)階段單片機實訓課程中存在的問題

      隨著科學技術(shù)的發(fā)展進步,單片機在工業(yè)控制、家用電器設備、航空航天、通信等領域有著越來越廣泛的應用。為了適應企業(yè)、市場需求,單片機已然成為機電類專業(yè)學生的必修課程。

      現(xiàn)階段學校單片機課程使用的設備有實驗箱、實訓臺、萬能板、實驗開放板,其中實驗箱和實訓臺的內(nèi)部線路已接好,學生只要將外部的簡單線路連接好即可,因此學生不能深刻理解實訓原理,出現(xiàn)問題時也不會解決;實驗開放板體積小,價格較便宜,性價比高,但功能較少,適合初學者使用;學生按照項目原理圖進行萬能板焊接,能夠?qū)υ韴D有更加深刻的理解,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,但耗時長,不適合作為課堂教學用。

      2.單片機實訓過程教學改進

      單片機課程教學更注重應用,理論夠用就行,采用項目化教學,理論聯(lián)系實際,學生能更好理解比較抽象的單片機課程知識。設計的基礎項目有:①LED流水燈。通過編寫各種流水燈程序,比如小燈依次點亮、奇數(shù)位燈閃爍等,學生熟練使用for語句、循環(huán)語句等。②電子表、LED顯示屏。采用數(shù)碼管顯示時間,學生熟練掌握數(shù)碼管的工作原理,了解定時器、計算器的編程方式。③搶答器、模擬交通燈設計。學生了解中斷概念及使用方法。④串口控制數(shù)碼管顯示系統(tǒng)設計。學生了解單片機串行口工作原理以及常用的通信協(xié)議。

      通過上述基礎實訓項目的練習,學生對單片機的基本原理有了一定了解, 但與實際工作項目之間仍有一定差距。所以在課程后期分組讓學生設計實際項目,經(jīng)歷前期市場調(diào)研、項目設計、元器件購買、硬件電路設計以及軟件編程等完整的開發(fā)過程,采用項目驅(qū)動的教學方式提高學生技能水平。

      3.基于AT89C52控制的洗衣機系統(tǒng)設計

      第一步,調(diào)研搜集資料。首先讓學生搜集洗衣機相關(guān)資料,讓學生將信息整理成一份洗衣機方面的調(diào)研報告,對后續(xù)任務有著指導意義。

      第二步,洗衣機系統(tǒng)設計。通過第一步的調(diào)研,學生已經(jīng)了解了各洗衣機特點。目前市場上有很多類型的洗衣機,其控制系統(tǒng)主要以PLC和單片機為主,其中單片機以其低廉的價格、優(yōu)異的性能占據(jù)較高的市場份額?;趩纹瑱C實訓課程學習要求,本設計選用AT89C52系列單片機實現(xiàn)洗衣機各部分控制要求。洗衣機系統(tǒng)工作過程主要有四種:輕柔、快洗、標準和脫水,并且用LED燈指示選中模式,數(shù)碼管顯示工作時間。啟動洗衣機后,先程序初始化,上水電磁閥,打開開關(guān),并開始注水,當達到設定限位上水位時,檢測傳感器把信號發(fā)送給單片機,單片機處理關(guān)閉上水電磁閥,電機按設定的頻率開始運行,洗衣進入洗滌程序;洗衣完成后自動進入脫水模式,脫水模式指示燈亮;循環(huán)兩次洗衣完成,蜂鳴器報警提示洗衣完成。

      硬件設計以單片機芯片為主體,加上時鐘電路、復位電路、按鍵開關(guān)、多位數(shù)碼管、蜂鳴器以及欠壓檢測電路組成洗衣機系統(tǒng),外部硬件電路由繼電器、三極管、電動機、進水電磁閥、排水電磁閥、壓力和濁度傳感器組成。洗衣機工作部件主要有電機、進(出)水閥,通過輸入不同的頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的快慢跟正反;進出水閥控制水位進水高低,一般處于開或關(guān)兩種狀態(tài)。洗衣時間顯示采用74LS47譯碼器,把輸出的BCD碼譯成共陽數(shù)碼管顯示碼。洗衣機設置了安全保護,當洗衣過程中開蓋或衣物不平衡,觸發(fā)中斷對電機停止工作處理,保證洗衣過程的安全。

      第三步,采用Keil與Proteus相結(jié)合聯(lián)合調(diào)試軟硬件電路,能夠同時對單片機進行隨堂軟件仿真和電路仿真,大大提高了學習效率,降低了實驗成本。

      通過把實際項目的開發(fā)過程加入實訓課程中,把學生難理解的抽象教學內(nèi)容與具體實例相結(jié)合,學生參與到實際項目開發(fā)過程中,對項目運用有了更深入的理解,大大增強了學生學習單片機的興趣,取得了較好教學效果。

      參考文獻:

      [1]趙月靜,陳繼榮,張永弟.單片機原理及應用課程創(chuàng)新實踐教學改革[J].實驗技術(shù)與管理,2013, (1):176-179.

      [2]賈國華.單片機在洗衣機中的應用研究[J].電子世界,2012,(4): 22-23.

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