【正文】 機(jī)在我國也得到極其廣泛的應(yīng)用，越來越受到人們的矚目。洗滌、漂洗 22秒正轉(zhuǎn)，停 8秒，反轉(zhuǎn) 22 秒，停 8 秒。用戶可以根據(jù)需要來選擇相應(yīng)的洗滌模式。當(dāng)有故障時，在排除了機(jī)械系統(tǒng)和程序控制器外接部件后，一般來說，先檢測判定單片機(jī)外圍的控制電路，正常后，再判斷單片機(jī)的故障。 水位選擇開關(guān)，接 ，用戶根據(jù)需要選擇水位，在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定水位時就停止進(jìn)水。雙向可控硅作為無觸點開關(guān) 控制電機(jī)等負(fù)載的通斷及運行。 6. 顯示電路 74LS138 譯碼器為 38 譯碼器，選用它可以解決 I/O 口線數(shù) 量不足的問題。 3. 復(fù)位電路：此電路的作用是復(fù)位。發(fā)光二極管用來指示洗衣機(jī)的運行狀態(tài)；按鍵用來控制程序的運行和 設(shè)置洗滌模式；蜂鳴器用來進(jìn)行程序運行提示及故障報警。 2. 漂洗過程：與洗滌過程動作完全一樣。上述工作程序中，包括三個過程，洗滌過程漂洗過程脫水過程。除此之外，由于傳統(tǒng)雙缸洗衣機(jī)用水量可以隨意選擇，因此又重新被消費者認(rèn)可。在國內(nèi)從洗衣機(jī)市場得 到的商情顯示，由于受水資源不斷減少，自來水費有所提高等因素的影響，市場上那些用水量較大的洗衣機(jī)銷售受阻，而具有節(jié)水功能的洗衣機(jī)銷路不斷看好。所以現(xiàn)在內(nèi)資品牌正立足技術(shù)升級，也開始重視高端產(chǎn)品研發(fā)，洗衣機(jī)的技術(shù)革命正在國內(nèi)愈演愈烈。 80 年代后，“模糊控制”開始應(yīng)用于洗衣機(jī)，生產(chǎn)出了智能型模糊控制洗衣機(jī)，使洗衣機(jī)的功能更加完善，其洗衣程序更隨人意，其使用操作更簡單化。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式三種工作方式的洗衣機(jī) 三足鼎立天下的局面。 1910 年世界上第一臺洗衣機(jī)問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開始。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動條件等方面都顯示出無比的優(yōu)越性。這就要求設(shè)計者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需求變成現(xiàn)實，設(shè)計出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自 動洗衣機(jī)。單片機(jī)以其集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低廉等特點，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 基于單片機(jī)的自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、功能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的特點。LED display 3 前言 目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高 。 本設(shè)計采用 AT89C51 單片機(jī)作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的主控芯片，洗衣機(jī)的各種洗衣程序運行都在單片機(jī)的控制下，使得洗滌、漂洗、脫水等各種功能的操作都不需手動。 1 摘要 洗衣機(jī)是現(xiàn)代人必備的日常生活家電，它的發(fā)明和應(yīng)用使人們的洗衣工作變得省時省力，很好地緩解了人們在家務(wù)勞動方面的壓力。系統(tǒng)的硬件設(shè)計包括電源模塊、諧振式水位監(jiān)測模塊、洗衣機(jī) LED 顯示、輸出控制電路、軟件設(shè)計包括主程序、內(nèi)部定時中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。 目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動條件等方面都顯示出無比的優(yōu)越性。 洗衣機(jī)是現(xiàn)代人必備的日常生活家電，它的發(fā)明和應(yīng) 用使人們的洗衣工作變得省時又省力，很好地緩解了人們在家務(wù)勞動方面的壓力。目前的洗衣機(jī)都沒有實現(xiàn)全方面的兼容，大多數(shù)洗衣機(jī)的廠家都只注重各自品牌的特長，突出一兩個與別的洗衣機(jī)不同的個性化的功能。對基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行深入研究，可是我們掌握全自動洗衣機(jī)這種重要家電的工作原理和控制系統(tǒng)，進(jìn)一步了解單片機(jī)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用方法，學(xué)會單片機(jī)控制全 自動洗衣機(jī)的電控板設(shè)計，同時也為將來從事電子行業(yè)打下一定基礎(chǔ)，所以本次設(shè)計具有重大意義。 1922 年世界上第一臺攪拌式洗衣機(jī)在美國誕生。 5 20 世紀(jì) 60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國家的普及率迅速上升。進(jìn)入 90 年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，實現(xiàn)了洗衣機(jī)寬范圍、大調(diào)速比的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了各種新水流洗衣機(jī)。 發(fā)展趨勢 隨著更多國內(nèi)外強(qiáng)勢品牌加入研究新的技術(shù)，開發(fā)新的產(chǎn)品，洗衣機(jī)行業(yè)將爆發(fā)新一輪以 “ 綠色環(huán)保 ” 、 “ 節(jié)水節(jié)能 ” 為主題的大戰(zhàn)。針對市場需求的變化，一些生產(chǎn)廠家如小天鵝 、 小鴨 、 海爾等，先后向市場推出了一批節(jié)水型全自動洗衣機(jī)，受到消費者的青睞，成為洗衣機(jī)中的購買熱點。 今后，洗衣機(jī)將 以高可靠性，完善的功能，節(jié)水省電，降噪省時以及規(guī)格品種多樣化為發(fā)展方向。 6 1. 洗滌過程：放好待洗物，啟動開 關(guān)，進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定水位時，水位開關(guān)接通，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止供水。 3. 脫水過程：洗滌或漂洗過程結(jié)束后，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，排水閥通電打開，進(jìn)行排水，當(dāng)水位低到一定程度時，滿足安全條件，脫水電動機(jī)接通，帶動脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣服上的水從桶 壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鳴器發(fā)出音響，表示衣物已洗干凈。洗衣機(jī)控制器系統(tǒng)整體構(gòu)架如圖 21 所示： 變 壓 器 整 流 濾 波 穩(wěn) 壓時 基時 鐘蜂 鳴A T 8 9C 5 13 / 8 譯碼 器洗 衣 機(jī) 狀 態(tài)顯 示 指 示 燈D 0 D 6驅(qū)動電路雙向可控硅8 25 57 4 L S2 4 0L E D顯 示按 鍵 輸 入水 位 選 擇復(fù) 位 電 路電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)進(jìn) 水 閥排 水 閥電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 21硬件結(jié)構(gòu)框圖 各框圖的作用： 1. 單片機(jī)電路：單片機(jī)電路是程序控制的中心，它把計算機(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、程序存儲器 ROM、數(shù)據(jù)存儲器 RAM、輸入 /輸出接口電路及計時、分頻、掃描、定時、時間設(shè)定等電路， ROM 內(nèi)已固化了洗衣機(jī)操作程序，單片機(jī)根據(jù)輸入指令和檢測信號，調(diào)出內(nèi)部相應(yīng)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(jī)自動完成程序操作過程。在單片機(jī)接上電源以后，若電源出現(xiàn)過低電壓時， 8 將單片機(jī)存儲器復(fù)位，使其各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于各種原因引起的程序紊亂。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 種不同的顯示加以區(qū)別。單片機(jī)根據(jù)按鍵輸入指令或接收的檢測信號，輸出相應(yīng)的控制信號，控制可控硅觸發(fā)電路的導(dǎo)通，使電機(jī)等負(fù)載得電運轉(zhuǎn)。水位電路和安全開關(guān)電路由傳感器監(jiān)測，其通斷狀態(tài)由電路輸送給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行指令控制。程序控制系統(tǒng)接受來自操作面板的動作指令，送出相應(yīng)的執(zhí)行命令，使電動機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥等按程序通電運行；同時還可以監(jiān)測和顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，并判斷工作是否正常，一旦出現(xiàn)異常， 會立即送出停止命令，并發(fā)出聲音報警。 2. 洗滌參數(shù)選擇： （ 1） 時間選擇： 標(biāo)準(zhǔn)：洗滌 12 分鐘；漂洗 5 分鐘二次；脫水 3 分鐘。 （ 2） 洗 滌時，洗滌指示燈亮；漂洗時，漂洗指示燈亮；脫水時，脫水指示燈亮。 AT89 系列單片機(jī)是美國 Atmel 公司的 8 位 Flash 單片機(jī)產(chǎn)品。系統(tǒng)將選用的 AT89C51 是屬于標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī)。 AT89 系列標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)有 4 種型號，分別為 AT89C5 AT89LV5 AT89C52 和 AT89L52，其中 AT89C51 和 AT89C52 直接與 8051 系列兼容，相當(dāng)于將 805 8052 中 的 4KB、 8KB 的ROM 換成相應(yīng)數(shù)量的 Flash 存儲器，其余結(jié)構(gòu)、供電電壓、引腳數(shù)量及封裝均相同，使用時可直接替換。 12 2. 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 (1)XTAL1(19 腳 )：接外部晶體的一端。此引腳內(nèi)部已有一個 5030K 的電阻器接地，所以只需接一個電容至 +VCC，即可在電源 ON 時產(chǎn)生開機(jī)復(fù)位的功能。在系統(tǒng)擴(kuò)展時，用于控制把 P0 口輸出的低 8 位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 (4)EA （ 31 腳）：輸入腳。沒有內(nèi)部上拉電阻器，輸出電平時，需用戶在引腳上接上外部上拉電阻器。 （ 2） P1口（ 共 8個引腳，即 18腳）：雙向 8 位 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動 4個 LSTTL 負(fù)載。 13 （ 4） P3口（ 共 8個引腳，即 1017腳）：雙向 8位 I/O 口。 AT89C51 外圍輔助電路的設(shè)計 1. 復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位就和計算機(jī)的重啟是一樣的概念。手動復(fù)位是在復(fù)位電路中設(shè)計按鍵開關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機(jī)復(fù)位。 單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體時， C1 和 C2 一般去 30pf? 10pf，外接陶瓷振蕩器時， C1和 C2 一般取 40pf? 10pf。 2. 排水動作：進(jìn)入脫水動作前應(yīng)先排水。不同的洗衣過程，控制電機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”的時間是不同的。 16 5. 脫 水不平衡修正：進(jìn)行脫水處理，電機(jī)要正轉(zhuǎn)，電機(jī)要進(jìn)行高速單向正轉(zhuǎn)，若此時衣物偏向于一邊，脫水桶會因離心的作用，在很短的時間內(nèi)碰撞安全開關(guān)裝置，使安全開關(guān)產(chǎn)生瞬時的關(guān)閉和斷開，此時要進(jìn)行脫水不平衡修正。 6. 其他動作：洗衣機(jī)控制器在此控制面板上還配有啟動 /停止、標(biāo)準(zhǔn)、輕 柔、快速、水位選擇按鈕。 ULN2803 的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn) TTL 系列兼容。在整個進(jìn)水過程中，若進(jìn)水閥打開時間超過 15 分鐘水位檢測電路仍未檢測到水位達(dá)到預(yù)定高度，洗衣機(jī)將會報警并暫停水，等待故障排除。它們一般都在直流低壓下工作，是電子程控器的兩個輸入端，只有判定它們處于正確的閉合狀態(tài)，程序才可以正常地向下運行，完成正常的操作。在選定洗 滌程序、選擇水位后，洗衣機(jī)開始工作，先進(jìn)水，當(dāng)水位到一定高度后，盛水桶氣室中的氣壓到達(dá)一定值，通過導(dǎo)氣管把氣壓傳到水位開關(guān)橡膠密封圈上，克服水位開關(guān)彈簧、扭簧的力而推動橡膠密封圈動作，使兩插片觸點接通，這樣就給微電腦一個信號，說明已到所選水位。其工作原理是：將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力，驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔膜中心的磁芯在某 線圈內(nèi)移動，從而線圈電感發(fā)生變化，由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化，水位測量電路如圖 311 所示，為便于與單片機(jī)接口，水位傳感器采用數(shù)字振蕩電路，電感與電容組成的三點式振蕩電路經(jīng) C2 耦合接入數(shù)字式諧振放大器 A1，隨著水位變化，諧振頻率做相應(yīng)變化，放大器在 A點輸出，經(jīng) A2 整形，由 c點輸出，此時即可將數(shù)字量接到單片機(jī)。 圖 312 開關(guān)電源電路圖 鍵盤輸入及顯示電路設(shè)計 顯示電路主要由 2個數(shù)碼管、 8緩沖數(shù)碼驅(qū)動器 74LS240以及 I/O擴(kuò)展芯片 8255組成。 B口有兩種工作方式：方式 0、方式 1. （ 2） 8255 引腳結(jié)構(gòu)及功能 1）數(shù)據(jù)總線： D0D PA0PA PB0PB PC0PC7，此 32 條數(shù)據(jù)線均為雙向