【正文】 e main control chip， the power supply circuit， drive circuit， sensor circuit， display circuit， the keyboard input circuit， etc. Because it equipped with the powerful single chip microputer named AT89C52， this washing machine has many advantages over its strong controlling ability， simple hardware structure and so on. Key words : AT89C52 single chip。 1858 年，美國人漢密爾頓 1910 年美國人研制 出 了第一臺(tái)電動(dòng) 式 洗衣機(jī)。洗衣機(jī)工業(yè) 快速迅猛地 發(fā)展起來。 70 年代生產(chǎn)出了波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。 2． 我國洗衣機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 洗衣機(jī)在中國起步較晚， 1978 年才 開始 正式生產(chǎn)家用洗衣機(jī)。 1983 年，中國洗衣機(jī)產(chǎn)量由 1978 年的 400 臺(tái)增至 365 萬臺(tái)。 3． 智能洗衣機(jī)的發(fā)展前景 洗衣機(jī)是一個(gè)家庭中不可或缺的家用電器，其發(fā)展速度十分迅速，傳統(tǒng)洗衣機(jī)由智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 于功能的需要和技術(shù)的局限 ， 手動(dòng)控制按紐越來越多 。因此傳統(tǒng)的洗衣機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足人們追求現(xiàn)代化的要求。由于智能洗衣機(jī)采用了微電腦 控制，擁有較大的程序存儲(chǔ)能力，在洗衣機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)了很多種洗滌模 式，可由用戶任意選擇，能夠最大限度的節(jié)約水、電、洗滌劑，使衣物能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)用最不磨損衣物的方式將衣物洗到盡量的干凈。 模糊控制理論簡述 “ 模糊 ” 是人類感知萬物、獲取知識(shí)、思維推理、決策實(shí)施的重要特征。與傳統(tǒng)控制理論相比，模糊控制有兩大不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：第一，模糊控制在許多應(yīng)用中可以有效且便捷的實(shí)現(xiàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)，這一優(yōu)點(diǎn)自從模糊控制誕生以來就一直受到人們密切的關(guān)注；第二，模糊控制不需要被控對象的數(shù)學(xué)模型即可實(shí)現(xiàn)較好的控制，這 是因?yàn)楸豢貙ο蟮膭?dòng)態(tài)特性已隱含在模糊控制器輸入、輸出模糊集及模糊規(guī)則中。 智能洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案 1． 洗衣機(jī)控制面板 本次設(shè) 計(jì)的智能洗衣機(jī)定義為基于模糊控制的微電腦程控 式套桶波輪型洗衣機(jī)。 （ 2） 程序?。哼x擇工作模式。智能檢測利用了模糊控制原理，根據(jù)各 類傳感器提供的洗滌物狀態(tài)和 洗衣機(jī)運(yùn)行 參數(shù)進(jìn)行模 糊推理。 首先波輪正轉(zhuǎn) 3s，斷電，初步確定水位。 洗滌有三種模式：標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式、快速洗滌模式、脫水模式。電機(jī)通電，進(jìn)行脫水。漂洗結(jié)束之后，進(jìn)行最后的脫水程序。脫水完畢，蜂鳴器提示洗滌結(jié)束，軟件切斷電源。外圍電路包括電源電路，振蕩電路，復(fù)位電路，驅(qū)動(dòng)電路，蜂鳴器電路，負(fù)載傳感器模塊，水位傳感器模塊，溫度傳感器模塊，濁度傳感器模塊， LCD 顯示模塊，鍵盤輸入模塊等。本設(shè)計(jì)中采用的驅(qū)動(dòng)電路由光電耦合器 MOC3041 和大功率晶閘管構(gòu)成。 （ 3） 傳感器模塊 傳感器模塊包括溫度傳感器模塊，水位 傳感器模塊，負(fù)載傳感器模塊和濁度傳感器模塊。由于本次設(shè)計(jì)力求使洗衣機(jī)使用更為簡單，高度實(shí)現(xiàn)智能化，鍵盤按鍵僅有兩個(gè)，設(shè)計(jì)簡單，采用獨(dú)立鍵盤形式。 AT89C52 單片機(jī)存儲(chǔ)器采用哈佛結(jié)構(gòu)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間是相互獨(dú)立，分別是含有 8K 可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256B 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，兩種存儲(chǔ)器都有各自獨(dú)立的尋址方式和尋址空間。 當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，此引腳接微調(diào)電容和石英晶體；當(dāng)采用外接時(shí)鐘源時(shí)，引腳接振蕩器信號(hào)。Vpp 為第二引腳功能，當(dāng)對片內(nèi) Flash進(jìn)行編程時(shí)，此引腳接入編程電壓。此外，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）中的 8EH 單元的 D0 位置位，可以禁止 ALE 操作。 （ 4）可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） AT89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。當(dāng)對 某個(gè) P0 端口寫入 “ 1” 時(shí) ，該引腳可以用作高阻抗輸入。 P1 口（ ～ ）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線。此外， 和 分別可以作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將會(huì)輸出電流。在 Flash編程或者校驗(yàn)時(shí)， P2 口也用于接收高 8 位地址和某些控制信號(hào)。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將會(huì)輸出電流。 表 2 為 12864 的引腳功能表?？梢詼y得電動(dòng)機(jī)在不同階段的反電動(dòng)勢 .應(yīng)用于洗衣機(jī)中可以通過模糊推論得出布量和布質(zhì)的信息 .其電路 示意 圖如圖 3 所示： 圖 3 負(fù)載傳感器電路 示意 圖 起動(dòng)主電機(jī)旋轉(zhuǎn)，等電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后切斷電源，主電機(jī)由于 慣性繼續(xù) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 直到停止 .在主電機(jī)斷電慣性旋轉(zhuǎn)時(shí) ， 主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài) ， 會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢輸出 .如果負(fù)載較大主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就長，如果負(fù)載較小則主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就相對較短。它可以提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入 DSl8B20或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20 僅需一條線 (和地線 )，不需要用戶自行去進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。如圖 6 所示是諧振式水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖。導(dǎo)板 中心有導(dǎo)向軸，受外殼的支撐點(diǎn)限位，使導(dǎo)板上下平行移動(dòng)，不致偏移。由圖可以看出諧振式水們傳感器的輸出特性曲線基本上呈線性變化。 圖 7 水位與振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系圖 6． 濁度傳感器 TS 濁度傳感器是 GE 公司專門為了用于家電產(chǎn)品中的檢測水濁度的低成本傳感智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 器，主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測量。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流大小 ， 透過的光多 ， 電流大 ， 反之透過的光少 ， 電流小。從集成穩(wěn)壓器 7815輸出端輸出的 15V電壓直接用于給 V/F轉(zhuǎn)換器供電，從集成穩(wěn)壓器 7805輸出端輸出的 5V電壓用于給其他直流低壓部分提供電源。電容 C C3選用 。濁度傳感器輸出端 Q的電壓信號(hào)送到壓頻轉(zhuǎn)換 LMX31的 7號(hào)引腳， LMX31將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)經(jīng) 3號(hào)引腳送入到單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，從而判斷出洗滌劑的濁度及其變化率。 RS、 RW、 EN為智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 LCD與單片機(jī)之間的讀寫控制信號(hào)，通過對其控制可以實(shí)現(xiàn)對 LCD的讀寫控制。如圖 15所示，獨(dú)立鍵盤共有兩個(gè)按鍵，其中一個(gè)按鍵用于選擇洗滌模式，另一個(gè)用于控制洗衣機(jī)的啟動(dòng)和暫停。其電路圖如圖 17智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 所示。 根據(jù)模糊控制的要求 ， 我們專門研究了衣物量變化時(shí) ， 洗凈率與水位、 洗滌時(shí)間的關(guān)系。 布量與整形脈沖數(shù)的關(guān)系如圖 18所示。因此 ， 對于不同衣質(zhì)類型其洗滌方式有所不同。圖 20為洗滌過程中 ， 紅外光電傳感器透光率的變化曲線。對于油污性質(zhì)的臟污 ， 由于其溶解速度慢 ， 因而透光率的變化率較小 。此時(shí)洗滌劑較為平靜，水中氣泡揮發(fā)氣泡的影響較小，污濁度檢測的誤差較小。 洗滌過程中 濁度的變化率檢測為兩次濁度測量結(jié)果的差值來判斷 ，當(dāng)差值在一定的范圍內(nèi)表示衣物洗凈 ，否則洗滌加時(shí) ；排水過程中對濁度的檢測要求判斷濁度的值，當(dāng)濁度值在一定范圍內(nèi)則表示漂洗干凈 ，否則要進(jìn)行再次漂洗 。 臟污程度重 臟污程度低 洗滌時(shí)間 透光率 圖 20（ a） 臟污程度與洗滌時(shí)間的關(guān)系 油污 洗滌時(shí)間 泥污 透光率 圖 20（ a） 油污和泥污與洗滌時(shí)間的關(guān)系 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 圖 21 模糊控制結(jié)構(gòu)圖 （ 2） 浸泡時(shí)間的確定 如果測得的溫度為室溫 ，則浸泡時(shí)間短； 如果測得的溫度 為 低 溫 ，測浸泡時(shí)間長。 表 4 洗滌時(shí)間的確定 規(guī)則表 衣量 時(shí)間 水溫 衣量較多 衣量適中 衣量較少 棉多 化纖多 棉多 化纖多 棉多 化纖多 適溫 長 較長 中 較短 短 加短 低溫 加長 長 較長 中 較短 短 （ 5） 漂洗時(shí)間的確定 如表 5所示為洗滌時(shí)間的確定規(guī)則 負(fù)載傳感器 模糊推理 溫度傳感器 水位傳感器 濁度傳感器 漂洗時(shí)間 脫水時(shí)間 進(jìn)水時(shí)間 排水時(shí)間 洗滌時(shí)間 水位 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 表 5 漂洗時(shí)間的確定 規(guī)則表 衣量 時(shí)間 水溫 衣量較多 衣量適中 衣量較少 棉多 化纖多 棉多 化纖多 棉多 化纖多 適溫 長 較長 中 較短 短 加短 低溫 加長 長 較長 中 較短 短 （ 6）脫水時(shí)間的確定 如果檢測到的衣量較多，脫水時(shí)間較長； 如果檢測到的衣量為中，脫水時(shí)間為中； 如果檢測到的衣量較少，脫水時(shí)間較短。 //啟動(dòng)暫停按鍵 void keyscan()。 //延時(shí)消抖 if(mode==0) { while(!mode)。 } if(modenum==3) { photodisplay(0， 3， 5)。 if(start_pause==0) { while(!start_pause)。 xidimode=2。 bit Init_DS18B20()。 endif //====================================================================// include bit Init_DS18B20() { bit dat=0。 //單片機(jī)將 DQ 拉低 DelayUs2x(200)。 //15~60us 后 接收 60240us 的存在脈沖 dat=DQ。 for (i=8。0x01。 } DelayUs2x(25)。i0。 // 給脈沖信號(hào) if(DQ==1) dat|=0x80。 Init_DS18B20()。 Init_DS18B20()。 //低位 MSB=ReadOneChar()。 } //====================================================================// ifndef __LCD_12864_H__ define __LCD_12864_H__ include include include define LCD_data P0 //數(shù)據(jù)口 define delayNOP()。_nop_()。 sbit lcden=P1^2。 void Check_Busy()。 void diyihang(uint z)。 void kaishi_window()。 void fanbai_ready()。 uchar code str4[]= 。 P0=0xff。 } void write_(uchar cmd) //寫命令 { Check_Busy()。 lcden = 1。 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 lcdrs = 1。 delayNOP()。 write_(0x80+z)。 write_(0x88+z)。 //清屏 delay_ms(5)。 dierhang(1)。 disihang(1)。 dierhang(1)。 write_(0x30)。 write_(0x0c)。 write_(0x06)。 write_(0x34)。 //先寫入水平 坐標(biāo)值 write_(0x80)。 delay_ms(1)。 write_(0x88)。 delay_ms(1)。 if(y1) { fanbaiflag=0x08。i16。jwidth。 } write_(0x36)。 endif //====================================================================// include void DelayUs2x(uchar t) { while(t)。x) for(y=123。 //初始化 12864 init_t0()。本系統(tǒng)有如下特點(diǎn)： （ 1） 系統(tǒng)用負(fù)載傳感器來實(shí) 現(xiàn)對衣量和衣質(zhì)的檢測分析，用溫度器 DS18B20來檢測水溫，用 TS濁度傳感器來判斷衣物的洗凈程度，用諧振式水 位傳感器來實(shí)現(xiàn)對水位的檢測。用戶可以根據(jù)自己的需要 手動(dòng) 選擇洗衣機(jī)的工作方式 。 在 近兩個(gè)多月的 快速學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中我收獲