【正文】 接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。 半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) PN 結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。 最初 LED 用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的 LED 在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于一般照明而言，人們更需 要白色的光源。 （ 7）直流電動(dòng)機(jī) 將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)定子提供磁場(chǎng)，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變 （ 8） ULN2021 ULN2021 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。一、電路的特點(diǎn) ULN2021 的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè) 的基極電阻 ,在 5V 的工作電壓下它能與 TTL 和 CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 ULN2021 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá) 500mA，并且 能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受 50V 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。 8 ULN2021 采用 DIP— 16 或 SOP— 16 塑料封裝。 ULN2021 內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管，可用來驅(qū)動(dòng)繼電器。它是雙列 16 腳封裝 ,NPN 晶體管矩陣 ,最大驅(qū)動(dòng)電壓 =50V,電流 =500mA,輸入電壓=5V,適用于 TTL COMS,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動(dòng)電路。 ULN 是集成達(dá)林頓管 IC,內(nèi)部還集成了一個(gè)消線圈反電動(dòng)勢(shì)的二極管 ,它的輸出端允許通過電流為 200mA，飽和壓降 VCE 約 1V 左右，耐壓 BVCEO 約為 36V。用戶輸 出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅(qū)動(dòng)繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動(dòng)低壓燈泡。通常單片機(jī)驅(qū)動(dòng) ULN2021 時(shí)，上拉 2K的電阻較為合適，同時(shí)， COM 引腳應(yīng)該懸空或接電源。 ULN2021 是一個(gè)非門電路，包含 7 個(gè)單元，單獨(dú)每個(gè)單元驅(qū)動(dòng)電流最大可達(dá) 350mA， 9 腳可以懸空。比如 1 腳輸入， 16 腳輸出，你的負(fù)載接在 VCC 與 16腳之間，不用 9 腳。 二、作用 ULN2021 是大電流驅(qū)動(dòng)陣列 ,多用于單片機(jī)、智能儀表、 PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域?qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。輸入 5VTTL 電平，輸出可達(dá)500mA/50V。 ULN2021 是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品 ,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn) ,適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。 硬件電路的主要模塊 根據(jù)洗衣機(jī)的基本功能，硬件電路設(shè)計(jì)需要考慮：水流強(qiáng)度的問題、洗滌、漂洗、脫水時(shí)間設(shè)定長(zhǎng)短的問題、工作時(shí)間或剩余時(shí)間的顯示、工作過程中的暫停、啟動(dòng)、復(fù)位、洗完后的報(bào)警等問題。 采用 5l 系列單片機(jī)作為控制核心， 主要包括 功能設(shè)置及控制電路、洗衣機(jī)狀態(tài)顯示及輸出控制電路。主要組成部件有： 單片機(jī)、 74LSl38 譯碼器、 ULN202指示燈、 數(shù)碼管 、電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器以及按鍵等 。 （ 1）功能設(shè)置及控制電路 ①暫停鍵 K0，接 P3． 3，用外部中斷 1 實(shí)現(xiàn)工作過程的暫停，根據(jù)人的需要可以進(jìn)行手工洗滌； ②水位開關(guān) K1，接 P1． O，水位到位時(shí)， K1 閉合。在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測(cè) K1，當(dāng)檢測(cè)到 K1 閉合就停止進(jìn)水； ③按鍵 K2，接 P1． 6，作為工作過程中的啟動(dòng)鍵； 9 ④按鍵 K3 是洗衣強(qiáng)度選擇鍵，接 P3． 4，每按一次代表一種強(qiáng)度。分別是標(biāo)準(zhǔn)、弱洗、強(qiáng)洗和自編，由 4 個(gè)指示燈進(jìn)行顯示； ⑤ 按鍵 K4，接 P3． 5，對(duì)洗衣時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，并用數(shù)碼管 LEDl 和 LED2 顯示： ⑥按鍵 K5，接 P3． 6，對(duì)漂洗、脫水次數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并用數(shù)碼管 LEDI 顯示； ⑦壓電蜂鳴器接 P1． 7，作為洗衣時(shí)間到以及故障發(fā)生的報(bào)警器。 圖六 控制電路 （ 2）洗衣機(jī)狀態(tài)顯示 74LSl38 譯碼器為 3—8 譯碼器，選用它可以解決 I／ 0 口線數(shù)量不足問題。從控制要求可知，洗衣機(jī)的工作模式以及工作程序必須有 7 中不同的顯示加以區(qū)別。 74LSl38 譯碼器的輸入端 C、 B、 A 分別接 P1． P1． P1． 5，輸出端分別與 7 個(gè)發(fā)光二極管 DOD6 的陰極相連，發(fā)光二極管陽極接電源。輸出端YO 控制 D0“弱洗 ”指示燈： Y1 控制 D1“標(biāo)準(zhǔn)洗 ”指示燈， Y2 控制 D2“強(qiáng)洗 ”指示燈， Y3 控制 D3“自編 ”指示燈， Y4 控制 D4“洗衣 ”指示燈， Y5 控制 D5“漂洗 ”指 示燈， Y6 控制 D6“脫水 ”指示燈 10 圖七 狀態(tài)顯示圖 （ 3）輸出控制電路 輸出控制電路由觸發(fā)器電路和相應(yīng)的雙向晶閘管組成?？刂齐姍C(jī)正反轉(zhuǎn)以及進(jìn)水閥和排水閥的開啟和關(guān)閉。通過觸發(fā)器電路和相應(yīng)的雙向晶閘管，電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)用單片機(jī) P1． 1 和 P1． 2 進(jìn)行控制；進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥用單片機(jī)的 P3． 0 和 P3． 1 進(jìn)行控制 （ 4）整體設(shè)計(jì)圖 把上述電路圖整合在一起如圖所示 11 圖七 整體設(shè)計(jì)圖 洗衣機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求，控制主程序流程圖如圖 所示 。洗衣機(jī)通電之后，單片機(jī)上電，首先進(jìn)行程序的初始化，包括定時(shí)器 O、外部中斷 O、外部中斷 l 的初始化，以及各參數(shù)初值的設(shè)定。默認(rèn)洗衣強(qiáng)度為 “標(biāo)準(zhǔn)洗 ”，漂洗次數(shù) 3 次。然后掃描 KK K K5 鍵的狀態(tài)，確定洗衣強(qiáng)度 R洗衣時(shí)間 R3 和漂 洗次數(shù) R4。洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)，控制指示燈顯示洗衣強(qiáng)度， 液晶 顯示預(yù)設(shè)洗衣時(shí)間。當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵 K2 按下，洗衣機(jī)從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。完成進(jìn)水 —— 洗滌 —— 脫水 —— 漂洗的循環(huán)過程。當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)聲 。 12 圖八 主程序流程圖 1進(jìn)水程序設(shè)計(jì) 當(dāng) P3． 0=1 時(shí)，打開進(jìn)水電磁閥開始進(jìn)水。當(dāng)水位到達(dá)要求時(shí)， P1． 0=0，即水位開關(guān) K1 閉合，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥， P3． 0=0，迸水結(jié)束； 2洗滌過程程序設(shè)計(jì) 電機(jī)正反轉(zhuǎn)均為 10S，根據(jù) R2 的值確定洗衣強(qiáng)度、洗衣時(shí)間 R3 以及電動(dòng)機(jī)的間歇時(shí)間。 開始 結(jié)束 報(bào)警？ 脫水、漂洗程序 洗滌程序 進(jìn)水程序 啟動(dòng)？ 初始化 查詢洗衣強(qiáng)度 R2 的值 查詢洗衣時(shí)間 R3 的值 查詢漂洗次數(shù) R4 的值 13 圖九 洗滌過程流程圖 3脫水、漂洗過程程序設(shè)計(jì) 脫水前先打開排水閥排水 1min。然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)脫水 1min，并保持排水閥開啟，然后停止脫水。接著判斷漂洗次數(shù)即 R4 的值，若 R4 為 0 則洗衣結(jié)束，開蜂鳴器提醒洗衣結(jié)束，系統(tǒng)返回初始待命狀態(tài)；若 R4 不為 0，則再次執(zhí)行進(jìn)水操作，進(jìn)入下一循環(huán) 。程序如下圖所示： 圖十 脫水、漂洗程序流程圖 洗衣開始 電機(jī)正轉(zhuǎn) 10s 電機(jī)停轉(zhuǎn) 延時(shí) 1s 進(jìn)入漂洗脫水程序 電機(jī)反轉(zhuǎn) 10s 剩余時(shí)間=0 R2=0？ 關(guān)脫水，關(guān)脫水閥 漂洗脫水開始 開排水閘 開電動(dòng)機(jī)脫水 繼續(xù)漂洗 關(guān)蜂鳴器 開蜂鳴器報(bào)警 R4=0？ 14 內(nèi)部定時(shí)中斷設(shè)計(jì) 工作過程中所需的各種計(jì)時(shí)均有定時(shí)器 0 定時(shí)中斷服務(wù) 64 程序提供。單片機(jī)晶振頻率 12Mllz，定時(shí)器 0 選擇工作方式 1，設(shè)置時(shí)間常數(shù)，每 0． 1S 中斷～次。中斷處理程序流程圖如下圖所示。 圖十一 內(nèi)部定時(shí)中斷流程圖 外部中斷設(shè)計(jì) 為了防止外部電壓過高或過低對(duì)洗衣機(jī)的電器及控制硬件產(chǎn)生破壞，用外部中斷 0 進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)電壓過高或過低時(shí)，引起外部中斷 0，洗衣機(jī)停止一切動(dòng)作，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。用外部中斷 1 來實(shí)現(xiàn) 洗衣過程停止工作。在洗衣過程中，當(dāng)暫停鍵 K0 按下時(shí)，引起外部中斷 1，轉(zhuǎn)入中斷 1 處理程序。中斷 l 處理程序?qū)⑹瓜匆聶C(jī)停止工作，并將停止前的狀態(tài)存儲(chǔ)起來。當(dāng)按下啟動(dòng)鍵 K2 時(shí)，洗衣機(jī)又恢復(fù)工作。程序設(shè)計(jì)流程圖 中斷入口 顯示子程序 計(jì)數(shù)清零 秒值加 1 秒值清 0 分值減 1 是否到1s 是否到 1民、 中斷返回 15 圖十二 外部中斷流程圖 源程序 include //各個(gè)引腳功能定義 sbit key_move_stop = P2^0。 //啟動(dòng)、暫停按鍵 sbit key_wash_dehydration = P2^1。 //洗滌、脫水按鍵 sbit key_water_detection = P3^2。 //水位檢測(cè)按鍵 外部中斷 0 sbit key_cap_open = P3^3。 //機(jī)蓋裝置按鍵 外部中斷 1 sbit LED1 = P0^0。 //啟動(dòng)指示燈 sbit LED2 = P0^1。 //暫停指示燈 sbit LED3 = P0^2。 //洗滌指示燈 sbit LED4 = P0^3。 //脫水指示燈 sbit LED5 = P0^4。 //進(jìn)水閥指 示燈 sbit LED6 = P0^5。 //排水閥指示燈 sbit LED7 = P0^6。 //水位滿指示燈 sbit LED8 = P0^7。 //機(jī)蓋松指示燈 sbit LED9 = P2^7。 //報(bào)警指示燈 中斷入口 相關(guān)寄存器進(jìn)棧 暫停否？ 相關(guān)寄存器出棧 置外部中斷控制字 中斷返回 16 sbit LS138A = P2^2。 //數(shù)碼管片選 sbit LS138B = P2^3。 sbit LS138C = P2^4。 sbit BEEP = P2^6。 //蜂鳴器報(bào)警 sbit PWM = P2^5。 //直流電動(dòng)機(jī) //共陰數(shù)碼管 09 unsigned int code Disp_Tab[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}。 unsigned int i=0,LedNumVal=0。 //數(shù)碼管計(jì)時(shí) 09 選擇 unsigned int lednum = 0。 //定時(shí)器 0 數(shù)碼管計(jì)時(shí)速率調(diào)控變量 unsigned int LedOut[3]。 //數(shù)碼管計(jì)時(shí)存儲(chǔ)區(qū) unsigned char key_s,key_v。 //按鍵掃描變量 static unsigned int m = 0。 //啟動(dòng)、暫停鍵計(jì)數(shù)變量 static unsigned int movenum = 0。 //暫停功能變量 /***********************************************************/ unsigned char scan_key() //啟動(dòng) /暫停鍵 。洗滌 /脫水鍵掃描 { unsigned char Key_s。 Key_s = 0x00。 Key_s |= key_wash_dehydration。 Key_s = 1。 Key_s |= key_move_stop。 return Key_s。 } /************************************************************/ void delay( unsigned int a) //數(shù)碼掃描延時(shí)子程序 { unsigned char b。 for(。 a 0。 a) 17 for(b