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【单片机课程设计/毕业设计】基于 STM32 的洗衣多流程时序控制方案研究基于单片机继电器驱动洗衣模拟装置开发（015701）

news 2026/7/31 18:48:42

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文章目录

20 个相关毕业设计备选题目
项目研究背景
摘要
总体方案
- 一、核心硬件设备清单
- 二、硬件整体架构逻辑
核心功能
- 一、基础交互功能
- 二、核心洗衣时序控制功能
- 三、辅助外设联动功能
技术路线
项目演示
关于我们
- 项目案例
源码获取

20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的模拟洗衣机控制系统设计与实现
基于单片机的多模式洗衣模拟装置开发
基于 STM32F103 的智能洗衣模拟控制器设计
基于嵌入式单片机的洗衣流程模拟系统研究
基于 STM32 的定时洗衣模拟硬件控制系统开发
基于单片机 OLED 显示的洗衣机模拟装置设计
基于 STM32 的多档位洗衣模拟控制平台搭建
基于嵌入式开发板的洗衣时序模拟系统实现
基于 STM32 单片机的洗衣状态监测控制系统
基于按键交互的智能模拟洗衣机嵌入式设计
基于 STM32 的洗衣多流程时序控制方案研究
基于单片机继电器驱动洗衣模拟装置开发
基于 STM32 的蜂鸣提醒式模拟洗衣机系统设计
基于嵌入式技术的多模式洗衣仿真控制器实现
基于 STM32F103 的洗衣定时调度系统开发
基于单片机电机驱动的洗衣模拟设备设计
基于嵌入式 STM32 的洗衣全流程模拟平台搭建
基于按键交互的 STM32 洗衣模拟控制系统研究
基于单片机 OLED 可视化洗衣模拟装置开发
基于 STM32 的多模式洗衣时序仿真系统设计

项目研究背景

智能家居产业近年来依托嵌入式、物联网技术快速普及，家用洗衣设备逐步向自动化、智能化迭代升级，各类模拟洗衣实训装置成为电子、计算机专业实训教学的常用载体。传统洗衣机模拟实训设备多采用简易逻辑电路搭建，仅能实现单一洗涤流程控制，缺乏多模式切换、可视化状态显示、自定义定时等拓展功能，整体交互逻辑固化，无法灵活模拟标准、快速、轻柔差异化洗衣时序；同时传统设备缺少统一的状态可视化界面，洗衣阶段、剩余定时时长无法直观展示，仅依靠指示灯反馈工作状态，人机交互体验较差。此外老式模拟装置控制逻辑分散，无分段式出水、洗涤、漂洗、脱水完整时序控制，流程复用性弱，硬件联动缺少继电器、电机协同调度逻辑，实训教学中难以完整复现真实洗衣机工作流程。当下嵌入式单片机技术成熟，STM32 系列低成本开发板、OLED 显示模块、直流电机驱动外设具备易上手、低成本、易拓展的优势，能够完整搭建小型化洗衣模拟控制系统。为解决现有实训设备功能单一、可视化缺失、模式适配不足的痛点，本课题基于 STM32F103C8T6 单片机搭建一体化模拟洗衣控制系统，集成多模式切换、定时调节、全流程时序控制、状态可视化、蜂鸣提醒功能，完整复现家用洗衣机整套工作逻辑，为嵌入式控制类实训设备提供轻量化、可拓展的落地实现方案。

摘要

本课题以嵌入式单片机控制技术为核心，设计并实现一款基于 STM32F103C8T6 的模拟洗衣机控制系统。系统以 STM32 单片机作为核心运算单元，搭配 OLED 显示屏、直流电机、继电器、独立按键、蜂鸣器完成硬件整体搭建。系统支持标准、快速、轻柔三种洗衣工作模式，通过五组独立按键完成模式切换、定时参数增减、设备启动操作；OLED 屏幕实时展示当前运行模式、定时时长与洗衣工作阶段。程序内置出水、洗涤、漂洗、排水、脱水完整时序逻辑，依靠继电器控制水路通断，电机正反转模拟衣物清洗动作，不同模式配置差异化洗涤循环次数。洗衣流程结束后触发蜂鸣器三声提示用户。课题采用 C 语言完成底层驱动与时序逻辑开发，硬件架构简单易实现，整体开发难度适配本科嵌入式开发学习要求，可完整模拟真实家用洗衣机自动化工作流程，适用于嵌入式控制实训场景，具备较强教学实践价值。

总体方案

一、核心硬件设备清单

STM32F103C8T6 单片机最小系统板
- 作用：整个控制系统的核心运算单元，接收按键输入信号，运算洗衣时序逻辑，控制电机、继电器、蜂鸣器、OLED 显示屏协同工作，处理定时计时数据。
- 选型理由：主流本科嵌入式教学芯片，资源充足、资料丰富、成本低廉，具备充足 GPIO 引脚适配按键、外设驱动，支持定时器中断实现精准计时，完全满足本课题时序控制需求。
- 使用场景：设备主控核心，统筹所有外设的信号收发与逻辑调度。
0.96 寸 I2C 接口 OLED 显示屏
- 作用：可视化展示当前洗衣模式、定时时分数值、实时洗衣工作状态，实现人机可视化交互。
- 选型理由：I2C 通信占用引脚少，驱动代码成熟，屏幕功耗低，显示文字清晰，适配单片机小型显示场景，本科嵌入式项目通用外设。
- 使用场景：实时状态可视化输出界面。
5 路独立轻触按键模块
- 作用：提供外部交互输入，分别实现模式切换、定时时分选择、定时数值增减、设备启动功能。
- 选型理由：独立按键电路简单，无需复杂译码芯片，代码读取逻辑简单，适合简易人机交互场景。
- 使用场景：用户操作输入终端。
直流减速电机 + 电机驱动模块
- 作用：模拟洗衣机滚筒运转，实现洗涤、漂洗阶段正反转交替运动，脱水阶段持续转动。
- 选型理由：驱动模块可直接由单片机 IO 口控制，调速换向逻辑简单，减速电机扭矩适配模拟负载，满足仿真洗涤动作需求。
- 使用场景：仿真洗衣滚筒执行机构。
两路 5V 继电器模块
- 作用：继电器 1 模拟进水阀门，控制出水阶段水路开启；继电器 2 模拟排水阀门，控制排水、脱水阶段排水通路。
- 选型理由：高低电平即可触发通断，隔离强弱电，控制逻辑简单，完美仿真水路开关控制逻辑。
- 使用场景：仿真洗衣机进水、排水阀门控制单元。
有源蜂鸣器模块
- 作用：洗衣全流程结束后发出三声蜂鸣，完成工作提醒。
- 选型理由：单 IO 口即可驱动，程序控制启停简单，提示效果直观，低成本辅助提醒外设。
- 使用场景：流程完成声光提醒单元。
直流稳压电源（5V/2A）
- 作用：为单片机、所有外设统一提供稳定工作电压，保障整套系统稳定运行。
- 选型理由：整套外设均为 5V 供电，稳压电源输出稳定，避免电压波动造成时序错乱。
- 使用场景：整套控制系统供电单元。

二、硬件整体架构逻辑

以 STM32 单片机为核心主控，I2C 总线挂载 OLED 显示屏；GPIO 引脚分别连接五路独立按键、两路继电器、电机驱动模块、有源蜂鸣器；电源模块统一为全部硬件供电。用户通过按键下发操作指令，单片机采集按键信号完成逻辑运算，定时器中断实现精准计时，按照预设时序输出电平控制继电器、电机完成洗衣流程，同时实时刷新 OLED 屏幕状态，流程结束后驱动蜂鸣器完成提醒。整套硬件接线简单，模块化搭建，无复杂电路设计，适配本科生硬件搭建与调试能力。

核心功能

一、基础交互功能

多按键人机交互功能
- 实现效果：共 5 枚功能按键，按键 1 循环切换三种洗衣模式；按键 2 切换定时编辑的时、分参数；按键 3 增加定时数值；按键 4 减少定时数值；按键 5 启动洗衣流程。
- 操作逻辑：设备待机状态下可自由切换模式、调整定时时长，启动后按键仅保留基础状态读取，不中断正在执行的洗衣时序。
- 使用场景：用户开机后预先设置洗衣模式与工作时长，确认参数后启动设备。
- 核心作用：提供完整手动输入交互通道，实现自定义洗衣参数配置。
OLED 可视化状态显示功能
- 实现效果：屏幕持续刷新当前选中模式、设定的定时小时与分钟、实时所处洗衣阶段（出水 / 洗涤 / 漂洗 / 排水 / 脱水）。
- 操作逻辑：单片机实时读取系统运行参数，周期性刷新屏幕显示内容，参数变更时同步更新界面文字。
- 使用场景：用户随时查看设备配置参数与当前工作进度。
- 核心作用：可视化展示系统状态，解决传统设备无直观反馈的缺陷。

二、核心洗衣时序控制功能

三种洗衣模式切换控制功能
- 实现效果：循环切换标准、快速、轻柔模式，每种模式内置独立的洗涤、漂洗循环次数参数，切换后 OLED 同步更新模式名称。
- 操作逻辑：待机状态下按下按键 1 即可切换，不同模式固化差异化时序参数。
- 使用场景：根据仿真洗衣需求选择对应清洗强度模式。
- 核心作用：复现真实洗衣机多档位清洗逻辑，区分不同洗涤强度流程。
自定义定时调节功能
- 实现效果：支持单独调节定时小时、分钟数值，数值可增减修改，修改后屏幕实时展示当前定时总时长。
- 操作逻辑：按键 2 切换时分编辑位，按键 3/4 增减对应数值，参数实时存入单片机内存。
- 使用场景：用户自定义洗衣工作总时长。
- 核心作用：实现洗衣时长可配置，提升系统灵活度。
完整洗衣流程时序调度功能
- 实现效果：启动后自动按出水→洗涤→漂洗→排水→脱水顺序执行整套流程，各阶段严格按照预设时长、动作逻辑运行；不同模式配置差异化洗涤循环次数。
- 操作逻辑：
  1. 出水阶段：开启继电器 1，持续 5 秒；
  2. 洗涤阶段：电机正转 12s、暂停 8s、反转 12s、暂停 8s，按模式对应次数循环；
  3. 漂洗阶段：电机重复洗涤交替转动逻辑，固定循环 2 次；
  4. 排水阶段：开启继电器 2，持续 5 秒；
  5. 脱水阶段：电机持续转动同时开启继电器 2，持续 10 秒。
- 使用场景：点击启动按键后全自动执行整套洗衣仿真工序，无需人工干预。
- 核心作用：完整仿真家用洗衣机自动化清洗全流程，为本课题核心业务逻辑。

三、辅助外设联动功能

继电器水路仿真控制功能
- 实现效果：继电器 1 仅在出水阶段导通，模拟进水阀门打开；继电器 2 在排水、脱水阶段导通，模拟排水阀门开启。
- 操作逻辑：单片机根据当前所处洗衣阶段，输出高低电平控制继电器通断。
- 使用场景：仿真洗衣机进水、排水硬件动作。
- 核心作用：复现洗衣机水路开关控制逻辑，完善仿真真实度。
电机正反转洗涤仿真功能
- 实现效果：洗涤、漂洗阶段电机交替正反转，模拟揉搓清洗；脱水阶段电机持续单向高速转动。
- 操作逻辑：定时器中断控制电机运转、暂停时长，切换输出电平改变转向。
- 使用场景：仿真滚筒衣物清洗、脱水动作。
- 核心作用：模拟洗衣机核心清洗执行机构工作状态。
流程结束蜂鸣提醒功能
- 实现效果：整套洗衣时序全部执行完毕后，蜂鸣器间断响三声，提示用户流程完成。
- 操作逻辑：单片机检测到脱水阶段结束，输出脉冲电平驱动蜂鸣器间断发声三次。
- 使用场景：洗衣流程全部结束后提醒用户。
- 核心作用：提供流程完成声光反馈，提升系统完整度。

技术路线

硬件选型与电路搭建
- 技术内容：STM32 最小系统、OLED、按键、继电器、电机、蜂鸣器硬件选型，杜邦线模块化电路接线，5V 供电电路搭建。
- 选型理由：全部为本科嵌入式课程标准实验外设，电路简单无复杂模拟电路，硬件调试门槛低，资料丰富易排查故障。
- 课题用途：搭建整套模拟洗衣机控制系统硬件载体，实现外设物理层通信。
开发环境：Keil MDK5
- 选型理由：高校嵌入式教学主流编译调试工具，完美适配 STM32 系列单片机，支持在线下载、断点调试，操作流程标准化。
- 课题用途：C 语言程序编写、编译、烧录与在线调试。
编程语言：标准 C 语言
- 选型理由：嵌入式底层开发通用语言，语法简单，资源占用低，单片机驱动开发首选语言，本科计算机专业必修内容。
- 课题用途：编写单片机底层驱动、按键扫描、OLED 显示、定时器计时、洗衣时序逻辑、外设控制主程序。
STM32 标准库函数
- 选型理由：封装完善，无需手动操作寄存器，大幅降低开发难度，适配本科生开发水平，代码复用性强。
- 课题用途：GPIO、定时器、I2C 通信底层驱动开发，实现外设信号读写、精准定时中断。
0.96 寸 OLED 屏幕 I2C 驱动库
- 选型理由：开源成熟驱动代码，封装文字显示、清屏、坐标设置函数，无需自行编写底层通信逻辑。
- 课题用途：实现模式、定时、洗衣状态文字可视化输出。
硬件调试工具：ST-LINK 下载器、万用表
- 选型理由：ST-LINK 配套 Keil 实现程序烧写与在线调试；万用表用于排查接线短路、电平异常硬件故障，实训标配工具。
- 课题用途：程序下载、硬件电路故障检测、时序信号调试。
辅助绘图工具：Visio
- 选型理由：操作简单，适合绘制硬件整体架构框图、程序流程图，高校毕业设计文档通用绘图软件。
- 课题用途：绘制硬件架构图、软件程序时序流程图，用于毕业设计说明书配图。
测试工具：逻辑分析仪（简易版）
- 选型理由：可观测 IO 口电平时序，验证电机、继电器、蜂鸣器输出时序是否符合设计要求。
- 课题用途：测试洗衣各阶段外设动作时序，校验定时时长精度，完成系统功能测试。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。