【導(dǎo)讀】中國家用電器協(xié)會通過對洗衣機(jī)行業(yè)未來5~10年面臨的經(jīng)。全自動洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的日常生活，節(jié)約了人們很多。國內(nèi)洗衣機(jī)的質(zhì)量和世界領(lǐng)先水平同步，像海爾、美的等。省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)是各大廠商一直追求的目標(biāo)。系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、及控制部分。其中機(jī)械方面有V帶的設(shè)計、減速器的選擇、行停止、故障檢測和報警提醒功能。機(jī)電一體化課程設(shè)計目的··························································1. 第2章波輪式全自動洗衣機(jī)機(jī)電控制系統(tǒng)設(shè)計························2. 課程設(shè)計任務(wù)書·····································································2. 波輪式全自動洗衣機(jī)總體結(jié)構(gòu)·····················································2. 進(jìn)水、排水系統(tǒng)·····································································3. 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理·························································&#18

　　

【正文】 工作方式繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (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)均伴有聲、光提示或顯示。 洗衣機(jī)需要控制的工作部件主要有進(jìn)水閥、排水閥和電動機(jī)。進(jìn)、排水閥僅有開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)，電動機(jī)則有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三種狀態(tài)。根據(jù)功能要求和 AT89C2051 芯片的性能特點(diǎn)，設(shè)計出洗衣機(jī)的電氣控制電路如圖 15 所示。電路中選用 AT89C2051 的 ～ 共 4 根 I／ 0 線通過 4 塊 SPlllO 型固態(tài)繼電器，分別直接驅(qū)動洗衣機(jī)的進(jìn)水閥、排水閥，以及電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。 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) )。選用交流固態(tài)繼電器，既簡化了電路，又使強(qiáng)、弱 30 電完全隔離，保證了主板的安全。 圖中的 74LS05 為反相器，用做中間緩沖器，其中 4 個通道分別驅(qū)動 4 個 SPl110 固態(tài)繼電器，另外兩個通道用于驅(qū)動指示燈 LED5 和LED6。 圖中的 74LSl39 為雙 “24”譯碼器，選用它可解決 CPU 中 I／ 0 線數(shù)量不足的問題 ,從功能要求可知，洗衣機(jī)有 4 種洗衣工作程序，需要用 4 種不同的顯示來加以區(qū)別。 74LSl39 只要 CPU 的 和 兩根線即可提供 4 種不同顯示的驅(qū)動。其邏輯關(guān)系是： 、 為 “11”時， LEDl 亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為 “10”時， LED2 亮，指示經(jīng)濟(jì)程序；為“0I”時 ,LED3 亮，指示單獨(dú)程序；為 “00”時， LED4 亮，指示排水程序。 洗衣機(jī)的暫停功能 (暫停鍵 S6)、安全保護(hù)與防振功能 (蓋開關(guān) S3)均采用中斷方式處理。這兩個中斷分別對應(yīng) CPU 的外部中斷 0 (腳 )和外部中斷 1( 腳 )。中斷請求信號通過 TC4013BP 雙 D 觸發(fā)器的兩個 Q 端，分別加到 CPU 的 和 ，并由觸發(fā)器鎖存，直到CPU 響應(yīng)結(jié)束為止 。開蓋 (安全保護(hù) )或不平衡 (防振動 )中斷信號 (都會引起蓋開關(guān) S3 的閉合 )，通過由 v1 和 v2 組成的反相器送至 TC4013BP的 CLK 端，經(jīng)觸發(fā)器的 Q 端加到 CPU 的 。 為了充分利用 CPU 的 I／ O 口線， 和 采用分時復(fù)用技術(shù)，每根線具有兩個功能。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， 為輸入線，用于監(jiān)測起動鍵的狀態(tài)；當(dāng)起動鍵按下時，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， 為輸出線，待中斷處理完畢時， 31 由 發(fā)信將 D 觸發(fā)器輸出的中斷請求信號撤銷。在洗衣機(jī)進(jìn)水或排水期間， 被用做輸入線，用于監(jiān)測水位開關(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)生開蓋或不平衡導(dǎo)致 CPU 響應(yīng)中斷時， 為輸出線，待中斷處理結(jié)束后，由 發(fā)信將 D 觸發(fā)器輸出的中斷請求信號撤銷。 CPU 的 用于驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出各種報警聲音。 CPU 的第 第5 腳外接 6MHz 的晶振。第 l 腳通過 10μ F 電解電容接到 +5V 電源，可實(shí)現(xiàn)上電自動復(fù)位， S7 為強(qiáng)制復(fù)位鍵。 洗衣機(jī)的強(qiáng)、弱洗滌可通過 S1 鍵進(jìn)行循環(huán)選擇。 Sl 鍵還具有第二功能，即當(dāng)洗衣機(jī)發(fā)生故障轉(zhuǎn)入報警程序后，按下 S1 鍵可以退出報警狀態(tài)，回到初始待命狀態(tài)。洗衣工作程序可通過 S2 鍵循環(huán)選擇。 洗衣機(jī)的工作狀態(tài)可通過 LED7～ LED9 進(jìn)行顯示。脫水期間，系統(tǒng)在響應(yīng)開蓋或不平衡中斷后， CPU 采取軟件查洵的方式，通過 腳對蓋開關(guān)進(jìn)行監(jiān)測，以確定洗衣機(jī)是否繼續(xù)進(jìn)行脫水操作。 32 根據(jù)全自動洗衣機(jī)的功能要求，設(shè)計控制系統(tǒng)的程序流程如圖15 所示。 圖 15 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的程序流程 N Y Y N Y N 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)束報警返回 報警 干預(yù) 返回 Y Y N N N Y Y N Y N Y Y N N 33 從上圖中可以看出程序的基本流程，系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行初始化，默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序和強(qiáng)洗衣方式；然后掃描 S S2 和啟動鍵 S4,這時洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)。通過 S S2 可分別修改強(qiáng) /弱洗衣方式和洗衣工作程序。掃描過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動鍵 S4 按下時洗衣機(jī)即從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(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。進(jìn)水操作將 置位驅(qū)動進(jìn)水閥開啟。進(jìn)水期間系統(tǒng)不斷檢測水位開關(guān) S5 的狀態(tài)，當(dāng)檢測到 S5 閉合時，說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定的水位。若在規(guī)定的 4 分鐘極限時間內(nèi)未檢測到 S5 閉合，說明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生故障，此時洗衣機(jī)退出洗衣工作狀態(tài)，程序跳轉(zhuǎn)到 FW 為標(biāo)號地址的故障處理程序段進(jìn)行報警，其處理方法是：將 位全部置“ 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)出報警信號，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) )。 在正常情況下，進(jìn)水期間檢測到 S5 閉合時，說明進(jìn)水已達(dá)到預(yù)定水位，這時洗衣機(jī)進(jìn)入下一程序即洗滌工作。因?yàn)殡姍C(jī)在洗滌或漂洗工作時有正、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(tài)，所以用 、 兩線才能 實(shí)現(xiàn)對電機(jī)這三種狀態(tài)的控制。其邏輯關(guān)系是： 、 為“ 00”時電機(jī)間歇，為“ 01”時正轉(zhuǎn)為“ 10”時反轉(zhuǎn)。洗滌時間為 6 分鐘。洗 34 滌結(jié)束后，系統(tǒng)通過一條判斷指令，判斷是否排水。由控制要求可知，若不排水則為單獨(dú)程序，這時程序直接跳到結(jié)束報警程序段，報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。 排水時間采用動態(tài)時間法確定，其原理是：根據(jù)常用的空氣壓力水位開關(guān)的特性（即在進(jìn)水中當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定水位時，水位開關(guān)就接通；在排水中當(dāng)桶內(nèi)水位下降 11 厘米后，水位開關(guān)才斷開） ，在排水中若從開始到開關(guān)斷開這段時間所需時間為 D，則整個排水所用的時間為 2D+50 秒。若在規(guī)定的 1 分鐘極限時間內(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，其處理方法與進(jìn)水系統(tǒng)故障相同。 排水結(jié)束后，洗衣機(jī)接著執(zhí)行脫水操作， 維持置位狀態(tài)，保持排水閥開啟， 按 5 秒置位、 2 秒清零的規(guī)律連續(xù)驅(qū)動電機(jī)高速旋轉(zhuǎn) 2 分鐘，然后脫水結(jié)束。 脫水結(jié)束后系統(tǒng)通過一條判斷指令判斷整個洗衣工作是否結(jié)束。其原理是：洗衣機(jī)在每次洗滌或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，系統(tǒng)工作程序標(biāo)志 57H 單元減 1 一次，在脫水工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，系統(tǒng)即對該單元進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到 57H 單元為 0 值時說明整個洗衣工作結(jié)束，洗衣機(jī)報警三聲后，即返回初始待命狀態(tài)。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。 35 第 3 章 課程設(shè)計總結(jié) 隨著這學(xué)期末的到來，課程設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計終于完成了。在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì) 。 在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師陳老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的 影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 36 參考文獻(xiàn) [1] 尹志強(qiáng)，機(jī)電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2] 王冠熙，全自動洗衣機(jī)原理與維修 [M].電子工業(yè)出版社， 2020 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