【正文】 課程設計 第 1 頁 共 36 頁 引言 從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動，而在洗衣機出現(xiàn)以前，對于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打??這些不斷重復的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是：辛苦勞累。 1858 年，漢密爾頓史密斯制成了世界上第一臺洗衣機。 1874 年 ,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人比爾布萊克斯發(fā)明了世界上第一臺人工攪動洗衣機。 1911 年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機。 1920 年美國的瑪依塔格公司又把洗衣機的木制桶改為鋁制桶體，第二年又把鋁制桶體改為外層鑄鋁、內層為 銅板的雙層結構。 1936 年，他們又將搪瓷用于洗衣機桶體。與此同時，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機。歐洲國家研究成功了噴流式洗衣機和滾筒式洗衣機。 1932 年后，美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機，洗滌、漂洗和脫水都在同一個滾筒內自動完成，使洗衣機的發(fā)展躍上了一個新臺階。這種滾筒洗衣機，目前在歐洲、美洲等地得到了廣泛的應用。 第二次世界大戰(zhàn)結束后，洗衣機得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風格的波輪式洗衣機。這種洗衣機由于其波輪安裝在洗衣桶底，又稱渦卷式洗衣機。 近幾十年，在工業(yè)發(fā)達國家，全自動洗衣機 制造技術又得到迅速發(fā)展，其年總產量及社會普及率均以達到相當高得水平。 課程設計 第 2 頁 共 36 頁 1．節(jié)洗衣機控制器的概述 課題開發(fā)背景 隨著人民生活水平的提高，越來越多的人需要用洗衣機?，F(xiàn)在洗衣機越來越高度自動化，只要衣服放入洗衣機，簡單的按兩個鍵，就會自動注水，一些先進的電腦控制洗衣機，還能自動的感覺衣物的重量，自動的添加適合的水量和洗滌劑，自動的設置洗滌的時間和洗滌的力度，洗滌完以后自動的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機還會將衣物烘干，整個洗衣的過程完成以后還會用動聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程 做其它的事，節(jié)省了不少的時間。總之，每一項技術的進步極大地推動了洗衣過程自動化程度的提高。 目的意義 本次設計的洗衣機摔制器是為了滿足不同用戶的不同需求。同時也將計算 機摔制技術用到了實際生活中，最重要的是將所學的東西運用化。 國內外現(xiàn)狀及水平 全自動洗衣機根據(jù)結構不同可分為波輪式全自動洗衣機 (也叫套桶式全自 動洗衣機 )、滾筒式全自動洗衣機和攪拌式全自動洗衣機三大類。波輪式、滾筒 式、攪拌式全自動洗衣機分別占全球洗衣機市場份額的 33％、 52％和 15％。攪 拌式洗衣機目前還沒有進入我國市場，以下 儀對波輪式和滾筒式兩種洗衣機進 行討論。 (1)滾筒式洗衣機 更好地軟化衣物纖維，減小洗滌過程中衣物的損傷和變形，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬忪： 提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質與污物 化學反應速度，提高沈衣粉中酶的活性，同時有利于溶解汗?jié)n、血漬、降低灰塵、油污的粘附作用，從而可在同樣的沈凈比下 (注：沈凈比是國家對沈衣機的質量考核標準中的一個基本指標 )，可大幅度降低洗滌過程對機械外力的需求： (2)高溫能有效地殺死些細菌。 加溫沈滌的波輪式沈衣機無論怎樣的水流，要達到一定的沈凈 比，就 課程設計 第 3 頁 共 36 頁 必須有足夠的機械力，而機械力對衣物是有損傷的，這就注定了波輪式沈衣機的磨損率人人高于滾筒式洗衣機。 各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減少衣物的纏 繞，增大水流的沖刷力用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之問的摩擦方式相比，水流沖刷對衣物的損傷較小。 (3)波輪式沈衣機 因為滾筒式機的價格人人高十波輪式機，所以波輪式機仍受到普遍歡迎。 關于水流：現(xiàn)存波輪式全自動洗衣機的宣傳重點放存新水流上，如 LG 的拳擊棒、松下的雙瀑布、榮事達的網(wǎng)絡水流等，但正如上面說到過的，各個廠家是用小 同的方法實現(xiàn)同一個目標，實際效果也差小多，所以小必太在意。 關于程序控制器：新推山的波輪式仝自動沈衣機均采用甲．片機程序 控制器，原來的機械式程序控制器基本上已被淘汰。各廠家生產的各種型弓的波輪式全自動洗衣機的控制程序有所不同，最少的也有好兒個控制項，每一項 又有幾種不同的洗滌程序可供選擇，足以滿足不同的洗滌要求，所以沒有必要 考慮這個問題。存模糊控制的洗衣機中，單片機通過采集水位傳感器、布量傳 感器、光傳感器的信號以及電動機的轉速，判斷出衣物的質地、多少、骯臟程 度，從而自動調整對衣物進行合理的沈滌，缺點 是價格太貴。 關丁不銹鋼內桶：采用不銹鋼內桶的目的是為了減小衣物和內桶壁 的摩擦力，從而減輕衣物的磨損，選購時應予以考慮。 關于同心洗：同心洗是直接把電動機軸與洗衣桶主軸同心安裝，直 接驅動。這樣在沈滌，特別是脫水的時候沈衣桶震動減小，使噪聲得以降低。但要 I 說這樣會延長沈衣機的壽命是不正確的。 至丁變頻洗衣機，其一是可以對不同質地的衣物自動選用不同的電 動機轉速，從而給不同質地的衣物以恰當?shù)南礈鞆姸?，在保證洗得干凈的同時， 最大限度地降低衣物的磨損。其二是可以存脫水甩干時，由慢到快地啟動，使 衣物在桶內分布 均勻，脫水效果好，同時由于衣物均勻地分布存洗衣桶的四周， 洗 衣桶的重心落在軸心上，可以減小震動，降低噪聲，這當然是有好處的。缺 點也是價格太貴。 現(xiàn)在已經(jīng)有廠家開發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機，還有的廠家開 課程設計 第 4 頁 共 36 頁 發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機，小到可以在出外旅行的時候隨身攜帶，為了更方 便的操作有的廠家還開發(fā)出了可以遠程控制的洗衣機，這么樣 ?是不是看的眼 花繚亂，將來的洗衣機會朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個性化的方向發(fā)展。 設計任務 (1)主要內容：設計一個用單片機控制的洗衣機控制器 .以單片機 為主 控制器，擴展必要的外部電路，沒計制作一個洗衣機控制器。 ①洗滌按鈕標準：洗滌 12 分鐘；漂洗 5 分鐘二次；脫水 3 分鐘。輕柔： 洗滌 3分鐘；漂洗 3分鐘，二次；脫水 2 分鐘?？焖伲合礈?4分鐘；漂洗 1 分 鐘，二次；脫水 2 分鐘 。 ②洗滌時洗滌指示燈閃爍；漂洗時漂洗指示燈閃爍；脫水時脫水指示燈 閃爍 。 ③有啟動／暫停按鈕控制：第一次啟動，標準洗滌；工作時按此按鈕暫停，再按則恢復工作；有電源開關。洗滌、漂洗 22 秒正轉，停 8 秒，反轉 22秒，停 8秒。 2 硬件設計 2． 1 洗衣機控制器的外部設計 2． 洗衣機控制面板豐要包括：啟動停止、電源、標準、輕柔、快速、水位選扦按鈕。 完成次洗農過程所需的動作有； (1)進水動作進行洗滌時，盛水桶內的水量必須達到水位設定要求。洗衣機的進水和水位判斷，是由水位開關和 進 水閥的開合來進行控制的，當桶內沒有水或水量達小到設定水位時，單片機程序將控制進水閥閉合，開始注水，當桶內的水位達到設定水位時，水位開關受壓閉合，程序就可 進入下步處王甲。 (2)排水動作進入脫水動作前應先排水。為了避免空排水造成時間浪費以及排水不完而帶水脫水造成對電 機的損害。洗農機能夠根據(jù)實際水量對排水時 間進動態(tài)控制。 (3)洗滌動作洗滌動作指的是電機周期性的“正轉一停止一反轉一停止”。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“ 正轉一停止一反轉一停止”的時間是小同的 課程設計 第 5 頁 共 36 頁 (4)其它動作洗農機控制器在此控制面板上還配有啟動／停止電源、標 準、輕柔、快速、水位選擇按鈕。 2． 1． 2 硬件設計框圖 洗衣機 控制系統(tǒng)運片的是 AT89c51 單片機，其?？刂频膶ο蟀ǎ哼M水閥、排水閥、電機。這些被控劉象是需要根據(jù)不同的沈衣程序來設定它們的不同工作狀況和工作時問的，進水閥和排水閥的控制還需 要水位檢測，同時需要數(shù)碼 管顯示不同的工作狀態(tài)及運行剩余時間。發(fā)光二極管用來指示洗滌速度和脫水 速度；按鍵用來控制程序的運行和設置洗滌速度和脫水速度 。 下面是洗農機控制器系統(tǒng)框圖： 圖 洗農機控制器系統(tǒng)框圖 相應的操作程序，通過電路處理后，輸出各種電路控制信號，使洗衣機自動課程設計 第 6 頁 共 36 頁 完成程序操作過程。如果單片機自身出故障、或控制電路傳送給單片機的信息不 正確，沈衣機就不能正常工作。 （ 1） 直流電源電路這是為單片機及其外?控制電路提供曉以電壓 直流電 源的 電路，它將輸入的 220v 交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn) 定的低壓直流電，送給單片機、可控硅觸發(fā)電路、顯示電路等。 （ 2） 復位電路此電路的作用是復位。在單片機接上電源以后，或電源出現(xiàn) 過低電壓時，將單片機存儲器復位，使其各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機 時的標準程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。 （ 3） 時鐘 電路由晶振元件與單片機內部電路組成，產牛的振蕩頻率為單片機提供時鐘信 號，供單片機信號定時和訓時。 （ 4） 按鍵輸入電路按鍵開關按定的矩陣排列，當按鍵被按動時，其接通 的信號將輸送到單片 機。單片機對應地調出內部軟件進行工作，使洗衣機進入 相應的洗滌程序。 （ 5） 顯示電路顯示電路由發(fā)光一極管按一定的矩陣排列而成，它是程序控 制系統(tǒng)向用戶直接觀察到沈衣機的工作狀態(tài)的窗口。預設工作程序時，可根據(jù) 指示燈的閃亮來判斷洗衣機是否接受了指令；還可以通過批示燈的顯示來判斷 洗衣機工作是甭正常。 （ 6） 負載驅動電路該電路多由雙向可控硅及觸發(fā)電路組成。雙各可控硅作 為無觸點開關控制電機等負載的通斷及運行。單片機根據(jù)按鍵輸入指令或接收 到的檢測信號，輸出相應的控制信號，控制可控硅觸發(fā)電路的導通，使電機等 負載 得電運轉。 課程設計 第 7 頁 共 36 頁 電機控制軟件流程圖 圖 電機控制軟件流程圖 2． 2． 系統(tǒng)硬件 2． 2． 1 強中弱三檔開關 通過強中弱三檔開關電路來實現(xiàn)對不同量衣物的洗