【導讀】芯片及外圍電路以實現(xiàn)洗衣機的智能控制。設計采用傳感器檢測洗衣過程必需的。物理量，實現(xiàn)對洗衣機自動識別衣質、衣量，自動識別骯臟程度，自動決定水量，自動投入恰當?shù)南礈靹┑裙δ艿目刂啤１驹O計在洗滌過程中采用了實時模糊控。制，提高洗衣質量,節(jié)約能源。硬件結構框圖及軟件流程圖是該系統(tǒng)的重要組成。部分,在整個控制過程中，硬件控制起了決定性的作用。

　　

【正文】 一起，由 1個 8位 I/O 口控制，形成段碼線的多路復用，而各位的共陰極或共陽極分別由相應的 I/O 線控制，形成各位的分時選通。 本次設計中我們采用的是 3位共陰極數(shù)碼管，其中段碼線占用 1個 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 出的段碼對各個顯示位來說都是相同的。因此，在同一時刻，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的顯示字符，就必須采用動態(tài)顯示，即在某一時刻，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河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 共 32 頁 閉狀態(tài)，同時，段碼線上輸出相應位要顯示的字符段碼。這樣，在同一時刻， 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閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選通位顯示 出相應的字符，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刻出現(xiàn)的，而在同一時刻，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暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位 同時亮的假象，達到同時顯示的效果。 典型控制電路 晶閘管驅動控制電路設計 晶閘管驅動控制電路如圖 210 所示，其作用是控制洗衣機的進水閥、排水閥和電動機的正反轉。完成洗衣機的進水、排水以及驅動電機洗衣功能。單片機 I／ O 口直接與驅動芯片 uLN2803 連接，將信號放大后驅 動晶閘管的導通和關斷。 圖 210 晶閘管驅動電路 洗衣機完成衣物檢測或手動設置洗衣程序后，進水閥打開，當水位檢測電路檢測水位達到預定高度時，進水閥關閉停止進水。在整個進水過程中，若進水閥打開時間超過 15 分鐘水位檢測電路仍末檢測到水位達到預定高度，洗衣機將會報警并暫停進水，等待故障排除。如果無故障，當進水滿后關閉進水閥，啟動電機開始洗滌。洗滌程序結束排水閥將會打開，進入脫水程序。 水位檢測電路 水位檢測模塊通過水位傳感器實現(xiàn)對桶內水位的檢測。水位傳感器內部存在 Lc振蕩電路，當水壓改變后電容值也會隨之改變 ，從而影響水位傳感器的輸出頻率，不同的水位對應一個固定的頻率值。本課題采用 SW1 型水位傳感器，在零水位時輸出河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 共 32 頁 頻率為 ，隨著水位的升高水位傳感器輸出的頻率會之減小，當達到本課題設計的最高水位 390mm 時輸出頻率為 。將水位傳感器的輸出連接到水位檢測電路如圖 211所示： 圖 211水位檢測電路 開關電源電路 開關電源為單片機供電，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 開關電源電路 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 共 32 頁 鍵盤輸入及顯示電路 圖 213 鍵盤輸入及顯示電路 本設計鍵盤輸入及顯示部分，采用 8279 芯片作為電路的核心。如圖 26 所示，當用戶從鍵盤輸入命令時， 8279 芯片將自動產(chǎn)牛一個中斷信號，向單片機發(fā)送請求將 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個按鍵，掃描線接在 74Lsl38 的譯碼輸出端 Y0和 Y1上，當 Y0 為 0(SL2SLlSL0=000 時 )，掃描第 1 列按鍵，當 Y1 為 O(SL2SL1SL0= 001時 )掃描第 2 列按鍵。當某一按鍵被按下后，鍵值就自動進入 8279 緩沖區(qū)，當 8279不空時由 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，則時鐘必須在8279 編程時提供分頻系數(shù)為可得到 100KHZ 本設計單片機的時鐘頻率為 1 2MHZ，則ALE 輸出頻率為時鐘的 1／ 6，等于 2MHZ，要得到 100MHZ 的頻率需進行 2MHZ／ 100KHZ =20 分頻。 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 共 32 頁 第三章 軟件設計 主程序流程圖 圖 31洗衣機控制器主流程圖 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 共 32 頁 各子程序流程圖 標準子程序 快速子程序 輕柔子程序 啟動子程序 圖 32鍵盤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)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 共 32 頁 圖 33定時器 T0中斷子程序 圖 34定時器 T1中斷子程序 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 共 32 頁 圖 35 延時子程序流程圖 Y Y Y Y N N N 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 共 32 頁 圖 36 報警子程序 Y Y Y N N N 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 共 32 頁 第四章 調試 硬件調試 單片機應用系統(tǒng)的硬件調試和軟件調試是分不開的，許多硬件故障是存調試軟件時發(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合起來調試。 常見的硬件故障有： 邏輯錯誤：樣機硬件的邏輯錯誤是由于設計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路、相位等。 元器件失效：元器件失效的原因包括兩個方面，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誤、三極管引腳接錯等 可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動；內部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過大、器件負載過大或熱穩(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引起系統(tǒng)可靠性差。 電源故障：若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源故障包括：電壓值不符合設計要求，電源引出線和插座不對應，電源功率不足，負載能力差等。 硬件的調試方式有： 脫機調試：脫機調試是在樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣 原理圖和裝配圖仔細檢查樣機的正確性，并核對元器件的型號、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誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。對于樣機所用電源事先必須單獨調試，調試好后，檢查其電壓值、負載能力、極性等均符合設計要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應注意甲．片機插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機。聯(lián)機調試：通過脫機調試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件 故障還是要通過聯(lián)機調試才能發(fā)現(xiàn)和排除。 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁 共 32 頁 軟件調試 軟件調試與所選用的軟件結構和程序設計技術有關。如果采用模塊化程序發(fā)計技術，則逐個模塊調好以后，再進行系統(tǒng)程序總調試。調試子程序時，一定要求符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。調試的手段可采用單步運行方式和斷點運行方式，通過檢查用戶系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場、 RAM 的內容和 I／ O 口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結果是否符合設計要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉換地址錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設計錯誤。在調試過程中逐 步調整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件。 各程序模塊調試好后，可以把相關的功能模塊聯(lián)合起來起進行整體綜合調試。存這個階段若發(fā)生錯誤，可以考慮各子程序存運行時是否存破壞現(xiàn)場，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標志位的建立和清除是否影響其它標志位的變化，堆棧區(qū)的深度是否小夠，輸入設備的狀態(tài)是否正常等。 單步和斷點調試后，還應進行連續(xù)調試，因為單片機的運行是在嚴格的時序下進行的，單步運行成功并不代表連續(xù)運行成功。待全部調試完成后，應反復運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要考慮仿真條件是否與實際相符，如晶振頻率是否與樣機一致，所使用 CPU 資源是否與實際 CPU 資源相符等等。如調試時采用 52 系統(tǒng) CPU，并且程序中使用 RAM 地址 80H～ FFH，而目標程序寫入 51 系列就不 能正常運行程序。 在全部調試和修改完成后，將目標程序用相應設備寫入程序存儲器，插入仿真板，一般可能正常運行，至軟硬件高度完畢。 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁 共 32 頁 參考文獻 [1] 林渭勛 .電力電子技術 . 北京 :航空工業(yè)出版社 ,1992 [2] 邵丙衡 .現(xiàn)代電力電子技術基礎 . 北京 :中國鐵道出版社 ,1995 [3] 李杏春等 .8098單片機原理及實用接口技術。北京航空航天大學出版社 , [4] 趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術基礎 .清華人學出版社 ,1995 [5] 何立民編著 .單片機應用技術選編 (6). 北京 :北京航空航天大學出版社 ,1998 [6] 何立民編著 .單片機應用技術選編 (5). 北京 :北京航空航天大學出版社 ,1998 [7] 張立勛 張今瑜 楊勇編著．機電一體化系統(tǒng)設計．哈爾濱工程大學出版社， 2021 [8] 王 煜 東主編．傳感器及應用．機械工業(yè)出版社， 2021 [9] 韓全立 趙德申主編．微機控制技術及應用．機械工業(yè)出版社， 2021 [10]劉子林主編．電機與電氣控制．電子 工業(yè)出版社， 2021 [11]高安邦等 ．機電一體化系統(tǒng)設計實例精解．機械工業(yè)出版社， 2021 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁 共 32 頁 致謝 這次畢業(yè)設計得到了很多老師、同學的幫助，其中我的導師 張國同 老師對我的關心和支持尤為重要，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，總會抽空來 指導我 ，然后一起商量解決的辦法。 另外，感謝 河南工業(yè)職業(yè)技術學院 校方給予我 們 這樣一次機會，能夠完成 這 一課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學習一些實踐應用 知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。 感謝在整個畢業(yè)設計期間和我密切合作的同學，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再次演繹了團結合作的 精彩一幕 ，把一個從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西，那就是團結的力量。 最后，感謝所有在這次畢業(yè)設計中給予過我?guī)椭娜恕? 對上述朋友，再一次真誠地表示感謝！ 河南工業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系畢業(yè)設計（論文） 第 32 頁 共 32 頁 附錄 附錄一 全自動洗衣機結構功能樹圖 附錄二 全自動洗衣機接線圖