【導(dǎo)讀】芯片及外圍電路以實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能控制。設(shè)計(jì)采用傳感器檢測(cè)洗衣過(guò)程必需的。物理量，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)自動(dòng)識(shí)別衣質(zhì)、衣量，自動(dòng)識(shí)別骯臟程度，自動(dòng)決定水量，自動(dòng)投入恰當(dāng)?shù)南礈靹┑裙δ艿目刂?。本設(shè)計(jì)在洗滌過(guò)程中采用了實(shí)時(shí)模糊控。制，提高洗衣質(zhì)量,節(jié)約能源。硬件結(jié)構(gòu)框圖及軟件流程圖是該系統(tǒng)的重要組成。部分,在整個(gè)控制過(guò)程中，硬件控制起了決定性的作用。

　　

【正文】 一起，由 1個(gè) 8位 I/O 口控制，形成段碼線的多路復(fù)用，而各位的共陰極或共陽(yáng)極分別由相應(yīng)的 I/O 線控制，形成各位的分時(shí)選通。 本次設(shè)計(jì)中我們采用的是 3位共陰極數(shù)碼管，其中段碼線占用 1個(gè) 8位 I/O 口，而位選占用 3位 I/O 口。由于各位的段碼線并聯(lián)， 8位 I/O 口輸 出的段碼對(duì)各個(gè)顯示位來(lái)說(shuō)都是相同的。因此，在同一時(shí)刻，如果各位位選都處于選通狀態(tài)的話， 3位 LED將顯示相同的字符。若要各位 LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動(dòng)態(tài)顯示，即在某一時(shí)刻，只讓一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選處于關(guān)河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 閉狀態(tài)，同時(shí)，段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符段碼。這樣，在同一時(shí)刻， 3 位 LED中只有選通的那位顯示字符，而其他 2位則是熄滅的。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示 出相應(yīng)的字符，而其他各位都是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺(jué)暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位 同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。 典型控制電路 晶閘管驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 晶閘管驅(qū)動(dòng)控制電路如圖 210 所示，其作用是控制洗衣機(jī)的進(jìn)水閥、排水閥和電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。完成洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)洗衣功能。單片機(jī) I／ O 口直接與驅(qū)動(dòng)芯片 uLN2803 連接，將信號(hào)放大后驅(qū) 動(dòng)晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷。 圖 210 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路 洗衣機(jī)完成衣物檢測(cè)或手動(dòng)設(shè)置洗衣程序后，進(jìn)水閥打開(kāi)，當(dāng)水位檢測(cè)電路檢測(cè)水位達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉停止進(jìn)水。在整個(gè)進(jìn)水過(guò)程中，若進(jìn)水閥打開(kāi)時(shí)間超過(guò) 15 分鐘水位檢測(cè)電路仍末檢測(cè)到水位達(dá)到預(yù)定高度，洗衣機(jī)將會(huì)報(bào)警并暫停進(jìn)水，等待故障排除。如果無(wú)故障，當(dāng)進(jìn)水滿(mǎn)后關(guān)閉進(jìn)水閥，啟動(dòng)電機(jī)開(kāi)始洗滌。洗滌程序結(jié)束排水閥將會(huì)打開(kāi)，進(jìn)入脫水程序。 水位檢測(cè)電路 水位檢測(cè)模塊通過(guò)水位傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)桶內(nèi)水位的檢測(cè)。水位傳感器內(nèi)部存在 Lc振蕩電路，當(dāng)水壓改變后電容值也會(huì)隨之改變 ，從而影響水位傳感器的輸出頻率，不同的水位對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的頻率值。本課題采用 SW1 型水位傳感器，在零水位時(shí)輸出河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 32 頁(yè) 頻率為 ，隨著水位的升高水位傳感器輸出的頻率會(huì)之減小，當(dāng)達(dá)到本課題設(shè)計(jì)的最高水位 390mm 時(shí)輸出頻率為 。將水位傳感器的輸出連接到水位檢測(cè)電路如圖 211所示： 圖 211水位檢測(cè)電路 開(kāi)關(guān)電源電路 開(kāi)關(guān)電源為單片機(jī)供電，原理圖如圖 212所示。交流 220V 電源經(jīng)變壓器降壓再經(jīng)過(guò)電力二極管整流、濾波后產(chǎn)生直流電壓，經(jīng)穩(wěn)壓芯片 LM2575 穩(wěn)壓后得到 +5v 電壓 為單片機(jī)供 電。 L M 2 5 7 52 2 0 VV C CC 3C A P+ C 2+GNDD 5T R A N S 1B R I D G E 1D 1O U TS W S P S TT 1C A P A C I T O R T O LI N1432 圖 212 開(kāi)關(guān)電源電路 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 32 頁(yè) 鍵盤(pán)輸入及顯示電路 圖 213 鍵盤(pán)輸入及顯示電路 本設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入及顯示部分，采用 8279 芯片作為電路的核心。如圖 26 所示，當(dāng)用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入命令時(shí)， 8279 芯片將自動(dòng)產(chǎn)牛一個(gè)中斷信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)送請(qǐng)求將 RAM中的數(shù)據(jù)取走。圖 25中 8279的地址由 A0決定，故數(shù)據(jù)口地址為 7FFEH，命令口地址為 7FFFH。所接的 5個(gè)按鍵，掃描線接在 74Lsl38 的譯碼輸出端 Y0和 Y1上，當(dāng) Y0 為 0(SL2SLlSL0=000 時(shí) )，掃描第 1 列按鍵，當(dāng) Y1 為 O(SL2SL1SL0= 001時(shí) )掃描第 2 列按鍵。當(dāng)某一按鍵被按下后，鍵值就自動(dòng)進(jìn)入 8279 緩沖區(qū)，當(dāng) 8279不空時(shí)由 INT 輸出高電平告知 CPU 取走緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，故 INT 連接 CPU 的中斷輸入需加一反向器。 電路中， ALE 連接 8279 的 CLK 以提供 8279 工作需要的 100KHZ，則時(shí)鐘必須在8279 編程時(shí)提供分頻系數(shù)為可得到 100KHZ 本設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為 1 2MHZ，則ALE 輸出頻率為時(shí)鐘的 1／ 6，等于 2MHZ，要得到 100MHZ 的頻率需進(jìn)行 2MHZ／ 100KHZ =20 分頻。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè) 第三章 軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖 圖 31洗衣機(jī)控制器主流程圖 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè) 各子程序流程圖 標(biāo)準(zhǔn)子程序 快速子程序 輕柔子程序 啟動(dòng)子程序 圖 32鍵盤(pán)中斷子程序流程圖及各洗衣程序流程圖 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 33定時(shí)器 T0中斷子程序 圖 34定時(shí)器 T1中斷子程序 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 35 延時(shí)子程序流程圖 Y Y Y Y N N N 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 36 報(bào)警子程序 Y Y Y N N N 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 共 32 頁(yè) 第四章 調(diào)試 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件故障是存調(diào)試軟件時(shí)發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試。 常見(jiàn)的硬件故障有： 邏輯錯(cuò)誤：樣機(jī)硬件的邏輯錯(cuò)誤是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過(guò)程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類(lèi)錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開(kāi)路、短路、相位等。 元器件失效：元器件失效的原因包括兩個(gè)方面，一方面是器件本身已損壞或不符合要求，另方面是組裝過(guò)程中造成元器件失效，如電解電容方 面性接反、集成電路或排電阻方向錯(cuò)誤、三極管引腳接錯(cuò)等 可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過(guò)大、器件負(fù)載過(guò)大或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。 電源故障：若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源故障包括：電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差等。 硬件的調(diào)試方式有： 脫機(jī)調(diào)試：脫機(jī)調(diào)試是在樣機(jī)加電之前，先用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件電氣 原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)的正確性，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求。就特別注意電源的走線，防止 電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號(hào)線的短路。對(duì)于樣機(jī)所用電源事先必須單獨(dú)調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合設(shè)計(jì)要求，才能加到系統(tǒng)的各個(gè)部件上。在不插芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量各點(diǎn)電位是否正常，尤其應(yīng)注意甲．片機(jī)插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機(jī)。聯(lián)機(jī)調(diào)試：通過(guò)脫機(jī)調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件 故障還是要通過(guò)聯(lián)機(jī)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 共 32 頁(yè) 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊化程序發(fā)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。調(diào)試子程序時(shí)，一定要求符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。調(diào)試的手段可采用單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶(hù)系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場(chǎng)、 RAM 的內(nèi)容和 I／ O 口的狀態(tài)，檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯(cuò)誤、機(jī)器碼錯(cuò)誤及轉(zhuǎn)換地址錯(cuò)誤，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)用戶(hù)系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。在調(diào)試過(guò)程中逐 步調(diào)整用戶(hù)系統(tǒng)的軟件和硬件。 各程序模塊調(diào)試好后，可以把相關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來(lái)起進(jìn)行整體綜合調(diào)試。存這個(gè)階段若發(fā)生錯(cuò)誤，可以考慮各子程序存運(yùn)行時(shí)是否存破壞現(xiàn)場(chǎng)，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標(biāo)志位的建立和清除是否影響其它標(biāo)志位的變化，堆棧區(qū)的深度是否小夠，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。 單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)行是在嚴(yán)格的時(shí)序下進(jìn)行的，單步運(yùn)行成功并不代表連續(xù)運(yùn)行成功。待全部調(diào)試完成后，應(yīng)反復(fù)運(yùn)行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要考慮仿真條件是否與實(shí)際相符，如晶振頻率是否與樣機(jī)一致，所使用 CPU 資源是否與實(shí)際 CPU 資源相符等等。如調(diào)試時(shí)采用 52 系統(tǒng) CPU，并且程序中使用 RAM 地址 80H～ FFH，而目標(biāo)程序?qū)懭?51 系列就不 能正常運(yùn)行程序。 在全部調(diào)試和修改完成后，將目標(biāo)程序用相應(yīng)設(shè)備寫(xiě)入程序存儲(chǔ)器，插入仿真板，一般可能正常運(yùn)行，至軟硬件高度完畢。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁(yè) 共 32 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 林渭勛 .電力電子技術(shù) . 北京 :航空工業(yè)出版社 ,1992 [2] 邵丙衡 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) . 北京 :中國(guó)鐵道出版社 ,1995 [3] 李杏春等 .8098單片機(jī)原理及實(shí)用接口技術(shù)。北京航空航天大學(xué)出版社 , [4] 趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) .清華人學(xué)出版社 ,1995 [5] 何立民編著 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (6). 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1998 [6] 何立民編著 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (5). 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,1998 [7] 張立勛 張今瑜 楊勇編著．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)．哈爾濱工程大學(xué)出版社， 2021 [8] 王 煜 東主編．傳感器及應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [9] 韓全立 趙德申主編．微機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10]劉子林主編．電機(jī)與電氣控制．電子 工業(yè)出版社， 2021 [11]高安邦等 ．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精解．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁(yè) 共 32 頁(yè) 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了很多老師、同學(xué)的幫助，其中我的導(dǎo)師 張國(guó)同 老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要，每次遇到難題，我最先做的就是向 張 老師尋求幫助，而 張 老師每次不管忙或閑，總會(huì)抽空來(lái) 指導(dǎo)我 ，然后一起商量解決的辦法。 另外，感謝 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 校方給予我 們 這樣一次機(jī)會(huì)，能夠完成 這 一課題，并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用 知識(shí)，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。再一次對(duì)我的母校表示感謝。 感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭?，在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)俅窝堇[了團(tuán)結(jié)合作的 精彩一幕 ，把一個(gè)從來(lái)沒(méi)有上手的課題，圓滿(mǎn)地完成了。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我感覺(jué)到了知識(shí)以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。 最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭娜恕? 對(duì)上述朋友，再一次真誠(chéng)地表示感謝！ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁(yè) 共 32 頁(yè) 附錄 附錄一 全自動(dòng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)功能樹(shù)圖 附錄二 全自動(dòng)洗衣機(jī)接線圖