机电一体化设计报告.docx

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机电一体化设计报告

机电一体化系统设计报告书

设计题目:

___

专业：

机电一体化

班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

谭剑

上交时间:

2011年9月19日

目录

一、前言.......................................3

二、洗衣机机械部分................................4

1.全自动波轮洗衣机的机械结构.....................4

2.全自动洗衣机硬件机构............................5

三、程序学习......................................6

1.第一章C语言概述................................6

2.第二章分支程序..................................6

3.第三章数据类型..................................8

4.第四章循环程序设计..............................8

四、总结..........................................................................9

前言

随着单片机开发技术的不断发展，目前已有越来越多的人从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，其中主要是以C语言为主，市场上几种常见的单片机均有其C语言开发环境。

这里以最为流行的80C51单片机为例来学习单片机的C语言编程技术。

本报告共分五章，每章一个专题，以一些待完成的任务为中心，围绕该任务熟悉C语言的一些知识，每一个任务都是可以独立完成的，每完成一个任务，都能掌握一定的知识，等到所有的任务都完成后，即可以完成C语言的入门工作。

其中，第一章主要介绍了C语言概述及其开发环境的建立，提供入门的基础，通过学习一些方法让我们懂得如何用C语言编程；第二章以分支程序设计为主。

通过第一章的学习，我们意识到如何建立KeilC的编程环境是很重要的，并了解了一些C语言的基础知识，且这一部分将通过一个键控流水灯程序的分析来学习分支程序设计；第三章以介绍数据类型为主。

数据是计算机处理的对象，计算机要处理的一切内容最终将要以数据的形式出现，因此，程序设计中的数据有着很多种不同的含义，不同的含义的数据往往以不同的形式表现出来，这些数据在计算机内部进行处理、存储时往往有着很大的区别。

下面我们来了解C语言数据类型的有关知识。

第四章以循环程序设计为主。

在这里我们将学习程序设计中另一种常用的程序结构――循环结构。

第五章以介绍全自动波轮洗衣机的机械结构为主。

波轮式全自动洗衣机多采用套筒式结构，波轮装在内桶的底部，内桶为带有加强筋和均布小孔的网状结构，并可绕轴旋转。

外桶弹性悬挂于机箱外壳上,主要用于盛水，并配有一套进水和排水系统，用两个电磁阀控制洗衣机的进水、排水动作。

外桶的底部装有电动机、减速离合器，以及传动机构、排水电磁阀等部件。

动力和传动系统能提供两种转。

学习一种编程语言，最重要的是建立一个练习环境，边学边练才能学好。

Keil软件是目前最流行开发80C51系列单片机的软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部份组合在一起。

全自动波轮洗衣机的机械结构

一般来说，波轮式全自动洗衣机具有洗涤、脱水、水位自动控制，以及根据不同衣物选择洗涤方式和洗涤时间等基本功能，其结构主要由洗涤和脱水系统、进排水系统、电动机和传动系统、电气控制系统、支承机构等5大部分组成。

全自动洗衣机可以完成洗涤、漂洗及脱水过程的自动转换，通常采用套桶方式，即将离心桶（内桶）和盛水桶（外桶）同轴地套在一起，故又称为套桶式洗衣机。

波轮式全自动洗衣机多采用套筒式结构，波轮装在内桶的底部，内桶为带有加强筋和均布小孔的网状结构，并可绕轴旋转。

外桶弹性悬挂于机箱外壳上,主要用于盛水，并配有一套进水和排水系统，用两个电磁阀控制洗衣机的进水、排水动作。

外桶的底部装有电动机、减速离合器，以及传动机构、排水电磁阀等部件。

动力和传动系统能提供两种转速，低速用于洗涤和漂洗，高速用于脱水，通过减速离合器来实现两种转速的切换。

全自动波轮洗衣机的硬件

工作原理，电磁阀线圈4断电时，铁心6在自重和小弹簧5作用下下压，使铁心6下端的小橡胶塞7堵住泄压孔B，此时如果有水进入进水腔I，水便由加压孔A进入控制腔Ⅱ，使控制腔Ⅱ内水压逐渐增大，最终使橡胶阀9紧压在出水管理的上端口上，将阀关闭。

同时，因铁心6上面空间与控制腔Ⅱ相通，控制腔Ⅱ内水压的增大还会使铁心6上面空间气体压强增大，导致橡胶阀9更紧地压在泄压孔B上，增加阀关闭的可靠性。

当进水电磁阀线圈4通电后，产生的电磁吸力将铁心6向上吸起，泄压孔B被打开。

控制腔Ⅱ内的水迅速从泄压孔B中流入出水管，同进经加压孔A流入控制腔Ⅱ的水双进行补充。

但由于加压孔孔A比泄压孔B小，使控制腔Ⅱ内的压力迅速下降。

当控制腔Ⅱ中的水压降到低于进水腔Ⅰ水压时，橡胶阀9被进水腔Ⅰ的水向上推开，水从进水腔Ⅰ直接进入进水管，进而流入盛水桶。

水到位后，由水位开关切断进水电磁阀线圈4的电源，进水阀重新关闭。

工作原理洗衣机处在进水和洗涤时，排水阀处于关闭状态。

此时主要由外弹簧4把橡胶阀2紧压在排水阀座1的底部。

排水时，排水电磁铁通电工作，衔铁13被吸入，牵动电磁铁拉杆7。

由于拉杆7位移，在它上面的挡套16拨动制动装置的刹车扭簧伸出端17，使制动装置处于非制动状态（脱水状态）。

另一方面随着电磁铁拉杆7的左端离开导套5，外弹簧4被压缩，使排水阀门打开。

正常排水时，橡胶阀2离开排水阀座1密封面的距离就不小于8㎜，排水电磁铁的牵引力约为40N。

第1章c语言概述

1.1实习设计的目的

熟悉单片机C语言的基本结构。

同时熟悉80C51的内部结构，KEILC库中的“REG51.H”。

1.2实习设计的要求

让接在P1.0引脚上的LED闪烁发光。

第2章分支程序设计

2.1实习设计的目的

学习了如何建立KeilC的编程环境，并了解了一些C语言的基础知识，这一部分将通过一个键控流水灯程序的分析来学习分支程序设计。

2.2实习设计的要求

P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别接有四个按钮K1~K4，按下按钮时，相应引脚被接地。

现要求编写可键控的流水灯程序，当K1按下时，开始流动，K2按下时停止流动，全部灯灭，K3使灯由上往下流动，K4使灯由下往上流动。

1主函数2延时函数3按键函数

本程序中运用到了两种选择结构的程序：

if和switch，if语句最常用的形式是：

if（关系表达式）语句1else语句2。

第3章数据类型

3.1实习设计的目的

了解C语言数据类型的有关知识。

C语言中常的数据类型有：

整型、字符型、实型等。

C语言中数据有常量与变量之分，它们分别属于以上这些类型。

由以上这此数据类型还可以构成更复杂的数据结构，在程序中用到的所有的数据都必须为其指定类型。

3.2实习设计的要求

例1符号常量的使用，在P1口接有8个LED，执行下面的程序：

程序分析：

程序中用#defineLIGHT00xfe来定义符号LIGHT0等于0xfe，以后程序中所有出现LIGHT0的地方均会用0xfe来替代，因此，这个程序执行结果就是P1=0xfe，即接在P1.0引脚上的LED点亮。

第4章循环程序设计

4.1实习设计的目的

在一个实用的程序中，循环结构是必不可少的。

循环是反复执行某一部分程序行的操作。

有两类循环结构：

（1）当型循环，即当给定的条件成立时，执行循环体部分，执行完毕回来再次判断条

件，如果条件成立继续循环，否则退出循环。

（2）直到型循环，即先执行循环体，然后判断给定的条件，只要条件成立就继续循环，

直到判断出给定的条件不成立时退出循环。

下面我们就通过一些例子来看C语言提供的循环语句，及如何利用这些循环语句写循环程序：

While语句用到实现“当型”循环结构，其一般形式如下：

while（表达式）语句当表达式为非0值（真）时，执行while语句中的内嵌语句。

其特点是：

先判断表达式，后执行语句。

表达式使用了一个常数“1”，这是一个非零值，即“真”，条件总是满足，语句总是会被执行，构成了无限循环。

下面再举一例说明：

4.2实习设计的要求

4.2：

当K1键被按下时，流水灯工作，否则灯全部熄灭。

：

这个程序中的第二个while语句中的表达式用来判断K1键是否被按下，如被按下，则执行循环体内的程序，否则执行P1=0xff;程序行。

虽然整个程序是在一个无限循环过程中，但是由于外界条件的变化使得程序执行的过程发生了变化。

总结

计算机时代的已经到来，给人类带来的冲击是前所未有的，同时它也为人们的生活提供了实现飞跃的机遇。

我们的家用电器要面向现代化、面向世界、面向未来。

我的这个系统就本着这种方向去实现。

在家用电器中的应用，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制。

从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备；单片机在医用设备领域中的应用亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

一个点阵基本模块是由多LED单元组合而成的。

LED的应用而领域有那么广，它主要应用于显示屏、交通讯号、广告业多媒体、城市亮化显示光源。

鉴于它们的应用领域及特征，以及单片机是靠程序的，并且可以修改，通过不同的程序实现不同的功能，我们可以通过编写程序到单片机内去控制点阵屏上的指示灯的移动。

我知道要完成这个项目，仅仅有程序是不够，还要有电路图、电路板等硬件，要在硬件和软件的完美结合下，我们才能成功的完成这个项目。

并且在整个实训的过程中，很好的解决这次实习中所遇到的问题。

经过三周的实训，我学会了我们在正常上课时间所不知道的。

通过实训，我能够将自己的理论知识可以与实践联系起来，从而可以更好地掌握理论知识。

不仅锻炼了自己的动手能力，而且加深了对专业知识的理解。

了解到洗衣机要完成洗衣工作，除了对一般洗衣过程的人工工作功效能进行模拟之外，还要根据洗衣机的机械电子性质进行有关控制和检测。

对于一台全自动洗衣机而言，首先要求能完成洗衣功能；同时还要根据用户的不同要求设置几种不同的洗衣程序；还要考虑水流的情况决定洗涤的弱强情况；另外，还要对洗衣过程出现的故障进行诊断；保证高速运转是脱水的安全性等实现的功能。

在项目设计前的培训中，由于对单片机知识掌握的不多、不系统，所以在实现秒表中断及复位功能的过程中，我不能将定时器、数器和中断的知识连接在一起，当实现秒表计数的功能时，我不能通过按键将它中断，同样，我也不能将它复位。

最后，通过翻看笔记和老师的指导，要实现的功能我几乎可以完成了，但是由于时间的原因，我未能全部完成。

在项目设计的过程中，由于这次要实现的功能比较多，所以遇到的问题相对来说就比较多了。

刚开始在实现静态显示的功能时，LED灯闪烁非常快，后来经过改写延时参数，是功能更完善了。

在这次的实训中，加深了我们对洗衣机结构和工作原理的认识，培养了我们对单片机实践的综合应用能力，提高了我们的实际动手操作能力。

使我见到了很多从课本上没有的元件，增长了实际操作经验，也是又一次把学到的知识与显示联系起来。

不仅锻炼了动手能力，也对自己的专业有了更深的了解。

在认识洗衣机时由于不知道某元件的工作原理，需要拆开元件观察才能知道，这使我锻炼了自己的动手能力，以前总以为把每科知识学好就行，可是现在我深刻意识到知识的连贯性，要真正掌握一门科学知识，需要把所学的知识都统一起来，我们的专业是机电一体化，这就需要我们不仅要有理论知识，更要有丰富的经验，这次实训就给了我们提供了宝贵的机会，以后我会更加努力地学习科学知识，不断充实自己。

在实训中，我锻炼了自己的动手技巧，提高了总结解决问题的能力，还培养了自己对科学和工作一丝不苟的态度，对以后的学习、工作和生活都大有裨益，并为自己能顺利与社会接轨做好准备。