【正文】 點(diǎn)：耗時(shí) 時(shí)間是普通的幾倍，而且一旦關(guān)上門，洗 衣過(guò)程中無(wú)法打開(kāi)，潔凈力不強(qiáng)，適合洗滌衣物：羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類織物。流行于歐洲、南美等主要穿毛、綿為主的地區(qū)，幾乎 100％的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī)。 滾筒洗衣機(jī)優(yōu)點(diǎn)：全面的洗滌能力。因?yàn)橐挛镌谙礈爝^(guò)程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機(jī)內(nèi)洗滌，做到真正的全面洗滌性能。可以利用加熱激活洗衣粉中的活性酶，充分發(fā)揮出洗衣粉的去污效能。由于用水量較小，可以在桶內(nèi)形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來(lái)理想的洗衣效果。這種發(fā)源于歐洲的洗衣機(jī)是模仿棒錘擊打衣物原理設(shè)計(jì)，利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展最為成熟，多年來(lái)在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有多少變化，基本是不銹鋼內(nèi)桶，機(jī)械程序控制器，經(jīng)過(guò)磷化、電泳、噴涂三重保護(hù)的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力，由于用料比波輪洗衣機(jī)好，所以壽命一般在 15－ 20 年，而以塑料件為主的波輪壽命一般只有 8－ 10 年左右。 （ 3）攪拌式洗衣機(jī) 洗衣特點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉。 缺點(diǎn)：喜歡纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大，適合洗滌衣 物，除需要特別洗滌之外的所有衣物，北美普遍使用。 洗衣機(jī)的工作原理 普通型波輪洗衣機(jī)： 結(jié)構(gòu)：由洗衣桶、電動(dòng)機(jī)、定時(shí)器、傳動(dòng)部件、箱體、箱蓋及控制面板等 4 組成。 工作原理：依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)衣物上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地磨擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。 機(jī)械全自動(dòng)洗衣機(jī)： 結(jié)構(gòu)：由電動(dòng)程控器、水位開(kāi)關(guān)、安全開(kāi)關(guān)（蓋開(kāi)關(guān)）、排水選擇開(kāi)關(guān)、不排水停機(jī)開(kāi)關(guān)、貯水開(kāi)關(guān)、漂洗選擇開(kāi)關(guān)、洗滌選擇開(kāi)關(guān)等組成。 工作原 理：通過(guò)各種開(kāi)關(guān)組成控制電路，來(lái)控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。 國(guó)內(nèi)外 洗衣機(jī) 應(yīng)用現(xiàn)狀 及發(fā)展趨勢(shì) 洗衣機(jī)起源于 19 世紀(jì)初期，歷經(jīng)了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展。 1911 年世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)問(wèn)世，標(biāo)志著家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)始。 1922 年世界上第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)誕生。 1937 年世界上第一臺(tái)全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)投放市場(chǎng)。 1957 年第一臺(tái)渦流式波輪洗衣機(jī)推出。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式洗衣機(jī)三足鼎立的局面。 20 世紀(jì)中期以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的普及率迅速上升。 70 年代初期，日 本推出波輪式套筒全自動(dòng)洗衣機(jī)。 70 年代后期，日本又推出微電腦控制型波輪式套筒全自動(dòng)洗衣機(jī)。 80 年代后，“模糊控制”開(kāi)始應(yīng)用于洗衣機(jī)，生產(chǎn)出了智能型模糊控制洗衣機(jī)。 20 世紀(jì)末，變頻洗衣機(jī)問(wèn)世，使洗衣機(jī)的功能更具人性化，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的智能化控制 ， 成為目前研究的主要方向。 隨著更多國(guó)內(nèi)外品牌研究新的技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品，洗衣機(jī)行業(yè)爆發(fā) 以“節(jié)能環(huán)?！钡募夹g(shù)更新。消費(fèi)者通過(guò)選擇智能模式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)省水、省電。今后，洗衣機(jī)將以高可靠性，完善的功能，節(jié)水節(jié)電，降噪省時(shí)及規(guī)格品種多樣化為發(fā)展方向 [3]。 （ 1）向大容量、 小容量和多功能方向發(fā)展； 為了節(jié)約時(shí)間和能源，提高洗衣機(jī)效率，洗衣機(jī)向大容量方向發(fā)展是必然趨勢(shì)。但也有很多獨(dú)身和雙職工的小家庭，因受居住環(huán)境等限制，迫切需要小容量、輕便化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。小容量的小型化洗衣機(jī)也是當(dāng)前一種新的發(fā)展趨勢(shì)。 5 多功能洗衣機(jī)是目前家庭用戶較受歡迎的產(chǎn)品。多功能全自動(dòng)洗衣機(jī)通常指洗衣機(jī)從臟衣服投入，到預(yù)洗、洗滌、漂洗、甩干、烘干等 ， 能完成多種功能。現(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出了“模糊”邏輯控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)，使得洗衣機(jī)的功能更加完善。 （ 2）向微處理器、傳感器、模糊邏輯控制方向發(fā)展； 在洗衣機(jī)中應(yīng)用了微 處理器技術(shù)后，配以各種傳感器，能 自動(dòng)稱重、 自動(dòng)測(cè)出各種洗滌參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)洗衣全過(guò)程各動(dòng)作能連續(xù)、自動(dòng)完成。 （ 3）向節(jié)水、省電、省時(shí)、節(jié)約洗滌劑方向發(fā)展； 通常全自動(dòng)洗衣機(jī)比雙桶半自動(dòng)洗衣機(jī)明顯費(fèi)水。在一些波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī) 裝有水量控制器，能根據(jù)衣物的多少做到最大限度地節(jié)水，之后又通過(guò)改進(jìn)漂洗方法，以及采用邊淋邊甩的方法進(jìn)一步降低了耗水量。有些滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)采用自動(dòng)循環(huán)裝置和水量控制器。在洗衣機(jī)省電方面制定出洗衣機(jī)的額定耗電標(biāo)準(zhǔn)，限制耗能高的產(chǎn)品生產(chǎn)，有的廠家將具有正溫度系數(shù) PTC 電熱元件應(yīng)用于全自動(dòng)洗 衣機(jī)，可有效地節(jié)省 10%以上的電能。另外用液體洗滌劑取代粉沫劑，以便按微電腦的要求，隨時(shí)按程序泵入洗滌劑。 （ 4）向機(jī)電一體化方向發(fā)展； 將洗衣機(jī)產(chǎn)品與微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)相結(jié)合，可構(gòu)成機(jī)電一體化全自動(dòng)洗衣機(jī)。該產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上由機(jī)械部分、傳感器、信息處理部分和執(zhí)行部分構(gòu)成。 （ 5）洗衣機(jī)外觀設(shè)計(jì)更加美觀、實(shí)用。 全自動(dòng)洗衣機(jī)總體外觀設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)為： ①洗衣機(jī)外觀整體造型美觀、華貴、協(xié)調(diào)緊湊，具有藝術(shù)性； ②使用方便、便于清潔，通常都采用觸摸式控制方式； ③輪廓外形無(wú)棱角，有流線感； ④色澤優(yōu)雅、莊重。 6 第 2 章 方案的論證與選擇 設(shè)計(jì)要求 ⑴洗衣機(jī)可選擇多種洗滌狀態(tài)，用戶只需要按下一鍵，洗衣機(jī)即可根據(jù)不同的衣物質(zhì)地和重量自動(dòng)選擇洗滌程序，完成洗滌。 ⑵暫停功能。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時(shí)，洗衣機(jī)必須暫停工作，待驅(qū)動(dòng)鍵按下后洗衣機(jī)又能按原來(lái)所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 ⑶聲光顯示功能。洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲光提示或顯示。 ⑷本設(shè)計(jì)包含硬件和軟件設(shè)計(jì)。 ⑸因?yàn)槭侨詣?dòng)洗衣機(jī)，程序?qū)⑼瓿上礈臁⒚撍娜^(guò)程。 ⑹脫水完成后，蜂鳴器蜂鳴，通知用戶洗滌完成。 設(shè)計(jì) 方案與比較 方案設(shè)計(jì) 方案一 :電動(dòng)程序控制器式洗衣機(jī) 一般來(lái)說(shuō) , 電動(dòng)程序控制器式洗衣機(jī)電路雖然比普通型雙桶洗衣機(jī)復(fù)雜 ,但比電腦程序控制器式電路要簡(jiǎn)單。程序控制器中的電觸點(diǎn)都能夠直接控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥等?？刂齐娐坊驹韴D如圖 21 所示。 圖 21 控制電路基本原理圖 方案二 :電腦程序控制器式洗衣機(jī) 單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī) ,就是指它的程序控制器采用微電腦。這種微電同步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī) 進(jìn)水電磁閥 電動(dòng)機(jī) 排水電磁閥 蜂鳴器 水位開(kāi)關(guān) 選擇開(kāi)關(guān) 電源開(kāi)關(guān) 7 腦程序控制器的核心是單片機(jī) ,外加穩(wěn)壓電 源 ,時(shí)鐘電路 ,功能選擇鍵輸入電路 ,放大驅(qū)動(dòng)電路 ,顯示電路等 ,它們組成了一個(gè)完整的全自動(dòng)洗衣機(jī)的指揮中心。 單片控制式全自動(dòng)洗衣機(jī)電路的基本原理框圖機(jī) 如圖 22 所示 。 圖 22 單片 控制式全自動(dòng)洗衣機(jī)電路的基本原理 框 圖 機(jī) 生產(chǎn)廠已在單片機(jī)中存入各種程序。操作者通過(guò)功能選擇鍵選定某種洗衣程序后 ,電腦根據(jù)輸入的這一操作命令 ,從存儲(chǔ)器中取出對(duì)應(yīng)的程序 ,依次在它的各個(gè)輸出端上輸出有效電平。經(jīng)外部電路放大后 ,控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥等產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作 ,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化操作。 方案比較 對(duì)比以上兩種方案，第一種方案雖然電路要比第二種方案簡(jiǎn)單，但從抗干擾、造價(jià)等其他方面都不能與第二種方案相比。 由于 單片機(jī) 控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)除了功能齊全外 ， 還有一個(gè)重要的特點(diǎn) ,就是各種功能及程序進(jìn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)都由顯示器件顯示出來(lái)。常用的顯示器件是發(fā)光二極管。電腦輸出的功能顯示信號(hào) ，由三極管電流放大后驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。 有的全自動(dòng)洗衣機(jī) 還 采用 LED 數(shù)碼管作洗滌程序進(jìn)行中的時(shí)間顯示。增加了這些顯示器件后 ,除進(jìn)一步完善了洗衣機(jī)的功能外 ， 還能美化洗衣機(jī)的外觀造型 ， 為使用者的操作提供方便。 基于以上原因，加上實(shí) 際情況，所以選擇了自動(dòng)化程度較高的第二種方案 8 來(lái)實(shí)現(xiàn)本 設(shè)計(jì) 。 控制功能要求 本系統(tǒng)控制的對(duì)象為套桶式單缸低波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)，其功能要求如下： 、弱洗滌功能。 強(qiáng)洗時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 4 秒，間歇時(shí)間為 1 秒；弱洗時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 3 秒，間歇時(shí)間為 2 秒。 ，即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)程序和排水程序。標(biāo)準(zhǔn)程序是進(jìn)水→洗滌→漂洗→排水→脫水，如此循環(huán)三次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán)節(jié)時(shí)間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時(shí)間減少 2 分鐘，具體是：第一循環(huán)為洗滌，時(shí)間為 6 分鐘，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時(shí)間 分別為 4 分和 2 分。排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定，脫水時(shí)間為 2 分鐘。經(jīng)濟(jì)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)為二次。單獨(dú)程序是進(jìn)水→洗滌（ 6 分鐘）→結(jié)束（留水不排不脫）。排水程序是排水→脫水→結(jié)束，時(shí)間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。 。洗衣機(jī)脫水期間，若打開(kāi)機(jī)蓋時(shí)，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止脫水操作。 待機(jī)蓋關(guān)閉 后恢復(fù)工作。 。脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng) 5 秒，間歇 2 秒，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。 。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時(shí)， 洗衣機(jī)須停止工作，待啟動(dòng)鍵按下后洗衣機(jī)又能按原來(lái)所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 。洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示或顯示。 實(shí)現(xiàn)方法 基于上述要實(shí)現(xiàn)軟硬件結(jié)合，考慮到 8051 的特點(diǎn)，以 其 作為核心器件，設(shè)計(jì)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制。包括進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水和脫水五個(gè)階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、數(shù)字控制電路和機(jī)械控制電路三大模塊組成，電源電路為數(shù)字控制電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓；數(shù)字控制電路負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過(guò)程，主要由 8051 單 片機(jī)、按鍵、蜂鳴器、 LED 指示燈組成；機(jī)械控制電路實(shí)現(xiàn)水位檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、進(jìn)水、排水等功能，主要由水位開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水排水電磁閥組成。 9 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的整體 框圖 主控系統(tǒng)是運(yùn)用 8051 單片機(jī)，其控制的對(duì)象包括：進(jìn)水閥、排水閥 、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 、按鍵和 LED 顯示器件 。這些被控制對(duì)象需要根據(jù)不同的洗衣程序來(lái)設(shè)定它們的工作狀態(tài)和時(shí)間，進(jìn)水閥和排水閥的控制還需要檢測(cè)水位，同時(shí)需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運(yùn)行剩余時(shí)間。按鍵用來(lái)控制程序的運(yùn)行和設(shè)置 洗滌模式。蜂鳴器用來(lái)進(jìn)行程序結(jié)束提示。洗衣機(jī) 控制系統(tǒng)整體框圖如 圖 31 所示。 圖 31控制系統(tǒng)整體框圖 ⑴ 單片機(jī)電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)電路是控制的中心，它把計(jì)算機(jī)的各種功能電路都集成在一塊芯片上，主要包括中央處理器 CPU、程序存儲(chǔ)器 ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、輸入 /輸出接口電路及計(jì)時(shí)等電路， ROM 內(nèi)已經(jīng)固化了洗衣機(jī)操作程序，單片機(jī)根據(jù)輸入指令和檢測(cè)信號(hào)，調(diào)出內(nèi)部相應(yīng)的操作程序，通過(guò)電路處理后輸出各種電路控制信號(hào)，使洗衣機(jī)自動(dòng)完成程序操作過(guò)程。 ⑵ 直流電源電路：這 是為單片機(jī)及其外圍控制電路提供直流電源的電路，它將輸入 的 220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電，送給單片機(jī)、顯示電路等。 10 ⑶ 復(fù)位電路：在單片機(jī)接上電源以后，若電源出現(xiàn)過(guò)低電壓時(shí)，將單片機(jī)存儲(chǔ)器復(fù)位，使其各項(xiàng)參數(shù)處于初始位置。 ⑷ 時(shí)鐘電路：由晶振單元與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)定時(shí)和計(jì)時(shí)。 ⑸ 按鍵輸入電路：①按鍵 K1，接 RST 口 ， 作為 “復(fù)位”按鍵； ② 按鍵 K2，接 ， 作為 “程序選擇”按鍵 ； ③ 按鍵 K3，接 ， 作為“強(qiáng)弱洗選擇”按鍵 ； ④ 按鍵 K4，接 ， 作為“運(yùn)行 /暫?！卑存I 。 ⑹ 顯示電路： 采用 LED 燈及 一 片 7segmpx2cc 共陰數(shù)碼管 ，用以顯示洗衣機(jī)的各種工作方式 、 狀態(tài) 及剩余 時(shí)間 。 ⑺ 水位控制電路：在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測(cè)，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定水位時(shí)就停止進(jìn)水。水位控制電路由傳感器監(jiān)測(cè)，其通斷狀態(tài)由電路傳給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行指令控制。 ⑻ 報(bào)警 電路：在洗衣機(jī)工作結(jié)束時(shí)，發(fā)出蜂鳴聲提示用戶洗衣完成。 完成一次洗衣過(guò)程所需的動(dòng)作有： ⑴ 進(jìn)水動(dòng)作：進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到 設(shè)定要求。洗衣機(jī)的進(jìn)水和水位判斷，是由水位開(kāi)關(guān)和進(jìn)水閥的開(kāi)合來(lái)進(jìn)行控制的 。 當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有水或水量達(dá)不到設(shè)定水位時(shí)，單片機(jī)程序?qū)⒖刂七M(jìn)水閥打開(kāi)，開(kāi)始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，水位開(kāi)關(guān)受壓閉合，程序就可進(jìn)入下一步處理。 ⑵ 洗滌動(dòng)作：洗滌動(dòng)作指的是電機(jī)周期性的“正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”。不同的洗衣過(guò)程，控制電機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”的時(shí)間是不同的。 ⑶排水動(dòng)作：進(jìn)入脫水動(dòng)作前應(yīng)先排水。為了避免空排水造成時(shí)間浪費(fèi)以及排水不完而帶水脫水造成對(duì)電機(jī)的損害 ， 洗衣機(jī) 適當(dāng)延長(zhǎng) 排水時(shí)間。 ⑷ 脫水動(dòng)作：排水結(jié)束后進(jìn)入 脫水動(dòng)作，脫水是通