【正文】 圖 43 計時程序流程圖 NN置 定 時 器 1 初 值 ，打 開 定 時 器 11 秒 鐘 定 時 到 ，秒 加 1秒 數(shù) 到 6 0 秒 ？秒 為 0 ， 分 鐘 數(shù) 減 1分 鐘 數(shù) 到 0 ？返 回YY 29 第 5 章 洗衣機功能 的仿真 仿真流程 （ 1）運用 Keil uVision2 軟件 編譯正確的程序文件 ，如圖 51 編譯界面。 圖 41 主程序流程圖 洗滌 程序設計 當 洗衣機開始運行，主程序啟動， 檢測用戶選擇的洗衣參數(shù)狀態(tài)，調(diào)用 相應的洗滌程序，完成對衣物洗滌的控制。待關閉機蓋后恢復工作。 圖 315電動機控制原理圖 硬件系統(tǒng) 整體電路圖 通過前面各節(jié)單元電路的設計及器件的選擇，得到 8051 單片機控制的洗衣機整體硬件 電路圖 ， 見附錄 Ⅰ 。 P21BUZ1BUZERQ1N+5V 圖 314 報警電路圖 電機控制系統(tǒng) 電動機也稱電機，它的主要作用是產(chǎn)生驅動力矩，作為用電器或小型機械的動力源。 排水控制 電路圖如圖 312 所示。這種方法的優(yōu)點是占用 CPU時間少，顯示便于監(jiān)測和控制。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。 圖 36 矩陣鍵盤布局圖 本設計的按鍵輸入是由 4 只按鍵分別用于洗衣機的工作方式 “ 強制復位 ”、“ 程序選擇 ”、“ 強弱洗選擇 ”，和“ 運行 /暫?！钡倪x擇 。該電源電路是由 7805 三端穩(wěn)壓器構成的典型穩(wěn)壓電路。 EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號 接高電平時 ： CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ ROM）擴展外部 ROM。 P1： ~ 口 8 位雙向口線（在引腳的 1~8 號端子）。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“正轉 停止 反轉 停止”的時間是不同的。按鍵用來控制程序的運行和設置 洗滌模式。 。經(jīng)外部電路放大后 ,控制電動機、進水電磁閥、排水電磁閥等產(chǎn)生相應的動作 ,從而實現(xiàn)整個洗衣過程的自動化操作。 6 第 2 章 方案的論證與選擇 設計要求 ⑴洗衣機可選擇多種洗滌狀態(tài)，用戶只需要按下一鍵，洗衣機即可根據(jù)不同的衣物質地和重量自動選擇洗滌程序，完成洗滌。 （ 1）向大容量、 小容量和多功能方向發(fā)展； 為了節(jié)約時間和能源，提高洗衣機效率，洗衣機向大容量方向發(fā)展是必然趨勢。 機械全自動洗衣機： 結構：由電動程控器、水位開關、安全開關（蓋開關）、排水選擇開關、不排水停機開關、貯水開關、漂洗選擇開關、洗滌選擇開關等組成。 洗衣機的分類 當今主流洗衣機主要有三大類，分別是波輪式洗衣機，滾筒式洗衣機和攪 3 拌式洗衣機。 單片機又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。 8051MCU。 目前中國洗衣機市場正進入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機的要求也越來越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、 脫水烘干 等幾大功能 。 單片機是一個單芯片形態(tài) ,面向控制對象的嵌入式應用計算機系統(tǒng)。流行于歐洲、南美等主要穿毛、綿為主的地區(qū)，幾乎 100％的家庭使用的都是滾筒洗衣機。 1937 年世界上第一臺全自動滾筒洗衣機投放市場。現(xiàn)在又開發(fā)出了“模糊”邏輯控制的全自動洗衣機，使得洗衣機的功能更加完善。 ⑷本設計包含硬件和軟件設計。 有的全自動洗衣機 還 采用 LED 數(shù)碼管作洗滌程序進行中的時間顯示。本系統(tǒng)要求驅動 5 秒，間歇 2 秒，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉。 10 ⑶ 復位電路：在單片機接上電源以后，若電源出現(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。脫水結束后，發(fā)出警報，并自動關閉排水閥。 P2 口有兩個功能： 擴展外部存儲器時，當作地址總線使用 做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； P3 口有兩個功能： 除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存 器來設置，具體功能請參考我們后面的引腳說明。當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號 [5]。 （ 1）平均電流： DI =12 max0I = （ 2）耐壓（單只）： RMV = 2 V2= 故二極管選取條件為 RMV ＝ 25V， DI =1A。 P 1 9P 1 8X 11 2 M H zC 53 3 p FC 63 3 p FK 1復 位K 2程 序 選 擇K 3強 弱 選 擇K 4暫 停 /運 行 17 圖 37鍵盤輸入電路 指示燈主要是以光亮指示的方式引起操作者注意或者指示操作者進行某種操作，并作為某一種狀態(tài)或指令正在執(zhí)行或已被執(zhí)行的指示。 將多只 LED 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 LED 的陽極連在一起即為共陽式。但為了減少硬件開銷，提高系統(tǒng)可靠性并降低成本，單片機控制系統(tǒng)通常采用動態(tài)掃描顯示。水位開關中的兩組觸頭的動作分別對應兩個水位值。當我們用外力使電動機向某一方向旋轉時，這時轉子與順時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變小；轉子與逆時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變大。 工作過程中， 單片機控制繼電器 RL1 打開進水閥，開始注水。 本系統(tǒng)主要依靠 8051 單片機的軟件設計控制洗衣機的整體功能。 開 始定 義 顯 示 碼 表鍵 盤 中 斷 允 許啟 動 ？初 始 化進 水 程 序洗 滌 程 序脫 水 漂 洗 程 序報 警 ？結 束NYNY 27 圖 42 洗滌 程序流程圖 計時程序設計 8051 內(nèi)部有兩個 16 位可編程的定時器 /計數(shù)器，即定時器 T0 和定時器 T1。 （ 5）原理圖繪制完后將 .hex 文件裝入芯片。 定時器 /計數(shù)器有四種工作方式（方式 0，方式 1，方式 2，方式 3），其工作方式的選擇及控制都由兩個特殊功能寄存器（ TMOD 和 TCON）的內(nèi)容來決定。設置好洗衣機的工作模式后，按下“啟動”按鍵，洗衣機開始工作 。脫水完成后，洗衣機的蜂鳴器發(fā)出 5次“嘟嘟”聲，提示用戶洗衣過程已經(jīng)結束。 表 32 邏輯關系 EnA In1 In2 運轉狀態(tài) 0 停止 1 1 0 正轉 1 0 1 反轉 1 1 1 剎停 1 0 0 停止 L298 控制電機的正反轉，完成最基本的洗滌、漂洗、脫水功能。本設計采用 電磁式蜂鳴器 ， 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。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。因此為 LED 顯示器提供的編碼 正好是一個字節(jié)。狀態(tài)顯示電路 如圖 38 所示。 他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關。一般微機電路正常工作需要供電電源為 5V177。 在沒有訪問外部存儲器期間， ALE 以 1/6 振蕩周期頻率輸出（即 6 分頻），當訪問外部存儲器以 1/12 振蕩周 期輸出（ 12 分頻）。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。 ⑻ 報警 電路：在洗衣機工作結束時，發(fā)出蜂鳴聲提示用戶洗衣完成。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對洗衣機整個洗衣過程的控制。標準程序是進水→洗滌→漂洗→排水→脫水，如此循環(huán)三次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán)節(jié)時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時間減少 2 分鐘，具體是：第一循環(huán)為洗滌，時間為 6 分鐘，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時間 分別為 4 分和 2 分。 圖 21 控制電路基本原理圖 方案二 :電腦程序控制器式洗衣機 單片機控制的全自動洗衣機 ,就是指它的程序控制器采用微電腦。另外用液體洗滌劑取代粉沫劑，以便按微電腦的要求，隨時按程序泵入洗滌劑。 80 年代后，“模糊控制”開始應用于洗衣機，生產(chǎn)出了智能型模糊控制洗衣機。滾筒洗衣機的發(fā)展最為成熟，多年來在結構上沒有多少變化，基本是不銹鋼內(nèi)桶，機械程序控制器，經(jīng)過磷化、電泳、噴涂三重保護的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉時產(chǎn)生的巨大離心力，由于用料比波輪洗衣機好，所以壽命一般在 15－ 20 年，而以塑料件為主的波輪壽命一般只有 8－ 10 年左右。 （ 2）控制功能強 為了滿足對對象的控制要求 ， 單片機的指令系統(tǒng)均有極豐 富的條件 :分支轉移能力 ， I/O 口的邏輯操作及位處理能力 ， 非常適用于專門的控制功能。對基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計進行深入研究，是我們掌握全自動洗衣機這種重要家電的工作原理和控制 系統(tǒng)，進一步了解單片機在不同領域的應用方法，學會單片機控制全自動洗衣機的電控板設計 的必要手段。Ⅰ 摘 要 本 設計 是以數(shù)字集成電路技術為基礎，以 8051單片機 為核心，軟件、硬件相結合，組成洗衣機控制電路。無論在提高產(chǎn)品質量還是產(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 [1]。單片機程序指令 ， 常數(shù)及表格等固化在 ROM 中不易破壞 ， 許多信號通道均在一個芯片內(nèi) ， 故可靠性高。這種發(fā)源于歐洲的洗衣機是模仿棒錘擊打衣物原理設計，利用電動機的機械 做功使?jié)L筒旋轉，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復運動，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。 70 年代后期，日本又推出微電腦控制型波輪式套筒全自動洗衣機。在洗衣機省電方面制定出洗衣機的額定耗電標準，限制耗能高的產(chǎn)品生產(chǎn)，有的廠家將具有正溫度系數(shù) PTC 電熱元件應用于全自動洗 衣機，可有效地節(jié)省 10%以上的電能?？刂齐娐坊驹韴D如圖 21 所示。 ，即標準程序、經(jīng)濟程序、單獨程序和排水程序。 實現(xiàn)方法 基于上述要實現(xiàn)軟硬件結合，考慮到 8051 的特點，以 其 作為核心器件，設計了全自動洗衣機控制系統(tǒng)。水位控制電路由傳感器監(jiān)測，其通斷狀態(tài)由電路傳給單片機，由單片機進行指令控制。 8051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。當 ALE 是低電平時， P0 口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 復位電路是為確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，在復位電路中，單片機的復位引腳分別與一個復位按鍵、電阻、電容相連，復位電路的第一功能就是上電復位 [6]。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應 [8]。 D2 為 “ 標準模式 ”指示燈， D3 為 “ 經(jīng)濟模式 ”指示燈， D4 為 “ 單獨洗滌模式 ”指示燈， D5為 “ 排水模式 ”指示燈 ； D6 為 “ 強洗模式 ”指示燈， D7 為 “ 弱洗模式 ”指示燈 ； D D D10 分別指示當前工作狀態(tài)，分別指示“洗滌” 、 “漂洗” 、 “脫水” 。七段數(shù)碼管加上一個小數(shù)點，共計 8 段。 P 3 8P 3 7P 3 6P 3 5P 3 4P 3 3P 3 91 22 3 4 5 6 7 81R P 2R E S P A C K 7 圖 310 數(shù)碼管顯示電路 20 水位檢測電路 水位開關和 繼電器 是全自動洗衣機中比較重要而結構又相對簡單的兩個器件。根據(jù)程序安排和軟件設置，當洗衣完成后，洗衣機將發(fā)出蜂鳴聲以提示用戶洗衣完成 。 輸入引腳與輸出引腳的邏輯關系如表 32所示。 在洗衣的過程中， LED 顯示器顯示的數(shù)字即為洗衣機的剩余時間。洗衣時間設置好后，按下“編程選擇”按鍵，指示燈“脫水定時”被點亮，此時按下按鍵“增”或“減”，就可設置脫水時間。如果晶振頻率為 12MHZ，則定時器每接收一個輸入脈沖的時間為 1us。 用鼠標雙擊需要導入程序的芯片， 顯示如圖 54所示“錄入源程序對話框”，從“ Program File”選擇導入文件。它們既可用作定時器方式，又可用作計數(shù)器方式。打開洗衣機的電源開關后，強洗指示燈被點亮，表明洗衣機當前處于強洗模式，電動機只 向 1 個方向運轉。待水位達到預定值時，水位傳感器控制繼電器 RL3 打開，輸出一個高電平給單片機，關閉進水閥。這樣平衡就打