【文章內(nèi)容簡介】 ，在長軸的下端靠近波輪處有幾個均勻分布之軸上的小翼，其波輪比普通波輪式洗衣機的大。洗滌時，波輪和攪拌翼一起作正反向轉(zhuǎn)動。 ?噴淋漂洗洗衣機 ? 在波輪式洗衣機的基礎(chǔ)上，為了省電、省時間，把經(jīng)洗滌液洗凈的衣物放在脫水桶中，一邊噴水漂洗，一邊脫水。 ? 振動式洗衣機 ?它沒有波輪，也沒有旋轉(zhuǎn)式電動機，而是在洗衣桶中安置洗滌頭，洗滌頭與電磁線圈相連。洗滌時，線圈帶動洗滌頭振動，頻率達 25000 次 s，夾在洗滌頭上的衣物在洗滌液中來回擺動，與桶壁及洗滌液發(fā)生摩擦，產(chǎn)生洗滌效果。 振動式洗衣機，對衣物磨損小，但其振動與噪聲較大。 ?超聲波洗衣機 ?機中裝有超聲波發(fā)生器當超聲波 頻率在 20200Hz 以上 進入水中以后，可使水中的微小氣泡隨著超聲波的頻率而縮脹，氣泡在壓縮時破裂，產(chǎn)生很大的壓力；在急速膨脹時產(chǎn)生部分真空，可將附著在衣物上的污垢分解吸出，同時將衣物中的細菌殺滅。這種新穎的洗衣機有較高的洗滌效果。全自動洗衣機將洗衣的全過程浸泡、洗滌、漂洗、脫水預(yù)先設(shè)定好 N 個程序，洗衣時選擇其中一個程序，打開水龍頭和啟動洗衣機開關(guān)后洗衣的全過程就會自動完成，洗衣完成時由蜂鳴器發(fā)出響聲而且洗衣機采 用高分子聚合塑鋼材料作為外箱體，不怕水，不腐爛，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機身輕便，易于搬動還不占位特意添加的抗老化劑，令外箱體歷久彌新。 洗衣機的洗滌過程主要是在機械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩 擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當衣物被放進洗滌液之后，由于慣性作用運動緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運動，水流與衣物便發(fā)生相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運動并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。 全自動洗 衣機是通過水位開關(guān)與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷從而實現(xiàn)自動控制的。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。當電磁線圈斷電時，移動鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。 水位開關(guān)實際上是一個壓力開關(guān)。氣 室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片受壓而脹起，推動頂桿運動而使觸點改變，從而實現(xiàn)自動通斷。 智能型模糊控制的全自動洗衣機還可以自動判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達到相同的水位時，其總重量是不同的。利用這一點，通過對洗衣電動機低速轉(zhuǎn)動后的慣性測量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電 機低速運轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此時，電機繞組產(chǎn)生反電動勢，對其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。 衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。 脫水時采用壓電傳感器。當脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個壓力變化，自動停止脫水運轉(zhuǎn)。主控制系統(tǒng)運用的是AT89C51 單片 機，其控制的對象包括：進水閥、排水閥、電機。這些被控對象需要根據(jù)不同的洗衣程序來設(shè)定它們不同的工作狀態(tài)和工作時間，進水閥和排水閥的控制還需要水位檢測，同時需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運行剩余時間。發(fā)光二極管用來指示洗衣機的運行狀態(tài)；按鍵用來控制程序的運行和設(shè)置洗滌模式；蜂鳴器用來進行程序運行提示及故障報警。洗衣機控制器系統(tǒng)整體構(gòu)架如圖所示： 圖 21 硬件結(jié)構(gòu)框圖 各框圖的作用： 1. 單片機電路：單片機電路是程序控制的中心，它把計算機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)已固化了洗衣機操作程序，單片機根據(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，使洗衣機自動完成程序操作過程。如果單片機自身出故障，或控制電路傳送給單片機的信息不正確，洗衣機就不能正常工作。 2. 直流電源電路：這是為單片機及其外圍控制電路提供直流電源的電路，它將輸入的 220V 交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電，送給單片機、可控硅觸發(fā)電路、顯示電路等。 3. 復(fù)位電路：此電路的作用是復(fù)位。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(fù)位，使其各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機時的標準程序狀態(tài)，以消除由于各種原因引起的程序紊亂。 4. 時鐘電路：由晶振元件與單片機內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機提供時鐘信號，供單片機信號定時和計時。 5. 按鍵輸入電路 . 負載驅(qū)動電路 該電路多由雙向可控硅及觸發(fā)器電路組成。雙向可控硅作為無觸點開關(guān)控制電機等負載的通斷及運行。單片機根據(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，使電機等負載得電運轉(zhuǎn)。 . 報警電路 此電路在洗衣機中起提示和報警的作用。根據(jù)程序安排和軟件設(shè)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。 . 水位開關(guān)和安全開關(guān)電路 水位選擇開關(guān)，用戶根據(jù)需要選擇水位，在進水期間，系統(tǒng)不斷檢測，當?shù)竭_設(shè)定水位時就停止進水。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，由單片機進行指令控制。 目前國內(nèi)外市場上有很多種類的洗衣機，采用的控制系統(tǒng)也各不相同，基于學(xué)習(xí)與實際的情況，本設(shè)計選用 AT89C51 單片機來實現(xiàn)洗衣機控制器 的各控制要求。此設(shè)計以單片機為主體，配以各種控制電路，構(gòu)成洗衣機的程序控制系統(tǒng)。當有故障時，在排除了機械系統(tǒng)和程序控制器外接部件后，一般來說，先檢測判定單片機外圍的控制電路，正常后，再判斷單片機的故障。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、進水閥、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。程序控制系統(tǒng)的這些功能是由它的各種控制電路相互配合工作來實現(xiàn)的。 系統(tǒng)功能方案 C51 單 片機實現(xiàn)洗衣機的控制，通過對撥碼開關(guān)和鍵盤的操作實現(xiàn)手動、自動模式以及自動模式下水位的選擇，也可以在自動模式下不進行任何操作，進入默認模式。當選擇好模式后進入該模式，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，然后再次掃描鍵盤，選擇水位，進入該水位模式，設(shè)置水位參數(shù)。 在 為低電平時進入手動模式，手動模式下若 為低電平則進入單洗過程，單洗完成，聲光報警提示用戶；若 為高電平則檢查 ，若為低電平則進入漂洗程序進行漂洗，漂洗完成，聲光報警提示用戶。若 為高電平則檢查 ，若為低電平則進入長脫水程序，進行長脫 水，長脫水結(jié)束，聲光報警提示用戶；若 為高電平則從 重新檢查直到檢查到低電平，進入相應(yīng)處理。 在 為高電平時進入自動模式，則去掃描鍵盤，第一次掃描鍵盤選擇標準，輕柔，快洗模式，待選擇好模式并設(shè)定好參數(shù)后，再次掃描鍵盤選擇水位，選擇好水位并設(shè)置好參數(shù)后進入洗衣過程。如果 15 秒內(nèi)沒有掃描到模式按鍵，則進入默認模式。 洗衣程序包括單洗、漂洗、長脫水三個過程。自動模式下的三個模式都包括這三個過程，只是在不同模式和水位下的參數(shù)不同。洗衣過程：進入洗衣程序開定時器開始倒計時，根據(jù)選擇的水位進水，進水完 成后，在沒有超出要求水位的情況下，進入單洗過程，電動機開始正反轉(zhuǎn)，根據(jù)所選模式中設(shè)置的正反轉(zhuǎn)次數(shù)以及不同模式下正反轉(zhuǎn)的時間自動洗衣；待單洗完成進入排水過程，排水時間由水位模式設(shè)置，排水結(jié)束后進入漂洗過程；先進行短脫水，脫水結(jié)束再進水，進水完成再進行短洗，時間為四分鐘，短洗完成再排水，然后重復(fù)上述過程一次即完成漂洗過程；之后進入長脫水過程，時間為四分鐘，電機高速旋轉(zhuǎn)，長脫水結(jié)束即整個洗衣過稱結(jié)束，此時聲光報警提示用戶洗衣完成。 標準模式下的單洗過程，電機正反轉(zhuǎn) 36 次，每次正轉(zhuǎn)十八秒停兩秒，再反轉(zhuǎn)十八秒停兩秒； 輕柔模式下單洗過程，電機正反轉(zhuǎn) 36 次，每次正轉(zhuǎn)三秒停兩秒，再反轉(zhuǎn)三秒停兩秒；快洗模式下單洗過程，電機正反轉(zhuǎn) 24 次，每次正轉(zhuǎn)十八秒停兩秒，再反轉(zhuǎn)十八秒停兩秒。三種模式下的漂洗過程和長脫水過程相同。 進排水控制：每個水位下設(shè)置好了進排水的時間，進水時 置 1，表示開進水閥，進水完成后 置 0 表示關(guān)進水閥；排水時 置 1 表示開排水閥，排水完成后 置 0 表示關(guān)排水閥。電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)方式：當 為 1， 為 0 時電機正轉(zhuǎn)，當 和 都為 0 時電機停轉(zhuǎn)，當 為 0， 為 1時電機 反轉(zhuǎn)。電機正反轉(zhuǎn)用直流電機模擬。 在顯示時開始考慮的是通過按鍵實現(xiàn)交替顯示，但是這樣就必須時刻掃描鍵盤，使程序進入了掃描鍵盤的死循環(huán)，無法正常進行其他工作。多次考慮后發(fā)現(xiàn)在進排水和電機動作時沒有其他的要求，可以利用這段時間驅(qū)動數(shù)碼管顯示模式、水位、狀態(tài)、溫度以及剩余時間等，其中剩余時間單獨顯示，其他的一起顯示，這樣只需顯示兩次，每次十秒，交替進行。單洗和短洗，電機正轉(zhuǎn)時模式、水位、狀態(tài)及溫度顯示十秒，再熄滅十秒或五秒；電機反轉(zhuǎn)時剩余時間顯示十秒，再熄滅十秒或五秒，循環(huán)進行；脫水和進排水時兩種顯示每次交替十秒 。這樣在整個過程中多有顯示，很好地解決了顯示與洗衣同時進行的問題。 自動模式中，顯示模式 1 下，數(shù)碼管右邊第一位表示模式， b 表示標準， q表示輕柔， 3 表示快洗；第二位表示水位，分別用 4 表示；中間兩位表示正在進行的動作即狀態(tài)， 7H 表示進水， dH 表示短脫水， dd 表示短洗， CH表示長脫水， PH 表示排水；左邊兩位顯示水的溫度。顯示模式 2 下用四個數(shù)碼管顯示剩余時間。手動模式中，單洗，漂洗，長脫水需要單獨設(shè)置參數(shù)，具體設(shè)置見附錄的程序中；單洗時，模式、水位顯示位顯示 d7 表示手動下的單洗；漂洗時顯示 P7 表示漂洗； 長脫水時，顯示 CH 表示長脫水。 另外，默認模式下調(diào)用的是標準模式下水位二的洗衣程序，顯示也完全相同。每一個動作完成時都有一秒鐘的蜂鳴提示。 第 3 章 硬件電路設(shè)計 MCS51 單片機概述 單片機的概念與特點 單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算 機系統(tǒng)。 單片機的特點高集成度，體積小，高可靠性 ? 單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的 CPU。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。 ?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(zhuǎn)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。 ?低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ? 為了滿足廣泛使用于便 攜式系統(tǒng)，許多單片機內(nèi)的工作電壓僅為 ～ ，而工作電流僅為數(shù)百微安。 ? 易擴展 ? 片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。 ? 優(yōu)異的性能價格比 ? 單片機的性能極高。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用 RISC 流水線和 DSP 等技術(shù)。單片機的尋址能力也已突破 64KB 的限制，有的已可達到 1MB 和16MB，片內(nèi)的 ROM 容量可達 62MB， RAM 容量則可達 2MB。由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競 爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。） 圖 32 引腳圖 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 F