【正文】 .................................................... 33 第 1 章 引言 基于單片機(jī)控制的智能洗衣機(jī)研究的意義 隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快和人們生活水平的不 斷提高，人們對(duì)各種方便、快捷的家用電器需求量越來越大，洗衣機(jī)作為人們提高生活效率，追求生活質(zhì)量的基本條件，也愈來愈成為不可或缺的生活用具 。通過對(duì)于基于單片機(jī)控制的智能洗衣機(jī)的研究我們可以更清晰，更實(shí)際的掌握單片機(jī)的一些基本的控制和應(yīng)用。 第 2 章 控制功能需求分析 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能要求 洗衣機(jī)要完成 洗衣 工作，除了對(duì)一般洗衣過程的人工工作及效能進(jìn)行模擬之外，還要根據(jù)洗衣機(jī)的機(jī)械電子性質(zhì)進(jìn)行有關(guān)控制和檢測(cè)。要求強(qiáng)洗時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 4s，間歇時(shí)間為 1s，弱洗時(shí) 正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 3s，間歇時(shí)間為 2s。單 獨(dú) 程序 是進(jìn)水→洗滌（ 6min）→結(jié)束（留水不排不脫）。 在 脫水期間，如果出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡， 此時(shí) 洗衣機(jī)也會(huì)自動(dòng)停止脫水，以免振動(dòng)過大，待人 工處理后恢復(fù)工作。 7) 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。通過 二極管 管顯示相應(yīng)狀態(tài)，由簡(jiǎn)單按鍵控制，遇到險(xiǎn)情由揚(yáng)聲器發(fā)聲。 基于 AT89C51 單片機(jī)控制的智能洗衣機(jī)原理： 原理圖見附錄 C 控制板電路使用 AT89C51 芯片，時(shí)鐘電路采用 6MH晶振。當(dāng)?shù)碗妷罕Ｗo(hù)電路檢測(cè)到低電壓時(shí)，將向單片機(jī)的 INT0 引腳產(chǎn)生中斷，單片機(jī)將響應(yīng)該中斷，關(guān)閉各輸出端口，以保護(hù)執(zhí)行部分如電機(jī)等設(shè)備不因欠壓而損壞。 選用它作為核心控制新片，可使電路極大地簡(jiǎn)化，而且程序的編 寫及固化也相當(dāng)方便、靈活。這些功能 主要 有以下幾種。 89C51 芯片具有 40根引腳，其引腳圖如下 圖 31 所示 。 Vcc：編程和正常操作時(shí)的電源電壓，接 +5V。使用外部振蕩器時(shí)必須接地。端口 0 是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 端口。端口 2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口，在訪問外部存儲(chǔ) 器時(shí)，它輸出高 8位地址 A8— A15。 時(shí)鐘電路 89C51 片內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入和輸出端，時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。晶振可以在 到 12MHz 之間選擇，電容值在 530PF 之間選擇，電容的大小可起頻率微調(diào)作用。P1 在每一個(gè)狀態(tài) S 的前半部分有效， P2在每 個(gè)狀態(tài)的后半部分有效。其主要功能是把 PC初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元執(zhí)行程序。 下圖 32所示為復(fù)位操作電路 圖 32 復(fù)位電路 顯示電路 洗衣過程中的各狀態(tài)顯示：標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、單獨(dú)、排水、強(qiáng)洗和弱洗指示等工作狀態(tài)。 從控制要求可知，洗衣機(jī)有 4 種洗衣工作程序，因此須有 4 種不同的顯示來加以區(qū)別。 利用這一特性，和單片機(jī) 端口相連 來控制， 首先壓力傳感器會(huì)檢測(cè)桶內(nèi)水位的高低，如果桶內(nèi)水位沒有達(dá)到所設(shè)置的預(yù)定水位時(shí)，壓力傳感器會(huì)發(fā)送給單片機(jī)一個(gè)控制信號(hào)，然后經(jīng)過 CPU的處理后會(huì)在輸出端口輸出低電平 ， 再經(jīng) 反相緩沖后變成高電平，雙向可控硅斷開，線圈中沒有電流流過， 繼電器開關(guān)斷開， 閥門打開； 同理如果桶內(nèi)水位達(dá)到預(yù)定水位時(shí)此時(shí)在輸出端口輸出是 高電平，給反相倒相后變成低電平，點(diǎn)亮發(fā)光二極管，雙向可控硅開 通，繼電器線圈繞組中有電流流過，產(chǎn)生磁場(chǎng)， 開關(guān) 吸合，閥門關(guān)閉。 排水閥門的 操作 同樣也有兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)為開關(guān) 時(shí)間 ，另一個(gè) 為 不開關(guān)時(shí)間，這兩個(gè)參都是很容易 通過 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的。之說以選用這個(gè)器件，是因?yàn)樗环矫婵墒闺娐愤M(jìn)一步簡(jiǎn)化，另一方面還可使強(qiáng)、弱兩類電完全隔離，保證主板的安全。 下面分別對(duì)可控硅過零調(diào)功原理和硬件電路方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。 過零調(diào)功方式就是通過在給定的時(shí)間內(nèi)改變加進(jìn)負(fù)載的交流正弦波個(gè)數(shù)來調(diào)節(jié)負(fù)載功率的一種控制方法 。 （ 2）過零脈沖信號(hào)必須受單片機(jī)輸出控制信息控制 。 ② 由單片機(jī)發(fā)出的控制電平，去控制門控電路，以控制可控硅的過零觸發(fā)脈沖數(shù) 。 其電路原理圖及波形如圖 37(a)和圖 37(b)所示 。 圖 38 可控硅過零調(diào)功原理圖 此電路的工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)響應(yīng)用戶的參數(shù)設(shè)置，在 I/O 口輸出一個(gè)高電平，經(jīng)反向器反向 后，送出一個(gè)低電平，使光電耦合器導(dǎo)通，同時(shí)觸發(fā)雙向可控硅，使 電路導(dǎo)通工作 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。開蓋 (安全保護(hù) )或不平衡 (防振動(dòng) )中斷信號(hào)通過由 BG1和 BG2組成的反相器送 TC4OI3BP的 CP 端，經(jīng)觸發(fā)器加到 。在洗衣機(jī)進(jìn)水或排水期間 ， ，用于監(jiān)測(cè)水位開關(guān)狀態(tài)，為 CPU 提供洗衣機(jī)的水位信息；在洗衣機(jī)高速脫水期間，當(dāng)發(fā)生開蓋或不平衡中斷時(shí)， 為輸出線，用于撤銷中斷請(qǐng)求信號(hào)。洗衣工作程序通過 K2 鍵 循環(huán) 選擇 。選此壓力傳感器的原因是在 HSSC 070 的內(nèi)部就集成有 A/D 轉(zhuǎn)換器，它輸出的信號(hào)直接就是數(shù)字信號(hào)，不需要進(jìn)行模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換就可直接送至單片機(jī) AT89C51 的端口對(duì)其進(jìn)行處理，而它的執(zhí)行器就是進(jìn)水電磁閥 和排水電磁閥，即電磁繼電器。 圖 311 壓力傳感器模塊 第 4 章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟件由主程序、中斷服務(wù)程序和各種功能子程序三個(gè)層次組成。通過 K K2可分別修改強(qiáng) 、 弱洗滌方式和洗衣工作程序。進(jìn)水期間系統(tǒng)不斷檢測(cè)水位開關(guān) K5 的狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到 K5閉 合 時(shí)，說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定的水位。 。其處理方法是：將 — 位全部置“ 0”，中止洗衣機(jī)的各種操作，然后蜂鳴器以響 1 秒、停 2 秒的規(guī)律不斷地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，直到人工干預(yù)即按下 K1 鍵后為止 (按下 Kl 后，程序跳轉(zhuǎn)至主程序起始地址，洗衣機(jī)又回到待命的初始狀態(tài) )。 洗衣機(jī) 進(jìn) 入 工作程序后，系統(tǒng)首先根據(jù) RAM 中 57H 單元的特征字判斷洗衣機(jī)的洗衣工作 程序，若特征字為 00H，則為排水程序 (O1H 為單獨(dú)程序， 02H 為經(jīng)濟(jì)程序， 03H為標(biāo)準(zhǔn)程 序 )，這時(shí)程序直接跳轉(zhuǎn)至排水操作程序段，執(zhí)行單獨(dú)的排水操作，否則進(jìn)入 進(jìn)水操作程序。洗衣機(jī)開始工作， INT0 外 部 中斷服務(wù)子函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)功能選擇。 圖 311是 HSSC 070 封 裝好的壓力傳感器芯片模塊 ，根據(jù)材質(zhì)不同，主要分為 FR4板封裝和陶瓷封裝。 壓力傳感器 由洗衣機(jī)的功能可知在洗衣機(jī)的進(jìn)水和