全自動(dòng)洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(單片機(jī))課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(文件)
【正文】 表11 單根普通V帶額定功率的增量Δ (單位：kW)帶型小帶輪轉(zhuǎn)速/(r.)傳動(dòng)比i≥Z型400730800980120014602800Z=== 取z=1。(1) 洗滌狀態(tài)傳動(dòng)比 洗滌輸入軸與波輪的傳動(dòng)比為：==4(2) 初選中心輪和內(nèi)齒圈齒數(shù) 洗滌時(shí)中心輪旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈靜止，中心輪與行星架的傳動(dòng)比按以下公式計(jì)算： 初選中心輪齒數(shù)zA=19，由上式計(jì)算得內(nèi)齒圈齒數(shù)zB=57。要求在洗滌時(shí)，棘爪要伸人棘輪棘齒高度的三分之二。選用AT89C205l作CPU，可使洗衣機(jī)的控制電路大大簡化。每循環(huán)一次，洗滌或漂洗時(shí)間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)減少2min，也即：第一循環(huán)內(nèi)的洗滌時(shí)間定為6min，第二循環(huán)內(nèi)的漂洗時(shí)間減為4min，第三循環(huán)內(nèi)的漂洗時(shí)間減為2min；排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定．脫水時(shí)間規(guī)定為2min。 (3)進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能 洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過程中，若在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位，就說明進(jìn)、排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)檢測后通過相應(yīng)程序發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作者進(jìn)行人工排除。 (6)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)必須立即停止工作，待起動(dòng)鍵按下后，洗衣機(jī)又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)功能要求和AT89C2051芯片的性能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出洗衣機(jī)的電氣控制電路如圖 15 所示。 圖中的74LS05為反相器，用做中間緩沖器，其中4個(gè)通道分別驅(qū)動(dòng)4個(gè)SPl110固態(tài)繼電器，另外兩個(gè)通道用于驅(qū)動(dòng)指示燈LED5和LED6。這兩個(gè)中斷分別對應(yīng)CPU的外部中斷0 ()和外部中斷1()。在洗衣機(jī)未進(jìn)入工作狀態(tài)或洗衣機(jī)處于暫停狀態(tài)期間，用于監(jiān)測起動(dòng)鍵的狀態(tài)；當(dāng)起動(dòng)鍵按下時(shí)，洗衣機(jī)即進(jìn)入工作狀態(tài)或從暫停狀態(tài)恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)；當(dāng)洗衣機(jī)暫停導(dǎo)致CPU響應(yīng)中斷時(shí)，待中斷處理完畢時(shí)。第l腳通過10μF電解電容接到+5V電源，可實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，S7為強(qiáng)制復(fù)位鍵。洗衣機(jī)的工作狀態(tài)可通過LED7～LED9進(jìn)行顯示。通過SS2可分別修改強(qiáng)/弱洗衣方式和洗衣工作程序。若在規(guī)定的4分鐘極限時(shí)間內(nèi)未檢測到S5閉合，說明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生故障，此時(shí)洗衣機(jī)退出洗衣工作狀態(tài)，程序跳轉(zhuǎn)到FW為標(biāo)號(hào)地址的故障處理程序段進(jìn)行報(bào)警，其處理方法是：“0”，終止洗衣機(jī)的各種操作，然后蜂鳴器以響1秒、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S1鍵后為止(按下S1后，程序跳轉(zhuǎn)回主程序起始地址，洗衣機(jī)又回到待命的初始狀態(tài))。洗滌時(shí)間為6分鐘。若在規(guī)定的1分鐘極限時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)檢測不到水位開關(guān)S5斷開，說明排水系統(tǒng)有故障，程序跳轉(zhuǎn)至故障處理程序段發(fā)出警告信號(hào)，其處理方法與進(jìn)水系統(tǒng)故障相同。若洗衣工作尚未結(jié)束，洗衣機(jī)再次執(zhí)行進(jìn)水操作，進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，直至洗衣工作結(jié)束。脫水結(jié)束后系統(tǒng)通過一條判斷指令判斷整個(gè)洗衣工作是否結(jié)束。由控制要求可知，若不排水則為單獨(dú)程序，這時(shí)程序直接跳到結(jié)束報(bào)警程序段，報(bào)警三聲后跳回主程序，洗衣機(jī)進(jìn)入初始待命狀態(tài)，單獨(dú)洗衣工作程序結(jié)束，否則，進(jìn)入排水進(jìn)程。因?yàn)殡姍C(jī)在洗滌或漂洗工作時(shí)有正、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(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，若特征字符為00H，則為排水程序（01H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。NYYNYN開始初始化默認(rèn)強(qiáng)洗方式和標(biāo)準(zhǔn)程序S1有鍵？S2有鍵？S4有鍵？S1鍵處理程序S2鍵處理程序排水程序？進(jìn)水操作進(jìn)水故障？達(dá)預(yù)定水位洗滌/漂洗操作報(bào)警干預(yù)返回排水？排水操作排水故障？排水結(jié)束？脫水操作洗衣結(jié)束？結(jié)束報(bào)警返回報(bào)警干預(yù)返回YYNNNYYNYNYYNN 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的程序流程如圖15所示。Sl鍵還具有第二功能，即當(dāng)洗衣機(jī)發(fā)生故障轉(zhuǎn)入報(bào)警程序后，按下S1鍵可以退出報(bào)警狀態(tài)，回到初始待命狀態(tài)。 。開蓋(安全保護(hù))或不平衡(防振動(dòng))中斷信號(hào)(都會(huì)引起蓋開關(guān)S3的閉合)，通過由v1和v2組成的反相器送至TC4013BP的CLK端。其邏輯關(guān)系是：、“11”時(shí)，LEDl亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“10”時(shí)，LED2亮，指示經(jīng)濟(jì)程序；為“0I”時(shí),LED3亮，指示單獨(dú)程序；為“00”時(shí)，LED4亮，指示排水程序。SPlll0是一種交流固態(tài)繼電器，內(nèi)置發(fā)光二極管和光觸發(fā)雙向可控給硅，10～50mA輸人電流即可使雙向可控硅完全導(dǎo)通，輸出端通態(tài)電流為3A(平均值)，浪涌電流15A(不重復(fù))?！ ∠匆聶C(jī)需要控制的工作部件主要有進(jìn)水閥、排水閥和電動(dòng)機(jī)。 (5)間歇驅(qū)動(dòng)方式 脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式，以便節(jié)能。 3)單獨(dú)程序是“進(jìn)水→洗滌(規(guī)定為6min)→結(jié)束(留水不排不脫)”。 (2)4種洗衣工作程序 即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)程序和排水程序。 2. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電腦式全自動(dòng)洗衣機(jī)上使用的微控制器主要是4位或8位的單片機(jī)。 由于外桶尺寸已定(因內(nèi)桶直徑已知)，在方案設(shè)計(jì)時(shí)初定位于外桶底部的出水口位置，則排水電磁閥銜鐵中心與出水口中心位于同一直線上。 已知洗衣轉(zhuǎn)速為180r／min，脫水轉(zhuǎn)速為720r／min。 表9 包角系數(shù)小帶輪包角/（176。 表6 V帶輪的最小基準(zhǔn)值徑槽型Z SPZA SPABSPBCSPC/mm50 6375 90125 140200 224表7 V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列 （單位：mm）基準(zhǔn)直徑帶型YZSPZASPABSPBCSPCDE外徑50636771757579808485909495100104106112116118125129132140144147150154157① 僅限于普通V帶輪。參照表6，初步選定電動(dòng)機(jī)功率P為l80W，洗衣轉(zhuǎn)速為180r/min，脫水轉(zhuǎn)速為720r/min，則傳動(dòng)比為： i=== (1)計(jì)算功率Pca 由于載荷變動(dòng)小，因此取工作情況系數(shù)KA=，Pca=KAP=。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中給出的內(nèi)桶直徑為400mm，則外桶直徑約為470mm，電動(dòng)機(jī)軸與洗
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