【正文】 IO 口給出一個(gè)高電平→光耦就會(huì)導(dǎo)通→使 Q1基極高電平→ Q1導(dǎo)通→繼電器導(dǎo)通→電機(jī)工作。在本控制器中，它使得驅(qū)動(dòng)電路與電機(jī)隔離，控制電機(jī)的工作。本設(shè)計(jì)選用 TLP521 光耦，將單 片機(jī)的 IO 口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路隔離開來(lái)，避免灌電流對(duì)芯片造成影響與傷害。 ：又稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。或者加相應(yīng)的調(diào)速器來(lái)改變轉(zhuǎn)速，增大力矩。 二、 轉(zhuǎn)速： pfn /60? （ 34） n:電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn) /分鐘； f:電源頻率，在我國(guó)為 50Hz； p:電機(jī)磁極對(duì)數(shù)； 考慮到性價(jià)比，電機(jī)一般磁極對(duì)數(shù)比較小，由于單相異步電機(jī)轉(zhuǎn) 速較大，而洗衣機(jī)電機(jī)洗滌時(shí)不需要太高轉(zhuǎn)速，脫水時(shí)需要較為高一些的轉(zhuǎn)速。下面就將介紹電機(jī)部分了。 因?yàn)楸究刂破鞴δ艿拈_關(guān)由按鍵控制，故液晶屏的背光燈也需要控制開關(guān)，所以通過(guò)三極管 Q3 驅(qū)動(dòng)。由于內(nèi)部集 成好電路，對(duì)比度可調(diào)節(jié)，提供各種控制命令，故軟件編程時(shí)較為容易。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 1602 介紹： 1602 是一塊工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16*02 即 32 個(gè)字符（ 16 列 2 行）。 黑白液晶：可以顯示數(shù)字、字母、圖標(biāo)等，價(jià)格中等，硬件電路連接簡(jiǎn)單。 數(shù)碼管：數(shù)碼管價(jià)格比較便宜，可以顯示簡(jiǎn)單的數(shù)字及字母，但是線路復(fù)雜，要加入很多的限流電阻，而且數(shù)碼 管占用芯片引腳很多，在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用上給用戶的感覺不符合智能洗衣機(jī)應(yīng)有的現(xiàn)代審美，故綜合考慮后，舍棄。 顯示部分 本控制器設(shè)計(jì)顯示可以有很多種方式，指示燈、數(shù)碼管、黑白液晶、彩屏液晶等等。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 圖 312 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)原理圖 由于不需要有多種聲音的發(fā)出，所以本控制器設(shè)計(jì) LS1 用的是普通的 5v 有源蜂鳴器，正常工作電流在 20mA~30mA 左右， STM8S105C6T6 手冊(cè)上說(shuō)，“本控制器芯片任意 I/O 和控制管腳上的輸出灌電流最大值是 20mA”，所以蜂鳴器正常工作時(shí)，普通 IO 口很難驅(qū)動(dòng)起來(lái)。 圖 311 渾濁度檢測(cè)電路原理圖 蜂鳴器部分 在洗滌衣物前，我打算機(jī)器被打開啟動(dòng)時(shí)鳴叫一聲，作為工作開始標(biāo)志，在洗滌完衣物之后，蜂鳴器鳴叫三聲作為洗衣過(guò)程結(jié)束。測(cè)試燈 D5 在檢測(cè)時(shí)導(dǎo)通發(fā)出亮光（由單片機(jī) IO 口控制），透過(guò)要檢測(cè)的水照射到光敏電阻 R16 上， R13與 R16 分壓后與 R12（渾濁度設(shè)定值）電壓比較，如果洗滌后的水比較渾濁，那么經(jīng)過(guò)運(yùn)算 放大器輸出的是低電平；如果洗滌后的水比較清澈，那么經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器輸出的是高電平。 在這里，我選擇 GL5528 光敏電阻，其工作原理是：當(dāng)周圍光線變?nèi)鯐r(shí)引起光敏電阻的阻值增加。 水渾濁度檢測(cè)部分 渾濁度檢測(cè)部分，本控制器用高亮燈作為發(fā)射光源，光敏電阻作為接收源，當(dāng)一次洗滌時(shí)間結(jié)束后，在排水的時(shí)候檢測(cè)水的渾濁度，如果渾濁度比較大，就接著在洗滌一次，如果渾濁度比較小，符合干凈的標(biāo)準(zhǔn)，就結(jié)束洗滌。 圖 39 壓力傳感器實(shí)物圖 接線 :紅線輸入“電壓 +”， 黑 線輸入“電壓 ” ，綠線輸出“信號(hào) +” ，白線輸出“信號(hào) ”。其中以電阻應(yīng)變式使用的最為廣泛。各溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 ADC 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量可以計(jì)算為： VVD AINadc 5/1 0 2 4 0?? （ 32） 將公式 （ 1）、（ 2）結(jié)合可以得到： )64/(4102 4 RRRD adc ??? （ 33） 重力傳感器部分 稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。 下圖是 MF52AT 10K 誤差 1% 溫度特性表： 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 表 31 MF52AT 10K 3950 溫度特性表 T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) 40 27 14 1 39 26 13 0 38 25 12 1 37 24 11 2 36 23 10 3 35 22 9 4 34 21 8 5 33 20 7 6 32 19 6 7 31 18 5 8 30 17 4 9 29 16 3 10 28 15 2 11 T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) 12 25 38 51 13 26 39 52 14 27 40 53 15 28 41 54 16 29 42 55 17 30 43 56 18 31 44 57 19 32 45 58 20 33 46 59 21 34 47 60 22 35 48 61 23 36 49 62 24 37 50 63 T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) T(℃ ) R(KΩ) 64 76 88 100 65 77 89 101 66 78 90 102 67 79 91 103 68 80 92 104 69 81 93 105 70 82 94 106 71 83 95 107 72 84 96 108 73 85 97 109 74 86 98 110 75 87 99 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 下圖為溫度模塊的原理圖： 圖 38 溫度傳感器檢測(cè)原理圖 如上圖所示， NTC 熱敏電阻 P6 和測(cè)量電阻 R4（精密電阻）組成一個(gè)簡(jiǎn)單的串聯(lián)分壓電路，參考電壓 V_ref（ +5v）經(jīng)過(guò)分壓可以得到一個(gè)電壓值隨著溫度值變化而變化，這個(gè)電壓的大小將反映出 NTC 電阻的大小，也就是相應(yīng)溫度值的反映。第三，它 的溫度敏感，能夠比較快速的反應(yīng)水溫的變化。 在這里，我們選擇了一款“ NTC 熱敏電阻 MF52AT 10K 1%精度 ”作為我們的溫度傳感器。下面就是對(duì)這三個(gè)傳感器部分的詳細(xì)介紹。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 圖 37 按鍵輸入部分原理圖 其中 KEY KEY KEY KEY4 分別接到芯片 STM8S105 對(duì)應(yīng)的 I/O 口引腳上。 圖 36 TO92 封裝 按鍵輸入部分 本洗衣機(jī)控制器一共有 4 個(gè)按鍵，功能分別為 KEY1：“開關(guān)按鍵”； KEY2：“設(shè)置按鍵”； KEY3：“功能加”； KEY4：“功能減”。 由于用的 WS78L05 是 TO92 封裝，輸出電流最大可達(dá) 150mA。所以在下圖我們還將加入一個(gè)穩(wěn)壓芯片WS78L05。當(dāng)然，洗衣機(jī)還要加接地保護(hù)，防止人身觸電。 C15 電解電容耐壓值應(yīng)大于 22V，本設(shè)計(jì)采用市面上較為常用的 50V耐壓值的電解電容。 圖 34 電源的初步降壓 上圖為工程設(shè)計(jì)中常用的線性電源，其原理是先將交流電 220v 經(jīng)過(guò) 變壓器降低電壓幅值到 14v，再經(jīng)過(guò) 整流 電路整流后，得到 脈沖 直流電，后經(jīng)濾波得到帶有微小 波紋電壓 的直流電壓 20V（空載）。 下圖是 STM8S105 手冊(cè)推薦的復(fù)位引腳保護(hù)，本文是根據(jù)它來(lái)設(shè)計(jì)控制器STM8S105 的復(fù)位引腳的。以下是 STM8S105C6T6 單片機(jī)的原理圖。 ~ 工作電壓，靈活的時(shí)鐘控制， 4 個(gè)主時(shí)鐘源，帶有時(shí)鐘監(jiān)控的時(shí)鐘安全保障系統(tǒng)，永遠(yuǎn)打開的低功耗上電和掉電復(fù)位，高級(jí)控制定時(shí)器： 16 位， 4 個(gè) CAPCOM 通道， 3個(gè)互補(bǔ)輸出，死區(qū)插入和靈活的同步，自動(dòng)喚醒定時(shí)器， 10 位，177。本文設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)控制器 系統(tǒng)主要包括 :芯片部分，電源部分、按鍵輸入部分、傳感器部分、控制驅(qū)動(dòng)輸出電機(jī)部分等。 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3 模糊洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 模糊控制洗衣機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 硬件是整個(gè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，沒有硬件的東西，任何軟件都無(wú)用武之地。 根據(jù)以上控制器的簡(jiǎn)要介紹，通過(guò)對(duì)價(jià)格的比較，應(yīng)用范圍的選擇，研發(fā)周期的考慮等綜合原因，最終選擇用單片機(jī)作為本模糊控制洗衣機(jī)系統(tǒng)的控制器。系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，實(shí)現(xiàn)模塊化； 單片機(jī) 可靠性比較高；處理功能強(qiáng)，速度快；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；控制功能強(qiáng)；環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。主要應(yīng)用于研究數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法等。 DSP:digital signal processing 數(shù)字信號(hào)處理 。 CPLD； Complex Programmable Logic Device 復(fù)雜 可編程邏輯器件 。使用方便，采用梯形圖編程，開發(fā)周期短，容易現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；功能強(qiáng)，但價(jià)格比較高；可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；硬件配套齊全，模塊化程度高，適應(yīng)性強(qiáng)。 衣 物 量水 溫渾 濁 度模糊推理洗 滌 時(shí) 間放 水 量洗 滌 次 數(shù)脫 水 時(shí) 間 圖 22 模糊控制洗衣機(jī)推理圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 控制器的選擇與比較 在大學(xué)四年所學(xué)的控制器主要有這幾種：?jiǎn)纹瑱C(jī)、 PLC、 CPLD、 DSP 等。 水 溫IT衣 物 量IW冷 水 溫 水 熱 水少 中 多洗 滌 時(shí) 間IT短中 特 長(zhǎng)長(zhǎng) 圖 21 水溫、衣物量、洗滌時(shí)間模糊量圖 江蘇師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 模糊洗衣機(jī)（控制）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 在模糊控制洗衣 機(jī)系統(tǒng)中，我們主