【正文】 對(duì)于以上之粗淺體會(huì)進(jìn)一步的總結(jié)和提高，需要有更多的 社會(huì)實(shí)踐來提供，我也相信在不久的將來踏入社會(huì)，類似這樣的設(shè)計(jì)絕不在少數(shù)，只要我們努力學(xué)習(xí)、勇于實(shí)踐、勤學(xué)好問我們就會(huì)懂得以前不明白或不懂的道理，就會(huì)很快地成長(zhǎng)和成熟起來。憑著“方法總比困難多”的信念，我首先和同學(xué)分析了任務(wù)本身該從何處著手，該何時(shí)何地查找相關(guān)資料等等尋找突破，充分地解決好問題。 本次設(shè)計(jì)可以總結(jié)出：?jiǎn)纹瑱C(jī)的廣泛應(yīng)用使用現(xiàn)在的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)越來越方便、功能越來越好、集成度也越來越高。電源電路為控制電路提供穩(wěn)定的5V 直流電壓，為電動(dòng)機(jī)提供 的直流電壓；控制電路負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程，主要由 STM32F103CBT6 單片機(jī)、 12864 液晶、按鍵、蜂鳴器、 LED 指示燈、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水排水電磁閥組成。 31 圖 49 “鑰匙”圖 圖 410 認(rèn)證圖 1 圖 411 認(rèn)證圖 2 32 圖 412 認(rèn)證圖 3 至此，所有的基本調(diào)試介紹完畢。 上面焊接了一個(gè)電位器分壓來調(diào)節(jié)電壓值。是一個(gè)無源蜂鳴器。 在洗衣流 程中，電磁閥門運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)一般是需要停下電機(jī)的。先設(shè)定一個(gè)基礎(chǔ)時(shí)間，比如說 1ms，每到設(shè)定的時(shí)間后，進(jìn)入中斷，計(jì)數(shù)器加一。 30 圖 48 洗衣流程二級(jí)菜單圖 PWM 的生成 對(duì)于電機(jī)的操控，我花了一段時(shí)間去研究。對(duì)應(yīng)的時(shí)間可選為 15 分鐘。 于是，我設(shè)置洗衣量為三個(gè)選項(xiàng)：少、中、多。我思考了很久，沒想到好的方法，使用了 goto 語(yǔ)句進(jìn)行強(qiáng)制返回。并且輸入相應(yīng)的地址，可以使文字從對(duì)應(yīng)的地址開始顯示。一方面，如果文字多的話，要制作很多圖片，占用很大的存儲(chǔ)空間。按確認(rèn)鍵進(jìn)入或退出二級(jí)界面。 27 圖 45 一級(jí)菜單圖 28 圖 46菜單 流程 圖 接著，著手制作二級(jí)菜單界面，首先我準(zhǔn)備先從最簡(jiǎn)單的“作品簡(jiǎn)介”開始。 并且加入了相應(yīng)的判斷，防止編號(hào)溢出。 于是在程序中，我給所有的菜單圖片進(jìn)行了編號(hào)， 如圖 45 所示。 菜單界面的制作 對(duì)于程序的調(diào)試，主要是集中在菜單界面的制作上。然后再斷點(diǎn)處，一步一步執(zhí)行程序，就可以非常方便地發(fā)現(xiàn)問題。 軟件調(diào)試 對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的系統(tǒng)，如果有硬件仿真器的就用硬件仿真器進(jìn)行調(diào)試。如果能達(dá)到要求，則可 以斷定這個(gè)模塊的硬件是合格的。注意 26 電源的正負(fù)極以及電源之間是否有短路問題。 嵌入式系統(tǒng)的硬件調(diào)試與軟件調(diào)試是密不可分的。 硬件檢測(cè) 俗話說，一個(gè)成熟的項(xiàng)目，大部分時(shí)間和精力都是花在了調(diào)試上。 最后制作好定位孔及挖空一個(gè)電機(jī)放置槽后， PCB 板的設(shè)計(jì)基本上就初步完成了。 注意不要有銳角。如果出錯(cuò)，則制作出來的電路板也就會(huì)出錯(cuò)，造成時(shí)間、精力、金錢上的浪費(fèi)。如果沒有，則需要使用游標(biāo)卡尺去實(shí)際測(cè)量一番 。對(duì)于一些常見的元器件， Autium Designer 09 自帶了相應(yīng)的 PCB 封裝庫(kù)。最后排版，將各個(gè)功能模塊按照對(duì)應(yīng)的功能排放在一起，調(diào)整整個(gè)圖紙為合適的大小。 圖 41 STM32F103CBT6 原理圖庫(kù) 繪制原理圖 當(dāng)所有元器件的庫(kù)都制作完成后，就可以在主原理圖中繪制原理圖了。對(duì)于每一個(gè)元器件來說，都需要分別繪制相應(yīng)的原理圖庫(kù)。 串口調(diào)試模塊 做程序的調(diào)試用，也可以進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，通過上位機(jī)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行一些控制。 在程序設(shè)計(jì)中使用到了兩個(gè)定時(shí)器中的三個(gè)定時(shí)器通道。由于涉及到洗滌、漂洗及甩干等相應(yīng)的電機(jī)操作，用到的電機(jī)轉(zhuǎn)速、流程都不盡相同。相應(yīng)的需要進(jìn)行判斷。如圖 36所示。下圖 34 則是這款軟件的界面。A39。對(duì)于顯 示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要 8 位（一字節(jié)）即可。而觸控開關(guān)的作用是用于檢測(cè)水位和機(jī)蓋，涉及到突然事件。 對(duì)于 按鍵的掃描，主要是將獲取的七個(gè)按鍵當(dāng)前值打包存入一個(gè) keytemp 變量中。還可以根據(jù)需要設(shè)置關(guān)閉報(bào)警器及關(guān)閉密鑰認(rèn)證 。最后當(dāng)所有洗衣參數(shù)都設(shè)置完后，按下確認(rèn)鍵，會(huì)按照設(shè)置的流程進(jìn)行相應(yīng)的洗衣動(dòng)作。只有插入專用的密鑰才能進(jìn)入下一步的一級(jí)菜單。 圖 213 AD檢測(cè)原理圖 18 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件編程思路 全 自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)其功能要求，主要分為以下幾個(gè)大程序模塊：主程序流程、輸入掃描模塊、顯示界面菜單模塊、輸出控制模塊、串口調(diào)試模塊。只有通過專用的密鑰認(rèn)證，才能開機(jī)。 其 基本特性 如下 : (1) 低電源電壓（ VDD:++） ； (2) 顯示分辨率 :12864 點(diǎn) ； (3) 內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡(jiǎn)繁體可選 )； (4) 內(nèi)置 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符 ； (5) 顯示方式： STN、半透、正顯 ； (6) 驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS； (7) 視角 方向： 6 點(diǎn) ； (8) 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10； (9) 通訊方式：串行、并口可選 ； (10) 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ； (11) 無需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) ； (12) 工作溫度 : 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃。通過 IA及 IB 端口的配置來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過 PWM 技術(shù)改變輸出端口 P6 的電壓等級(jí)，由此來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 圖 28 L9110S應(yīng)用電路圖 序號(hào) 符號(hào) 功 能 1 OA A 路輸出管腳 2 VCC 電源電壓 3 VCC 電源電壓 4 OB B 路輸出管腳 5 GND 地線 6 IA A 路輸入管腳 7 IB B 路輸入管腳 8 GND 地線 15 由圖 28 可以看出， L9110S 的外圍電路只要在 IA及 IB 兩個(gè)端口連接上控制線就可以驅(qū)動(dòng)它。引腳排列如圖 27 所示。 圖 26 水閥原理圖 14 直流電機(jī)模塊 洗衣機(jī)的滾筒采用一個(gè)小型直流電機(jī)代替。當(dāng)洗衣機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果到達(dá)進(jìn)水狀態(tài)，則進(jìn)水繼電器 K1 吸合，出水繼電器 K2 斷開，模擬進(jìn)水閥門 的打開。 水閥模塊 水閥分為進(jìn)水閥和出水閥。 圖 25 無源蜂鳴器原理圖 13 蜂鳴器的一端接到 VCC 電源上面，蜂鳴器的另一端接到三極管的集電極極 C，三極管的基級(jí) B 經(jīng)過限流電阻 R19 后由單片機(jī)的 PA2 引腳控制，當(dāng) PA2 輸出低電平時(shí)，三極管 Q3 截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) PA2 輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo) 通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 就是說這種材料能把機(jī)械變形和電荷相互轉(zhuǎn)化，壓電式蜂鳴器里面的起振片 ,就是一種壓電陶瓷 。 在本設(shè)計(jì)中，報(bào)警裝置采用小型無源蜂鳴器。采用軟件消抖的方式，需要再檢測(cè)到按鍵按下之后延時(shí) 20ms,再一次進(jìn)行檢測(cè)，只有兩次都檢測(cè)到同一個(gè)按鍵時(shí)，才進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。按鍵松開， CPU 接收的是低電平。其中 S2 代替水位檢測(cè)傳感器， S4代替洗衣機(jī)機(jī)蓋報(bào)警傳感器。在洗衣機(jī)控制板上設(shè)有 S S S S S7 五個(gè)人機(jī)交互按鍵。并且加入 ASM11175 專門供給液晶的灰度調(diào)節(jié)端口使用。 圖 21 引腳圖 引腳定義如表 2 2 23 所示。同時(shí)由于 51 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，需外加驅(qū)動(dòng)電路，使得硬件電路過于復(fù)雜。 ① 體積小、低功耗、低成本、高性能； ② 支持 Thumb（ 16 位） /ARM（ 32 位）雙指令集，能很好的兼容 8 位 /16 位器件； ③ 大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快； ④ 大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成； ⑤ 尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高； ⑥ 指令長(zhǎng)度固定。 5 2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 目前主要應(yīng)用的單片機(jī)機(jī)型 (1) Intel 公司的單片機(jī) Intel 是最早推出單片機(jī)的公司之一，主要有 MCS4 MCS51 系列 8 位單片機(jī)和 MCS96 系列的 16 位單片機(jī)。秘鑰采用 USB接口，在 DATA+與 DATA配置不同的電阻，通過單片機(jī)自帶的 AD 檢測(cè)電壓來進(jìn)行驗(yàn)證。有一個(gè)液體壓力傳感器來檢測(cè)相應(yīng)的水位，判斷是繼續(xù)進(jìn)水還是停止進(jìn)水。所開發(fā)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器，由主控 CPU 單元、電源、 12864 液晶顯示器、蜂鳴器、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、水位監(jiān)測(cè)單元及復(fù)位電路構(gòu)成。 設(shè)計(jì) 方案論證 （ 1） 方案 1： 通過設(shè)對(duì)計(jì)要求的分析，控制對(duì)象包括：按鍵、電控水龍頭 1（進(jìn)水閥）、電控水龍頭 2（出水閥）、電動(dòng)機(jī)、數(shù)碼管顯示、 LED 指示燈、蜂鳴器等。由于人們對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)在價(jià)格低廉的基礎(chǔ)上也提出了功能齊全、操作簡(jiǎn)單、不纏繞、不傷布料、洗衣效果好、性能可靠、工作效率高、便于維修等更高的要求。目前我國(guó)洗衣機(jī)無故障運(yùn)行水平約為 250～ 500 小時(shí)，而國(guó)外同類產(chǎn)品達(dá)1500～ 2020 小時(shí)，即十年不需修理。同時(shí)要注意避免新水流洗衣機(jī)一味地提高波輪式的轉(zhuǎn)數(shù)極其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間或增高波輪筋高的傾向，以免損傷衣率和纏繞率回升增高，降低了新水流洗衣機(jī)的優(yōu)越性。今后波輪式仍然是主要型式。 2 洗衣機(jī)待解決的一些問題 由于我國(guó)洗衣機(jī)廠起步晚，加上技術(shù)方面的一些問題，不可避免的在現(xiàn)有的機(jī)型中出現(xiàn)一些弊端。 80 年代后期，“模糊控制”洗衣機(jī)開始出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了家電器控制方式上的高度自動(dòng)化。 70 年代，日本推出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)，從此開始有了“全自動(dòng)”洗 衣機(jī)的概念。 20 世紀(jì) 20 年代，第一臺(tái)立軸攪拌式洗衣機(jī)再美國(guó)試制成功，由此，洗衣機(jī)開始了“立軸”與“臥軸”之分。設(shè)置有一級(jí)、二級(jí)菜單選項(xiàng)，用戶可以按提示操作相應(yīng)的按鍵，安全、放心地完成自己設(shè)定的洗衣過程。其中童鎖認(rèn)證功能是為解決兒童使用安全問題而特別設(shè)計(jì)的。軟件部分的設(shè)計(jì)包括：洗衣代碼選擇、洗衣倒計(jì)時(shí)顯示、進(jìn)水指示、排水指示、電機(jī)旋轉(zhuǎn) 、童鎖認(rèn)證 等主要過程 控制及顯示 。 關(guān)鍵詞 ： STM32F103CBT6 單片機(jī) 人機(jī)交互 界面 童鎖認(rèn)證 II Abstract The design of the work process for the study of household automatic washing machine model to STMicroelectronics microcontroller STM32F103CBT6 as the control center , the pletion of the power supply circuit , LCD interface circuit , DC motor drive circuit , relay control circuit , key scan circuit , AD signal acquisition circuit, buzzer alarm circuit ,