【正文】 192 構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小和功耗低的優(yōu)點(diǎn)。由于 89C51 串行口有 限，而本此設(shè)計(jì)也用到了很多串口，而且我們需要一個(gè)多通道的轉(zhuǎn)換器，而 MAX192 正是滿(mǎn)足這種要求，其轉(zhuǎn)換精度也高，所以本次設(shè)計(jì)我們采用 MAX192。 A/D 轉(zhuǎn)換器種類(lèi)很多，按接口方案來(lái)分，可分為并行接口和串行接口兩類(lèi)。因此，在一般的控制過(guò)程中，要先通過(guò)傳感器將它們測(cè)量出來(lái)，以電信號(hào)的 形式表示，然后再將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入到計(jì)算機(jī)中，完成模擬到數(shù)字這一轉(zhuǎn)換的過(guò)程叫模 /數(shù)轉(zhuǎn)換（ A/D 轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換的器件叫模 /數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器（ A/D 轉(zhuǎn)換器）。 A/D 轉(zhuǎn)換器 數(shù)字計(jì)算機(jī)只能出來(lái)數(shù)字量，不能處理模擬量。其連接圖如圖 26 所示。 (2) 在由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)之間的時(shí)鐘信號(hào)的同步，應(yīng)當(dāng)引入唯一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖，這時(shí)的外部脈沖信號(hào)是經(jīng)過(guò)XTAL1 引腳注入， XTAL2 懸空。如圖 25 所示。 MCS51 在通常的情況下，使用振蕩頻率為 6MHz 的石英晶體，而 12MHz 主要是 在高速串行通信的情況下才使用。 (1) MCS51 系列芯片的內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端引腳為 XTAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖 25 所示。 圖 24 89C51 的復(fù)位電路 單片機(jī)的時(shí)鐘電路與時(shí)序 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)該在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按RST940V CCV CC20R 1C 180 C 51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 13 頁(yè) 共 32 頁(yè) 時(shí)序進(jìn)行工作。工作原理是通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是 RST引腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對(duì)電容充電， RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始正常工作。 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 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) 1234567891011121314151617181920 21222324252627282930313233343536373839P1 .0P1 .1P1 .2P1 .3P1 .4P1 .5P1 .6P1 .7P0 .1P0 .2P0 .3P0 .4P0 .5P0 .6P0 .7VC CP2 .0P2 .1P2 .2P2 .3P2 .4P2 .5P2 .6P2 .7GN DXT AL 1XT AL 2P3 .7 /R TP3 .6 /W RP3 .5 /T 1P3 .5 /T 0RS T/ WP DP3 .0 /Rx DP3 .1 /Tx DP3 .2 /I NT 0P3 .3 /I NT 1P0 .0EA /V ppAL E/ PRO GPS EN 圖 23 89C51引腳圖 單片機(jī)的復(fù)位電路 根據(jù)應(yīng)用的要求，用到單片機(jī)，為了可靠的復(fù)位要外加一個(gè)復(fù)位電路。選用它設(shè)計(jì)制作全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路，該電路的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，工作原理清晰，易于理解。它含有 4KB可反復(fù)燒錄及擦除內(nèi)存和 128 字節(jié)的 RAM，有 32 條可編程控制的 I/O 線， 5個(gè)中斷發(fā)源，指令與 MCS51系列完全兼容。 綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用 51系列，而 51 系列的典型產(chǎn)品是 8051。積的低位字節(jié)在累加器 A 中，高位字節(jié)在寄存器 B 中 )。而八位乘八位的乘法指令，其積為十六位，精度還是能滿(mǎn)足要求的，用的較多。 51 系列的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是乘法和除法指令，這給編程也帶來(lái)了便利。這一功能無(wú)疑給使用者提供了極大的方便，因?yàn)橐粋€(gè)較復(fù)雜的程序在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)遇到很多分支，因而需建立很多標(biāo)志位，在運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)有關(guān)的標(biāo)志位進(jìn)行置位、清零或檢測(cè)，以確定程序的運(yùn)行方向。雖然其他種類(lèi)的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算 的實(shí)屬少見(jiàn)。它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。 圖 22 洗衣機(jī)控制器系統(tǒng)框圖 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 11 頁(yè) 共 32 頁(yè) 單片機(jī) 單片機(jī)的選型 89C51 單片機(jī)是低耗能 /低電壓、高性能的 8 位單片機(jī)，它采用了 CMOS 和 ATMEL公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容，是一種功能強(qiáng)、靈活性高而且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 。 ⑨ 水位開(kāi)關(guān)和安全開(kāi)關(guān)電路 水位電路和安全開(kāi)關(guān)電路由傳感器監(jiān)測(cè)，其通斷狀態(tài)由電路輸送給單片機(jī)。 ⑧ 報(bào)警電路 此電路在洗衣機(jī)中起提示和報(bào)警的作用。雙各可控硅作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制電機(jī)等負(fù)載的通斷及運(yùn)行。預(yù)設(shè)工作程序時(shí)，可根據(jù)指示燈的閃亮來(lái)判斷洗衣機(jī)是否接受了指令；還可以通過(guò)批示燈的顯示來(lái)判斷洗衣機(jī)工作是否正常。單片機(jī)對(duì)應(yīng)地調(diào)出內(nèi)部軟件進(jìn)行工作，使洗衣機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的洗滌程序。 ④ 時(shí)鐘電路 由晶振元件與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)信號(hào)定時(shí)和計(jì)時(shí)。 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 10 頁(yè) 共 32 頁(yè) ③ 復(fù)位電路 此電路的作用是復(fù)位。如果單片機(jī)自身出故障、或控制電路傳送給單片機(jī)的信息不正確，洗衣機(jī)就不能正常工作。洗衣機(jī)控制器系統(tǒng)框圖如圖 22 所示。這些被控對(duì)象是需要根據(jù)不同的洗衣程序來(lái)設(shè)定它們的不同工作狀況和工作時(shí)間的，進(jìn)水閥和排水閥的控制還需要水位檢測(cè)，同時(shí)需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運(yùn)行剩余時(shí)間。 (6) 其它動(dòng)作 洗衣機(jī)控制器在此控制面板上還配有啟動(dòng)／停止電源、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕。通過(guò)這一插入動(dòng)作，衣服將調(diào)整到洗衣桶中心位置。 (5) 脫水不平衡修正 進(jìn)行脫水處理，電機(jī)要正轉(zhuǎn)，電機(jī)要進(jìn)行高速單向正轉(zhuǎn)，若此時(shí)衣物偏向于一邊，脫水 桶會(huì)因離心的作片的作用，在很短的時(shí)間內(nèi)碰撞安全開(kāi)關(guān)裝置，使安全開(kāi)關(guān)產(chǎn)生瞬時(shí)的關(guān)閉和斷開(kāi)，此時(shí)要進(jìn)行脫水不平衡修正。進(jìn)行脫水時(shí)若遇到洗衣機(jī)蓋打開(kāi)，則暫停脫水，并發(fā)出報(bào)警，直至用戶(hù)合上桶蓋后，才繼續(xù)進(jìn)行脫水。不同的洗衣過(guò)程，控制電機(jī)執(zhí)行“ 正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”的時(shí)間是不同的。洗衣機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際水量對(duì)排水時(shí)間進(jìn)動(dòng)態(tài)控制。 (2) 排水動(dòng)作 進(jìn)入脫水動(dòng)作前應(yīng)先排水。 圖 21 洗衣機(jī)控制 面板 完成次洗衣過(guò)程所需的動(dòng)作有： (1) 進(jìn)水動(dòng)作 進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到水位設(shè)定要求。通過(guò)這幾個(gè)部分電路的協(xié)調(diào)工作，洗衣機(jī)能模擬人腦進(jìn)行操作。電源采用三端集成固定穩(wěn)壓器 7805 提供 +5V 電源，數(shù)字控制電路負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過(guò)程，主要由 AT89S51 單片機(jī) 、三位共陰數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器、 LED指示燈組成；機(jī)械控制電路實(shí)現(xiàn)傳感器檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、進(jìn)水、排水等功能，主要由水位檢測(cè)器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)部件、進(jìn)水排水電磁閥組成。目前的洗衣機(jī)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，包括用戶(hù)參數(shù)輸入、洗衣、漂洗、排水和脫水等階段。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)目的 目前中國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來(lái)越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。洗衣機(jī)的功能樹(shù)圖如附錄一所示。也就是說(shuō)，洗滌→漂洗→脫水是全自動(dòng)洗衣機(jī)的主要工作過(guò) 程。如要現(xiàn)洗現(xiàn)用的織物則可增加熱氣流烘干。再經(jīng)過(guò)一定水的反復(fù)洗滌，每一次排盡水再注清水漂洗，是洗滌劑和污垢混合物的濃度不斷的下降、污垢不斷的隨洗滌水排出，水溶液逐漸變清，達(dá)到了機(jī)械力去污的目的。洗滌劑與污垢作用的同時(shí)也把污垢包裹起來(lái)，然后依靠機(jī)械力使其從織物上完全剝離下來(lái)。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)就是：①首先了解它的洗滌過(guò)程：濕式洗滌常用的洗滌劑含有表面活性物質(zhì)，該分子結(jié)構(gòu)一端為親油基，另一端為親水基。以至目前問(wèn)世的帶有模糊控制技術(shù)的人工智能型洗衣機(jī)。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)理念 家用洗衣機(jī)是人們很熟悉的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在溢水過(guò)程中用 500V 絕緣電阻表連續(xù)監(jiān)測(cè)帶電部分與外露部非帶電金屬部分之間的絕緣電阻值，應(yīng)不小于 22MΩ。 （ 6）接地電阻 洗衣機(jī)的外露非帶電金屬部分與接地線之間的電阻不應(yīng)大于 ，與接地線末端（或電源插頭的接地極）之間的電阻不應(yīng)大于 。 （ 5）電氣強(qiáng)度 洗衣機(jī)的帶電部分與外露非帶電金屬部分之間，應(yīng)能承受熱態(tài)實(shí)驗(yàn)電壓 1500V。 （ 3）泄漏電流 洗衣機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下使用，洗衣機(jī)外漏非帶電金屬部分與電源 線之間的泄漏電流應(yīng)不大于 。 （ 1）溫升 洗衣機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升不應(yīng)大于 75℃（ E 級(jí)絕緣），電磁閥和電磁鐵線圈的溫升不應(yīng)大于 80℃（ E級(jí)絕緣）。 （ 8）電壓波動(dòng)特性 當(dāng)電源電 壓在額定值上下波動(dòng) 10%（即電源電壓為 198～ 242V）時(shí)，洗衣機(jī)應(yīng)能無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 6）消耗功率 在標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)下，洗衣機(jī)的消耗功率應(yīng)在額定輸入功率的 115%以?xún)?nèi)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，波輪洗衣機(jī)的磨損率應(yīng)不大于 %。用公式表示 : η =(P/P0) 100%。 （ 4）磨損率 洗衣機(jī)在洗滌過(guò)程中對(duì)衣物總要造成不同程度的磨損，用磨損率來(lái)表示。脫水率 =（額定脫水負(fù)載布干重 /脫水后的重量） 100%。漂洗比是通過(guò)漂洗前后測(cè)定的洗滌液及漂洗液的電導(dǎo)率來(lái)確定： 漂洗比 =（ AB） / (AC) K 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 5 頁(yè) 共 32 頁(yè) 式中 A— 洗滌液（原液）的電導(dǎo)率； B— 漂洗后液體的電導(dǎo)率； C— 自來(lái)水的電導(dǎo)率； K— 漂洗 系數(shù)（取 ）。即在標(biāo) 準(zhǔn)使用狀態(tài)下，被測(cè)洗衣機(jī)的洗凈率與參比洗衣機(jī)洗凈率的比值。設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維修人員在對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維修時(shí)，必須要注意確保洗衣機(jī)在使用中應(yīng)是絕對(duì)安全的。 洗衣機(jī)的質(zhì)量包括外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。 這類(lèi)洗衣機(jī)洗凈度高，磨損較輕，可以加大洗衣量，但洗滌時(shí)間較長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)體大而重，價(jià)格較高，在美國(guó)和其他美洲國(guó)家市場(chǎng)上較為常見(jiàn)。 （ 3）攪拌式洗衣機(jī) 被洗衣物浸沒(méi)于洗滌液中，依靠攪拌器往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行洗滌。 目前，歐、美主要生產(chǎn)滾筒洗 衣機(jī)，世界上現(xiàn)有的洗衣機(jī)中近 70%屬于這類(lèi)。其洗滌作用柔和，對(duì)衣物損傷較少，適合洗滌毛料衣物。衣物投放在內(nèi)桶中，內(nèi)桶有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)，突出的肋將衣物帶起到一定的高度又將衣物拋落在洗滌液中，這樣河南工業(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 4 頁(yè) 共 32 頁(yè) 就在內(nèi)桶中完成洗滌過(guò)程。 （ 2）滾筒式洗衣機(jī)。 這類(lèi)洗衣機(jī)洗凈度高，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格便宜，但衣 物磨損較大。它由洗滌桶、波輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。 按結(jié)構(gòu)原理分類(lèi) （ 1）波輪式洗衣機(jī)。當(dāng)衣物甩干后，蜂鳴器發(fā)出聲響。 （ 3）全自動(dòng)洗衣機(jī) 洗滌、漂洗和脫水各功能的轉(zhuǎn)換不用手動(dòng)操作而能自動(dòng)進(jìn)行。在洗衣桶中可以定時(shí)完成洗滌和漂洗程序，但不能自動(dòng)脫水，需要人工把衣物從洗滌筒中取出，放入離心脫水桶中進(jìn)行脫水。 （ 2）半自動(dòng)洗衣機(jī) 洗滌、漂洗、脫水各功能中任意兩個(gè)功能的轉(zhuǎn)換不用手動(dòng)操作而能自動(dòng)進(jìn)行。 按自動(dòng)化程度分類(lèi) （ 1）普通洗衣機(jī) 洗滌、漂洗、脫水各功能的操作均需用手動(dòng)轉(zhuǎn)換。洗衣機(jī)的機(jī)械力是一個(gè)復(fù)雜的力系，一般可以認(rèn)為是由摩擦力、彎曲力、拉伸力、壓縮力、沖擊力等幾種機(jī)械力復(fù) 合而成。 三是機(jī)械力作用 —— 揉搓作用。 二是一定溫度的水吸收污垢的媒介作用。即利用洗滌劑中含有的表面活性物質(zhì)，能大大降低水溶液的表面張力，從而產(chǎn)生濕潤(rùn)、乳化、分散、泡沫及增溶的作用，這些特殊作用成為表面活性。因此，通常把水、洗滌劑和機(jī)械力成為洗滌過(guò)程中的三要素。 洗衣機(jī)的工作原理 洗 衣機(jī)洗凈衣物的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是在化學(xué)力和機(jī)械力的共同作用下，將衣物上的污垢從衣物表面及纖維孔隙中拉擠出來(lái)的過(guò)程。 全自動(dòng)洗衣機(jī)在程控器的控制下自動(dòng)完成洗衣的全過(guò)程。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的簡(jiǎn)介 洗衣機(jī)是代替人工完成洗滌