【正文】 ，全自動即進(jìn)水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動完成，控制器通常設(shè)有幾種洗滌程序，對不同的衣物可供用戶選擇。 程控器功能設(shè)計及說明參考數(shù)據(jù)：（1）最高工作電壓為 （2）最低工作電壓與時鐘頻率有關(guān)：16MHZ 時為 ，8MHZ 時為 （3）在該洗衣機(jī)控制電路中需要+5V 直流電供給單片機(jī)及顯示部分， +12V 直流電源驅(qū)動繼電器和蜂鳴器，220V 交流電源驅(qū)動電機(jī)和各種交流電磁閥。 六個全自動程序功能設(shè)計六個全自動程序，各程序洗衣特點如表 11 所示：表 11 六種全自動程序洗衣特點程序 水流及特點 缺省時間標(biāo)準(zhǔn) 洗滌 12 分鐘，漂洗 2 次，脫水 6 分鐘，洗凈能力強(qiáng)。 10 分鐘纖細(xì) 洗滌 10 分鐘，漂洗 2 次，脫水 2 分鐘，適合洗滌纖細(xì)及高檔衣物。 47 分鐘防皺 洗滌 8 分，漂洗 2 次，免脫水(僅排水)，洗滌怕脫水時皺折衣物。 34 分鐘 預(yù)約功能設(shè)計按動預(yù)約鍵，數(shù)碼管閃爍顯示預(yù)約洗衣開始時間進(jìn)入預(yù)約設(shè)定狀態(tài)，可在１～48小時之間選擇。到 48 小時后再按一次回到起始狀態(tài)。在預(yù)約啟動后若開蓋，則程序報警提示。斷開超過 200ms，判斷為開蓋。 不平衡調(diào)整的工作過程進(jìn)入不平衡調(diào)整狀態(tài)，在漂洗狀態(tài)原選中的燈進(jìn)行閃爍顯示，脫水狀態(tài)則回到漂洗燈閃爍顯示。若進(jìn)行如此 2 次修正無效后，則蜂鳴器報警，等待人工處理。第二，洗衣程序結(jié)束并進(jìn)行六次蜂鳴后即時自動切斷電源。具體洗滌方式如表12 所示。表 13 故障報警工作狀況故障原因 故障顯示 蜂鳴報警 報警解除進(jìn)水報警 進(jìn)水 16 分鐘不到設(shè)定水位 數(shù)碼顯示“E1”排水報警 排水 4 分鐘不到空水位 數(shù)碼顯示“E4”開蓋報警 預(yù)約啟動后開蓋；進(jìn)入脫水狀態(tài)時開蓋 數(shù)碼顯示“E2”不平衡報警 第 3 次不平衡檢測 數(shù)碼顯示“E3”蜂鳴器連續(xù)鳴響10 秒鐘，若報警未被解除,以后每隔 16 分鐘重復(fù)蜂鳴 10 秒鐘打開機(jī)蓋,處理故障,然后關(guān)上機(jī)蓋，解除報警 桶潔凈功能設(shè)計目的就是洗衣結(jié)束后清潔洗衣桶。在此工作狀態(tài)下只有啟/停鍵及電源鍵響應(yīng)，僅有脫水一個燈閃爍。在童鎖工作狀態(tài)下，數(shù)碼管顯示“CL” ，而且所有按鍵均封鎖住不可選，再按水位＆功能鍵可以解除童鎖功能。 面板簡圖如圖 11 所示：8 檔水位采用 4 個燈，一個發(fā)光二極管可以顯示兩種狀態(tài)，達(dá)到節(jié)省硬件的目的。圖 11 面板簡圖5第二章 設(shè)計方案選擇和確定 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 MCS4MCS51 系列 8 位單片機(jī)和MCS96 系列的 16 位單片機(jī)。這幾年 Intel 公司注重于奔騰系列微處理器，沒有推出新的單片機(jī)。在本洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，要求洗衣機(jī)能自動檢測水位、水溫、門開關(guān)等參數(shù)，自動確定標(biāo)準(zhǔn)洗及快速洗等時間、漂洗次數(shù)，并能自動控制洗衣機(jī)電機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥的工作，同時要求有七個按鍵輸入和六路顯示電路，因此該系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出系統(tǒng)。綜合上述考慮，決定選用內(nèi)部有 A/D 轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動能力強(qiáng)的 TOSHIBA 單片機(jī)作為該系統(tǒng)的微處理器，TMP86C846N 單片機(jī)是 TLCS870/C 系列單片機(jī)中的典型產(chǎn)品，具有高速率、高性能、低功耗的優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能強(qiáng)大。 負(fù)載控制電路的選擇在洗衣機(jī)工作過程中，需要電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水電磁閥及排水電磁閥的頻繁動作，因此就需要一種能適應(yīng)工作于頻繁切換場合的開關(guān)器件來控制這些負(fù)載的工作。由于這些開關(guān)在開斷的過程中，存在著機(jī)械觸點的位移和產(chǎn)生電火花的可能，所以一般都有著動作速度慢和維修工作量大等缺陷。晶閘管作為交流無觸點開關(guān)沒有以上普通開關(guān)的各種缺陷，在控制中有著動作快、維修量少、通斷次數(shù)幾乎無限制和沒有噪音等優(yōu)點，因此應(yīng)用廣泛。6第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 硬件結(jié)構(gòu)概述及組成框圖 概述本程控器有七個按鍵(水位 K程序 K功能 K水溫 K啟動/暫停 K預(yù)約K電源 K7)，十四個發(fā)光二極管（四個八檔水位顯示、三個程序顯示、四個功能顯示、兩個進(jìn)水顯示、一個預(yù)約顯示） ，一個雙位數(shù)碼管，實現(xiàn)對洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的選擇和顯示。 組成框圖單片機(jī)按鍵輸入電機(jī)正轉(zhuǎn)蜂鳴報警排水牽引線熱水進(jìn)水閥冷水進(jìn)水閥L E D 顯示器電機(jī)反轉(zhuǎn)水位頻率信號圖 31硬件結(jié)構(gòu)組成框圖 微處理器 TMP86C846N 的封裝及引腳功能TMP86C846N 為 SDIP42 密腳雙列直插封裝，引腳排列如圖 32 所示。表 31 TMP86C46N 的引腳功能引腳名 一般 I/O 功能 特殊 I/O 功能P07(INT4) 外部中斷 4(INT4)信號輸入端P06( )SCK同步串行口 SIO 時鐘輸入/輸出腳P05(SI) 同步串行口 SIO 串行數(shù)據(jù)輸入腳P04(SO) 同步串行口 SIO 串行數(shù)據(jù)輸出腳P03(TXD) 異步串行口 UART 串行數(shù)據(jù)輸出腳P02(RXD) 異步串行口 UART 串行數(shù)據(jù)輸入腳P01( / )4PWMTCPDO4/PPG4)定時器 TC4 輸入輸出腳P00(INT0)8 位雙向輸入/輸出口外部中斷 0(INT0)信號輸入端P15(INT3)P14(PPG)P13(DVO)P12(INT2/TC1)P11(INT1)P10(PWM3/TC3/PDO3)6 位雙向輸入/輸出口P20(INT5/STOP1)P21(XTIN)P22(XTOUT)3 位雙向輸入/輸出口8P37(AIN7/STOP5)P36(AIN6/STOP4)P35(AIN5/STOP3)P34(AIN4/STOP2)模擬量信號 AIN4～AIN7 輸入腳或使 CPU 退出 STOP 方式的信號STOP2～STOP5 輸入腳P33(AIN3)P32(AIN2)P31(AIN1)P30(AIN0)8 位雙向輸入/輸出口模擬量信號 AIN0～AIN3 輸入腳P47P46P45P44P43P42P41P408 位雙向輸入/輸出口TEST 測試控制輸入腳，用戶系統(tǒng)中接地REST外部復(fù)位信號輸入腳或內(nèi)部復(fù)位信號輸出腳XIN 高頻時鐘輸入腳XOUT 高頻時鐘輸出腳VSS 接地VDD +5VAVSS 模擬地AVDD 模擬電路電源+5VVAREF AD 參考電源輸入端. I/O 口資源分配按鍵、水位、門開關(guān)等信號需要輸入單片機(jī)，給單片機(jī)提供判斷處理的依據(jù)，所以相應(yīng)的 I/O 口設(shè)置為輸入口。表 32 為單片機(jī)各個 I/O 口資源分配表。其引出端子分別為 MT1，MT2，門極。10如圖 33 可知，在端子 MT2 與 MT1 之間相當(dāng)于一個 PNPN 與一個 NPNP 器件的并聯(lián)。如果 MT2施加的電壓高于 MT1，且門極有正極性信號時，這就可使雙向晶閘管導(dǎo)通，電流 MT2向 MT1 流動；如果 MT1 施加的電壓高于 MT2，且門極有負(fù)極性信號時，這就可使雙向晶閘管導(dǎo)通，電流 MT1 向 MT2 流動。如圖 34 所示，負(fù)載驅(qū)動電路主要包括七達(dá)林頓驅(qū)動電路 ULN2022，電阻R33～R3R41～R4R39～R38，電容 C16～C2C28，雙向晶閘管 TR1TR5 等組成。由單片機(jī)根據(jù)按鍵輸入指令或接收到的檢測信號，輸出相應(yīng)的控制信號，該信號由芯片 ULN2022 驅(qū)動放大后對可控硅門極施加觸發(fā)電壓，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，使可控硅處于通路狀態(tài)。 電機(jī)正、反轉(zhuǎn)及排水牽引器驅(qū)動控制原理當(dāng) P14 腳輸出高電平過零脈沖時，經(jīng)驅(qū)動芯片 ULN2022 輸出低電平，則這時來自直流電源電路的+5V 電壓經(jīng) TR1（雙向晶閘管）的 T1 極和 G 極，在經(jīng)過限流電阻 R33到 ULN2022 內(nèi)部接地而構(gòu)成通路，使 TR1 的 T1 極和 G 極間（電阻R3833R3933C16473C17473C18473C19473C20C21C22473C23473C2533uC26100uTR18ATR28ATR31ATR41AC28473TR51A位位 位位 位位位位 位位1ZID1HONGD1CHENGD1BAID1HUANGD12345678910111213141516ULN2004IC3ULN2022R33100R34100R35270R41270R42270冷220VP34P10P12P13P14圖 34 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路11約為 100Ω）產(chǎn)生一個電壓降，使 TR1 導(dǎo)通，于是電動機(jī)正轉(zhuǎn)。若要使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，紙鷂使 P1P13 腳都輸出低電平即可。同時，控制電機(jī)的兩個雙向晶閘管在任何時候不能同時導(dǎo)通，否則會損壞晶閘管，甚至燒壞電機(jī)。 冷、熱進(jìn)水閥驅(qū)動控制原理當(dāng) P12 腳輸出高電平過零脈沖時，經(jīng)驅(qū)動芯片 ULN2022 輸出低電平，則這時來自直流電源電路的+5V 電壓經(jīng) TR3（雙向晶閘管）的 T1 極和 G 極，在經(jīng)過限流電阻 R35接到 ULN2022 內(nèi)部接地而構(gòu)成通路，使 TR1 的 T1 極和 G 極間（電阻約為 100Ω）產(chǎn)生一個電壓降，使 TR3 導(dǎo)通，于是電磁閥線圈帶電打開冷進(jìn)水閥閥門。要使閥門關(guān)閉，只要使 P12 或 P10 腳輸出低電平即可。 抗干擾措施電容 C16～C1C28 起濾波抗干擾作用，當(dāng)突然出現(xiàn)干擾信號時，因電容電壓不能突變，而不會引起 ULN2022 內(nèi)部的變化而造成雙向晶閘管的誤導(dǎo)通或誤截止。電容將起到限制感應(yīng)電勢的作用，而電阻用來限制來自器件觸發(fā)時電容器的浪涌電流和阻尼由電容和電感構(gòu)成的振蕩。 蜂鳴器為保證洗衣機(jī)的安全工作，當(dāng)洗衣機(jī)出現(xiàn)問題或故障時，洗衣機(jī)應(yīng)立即發(fā)出蜂鳴報警，提醒用戶及時處理，此即全自動洗衣機(jī)的故障自診斷功能。 水位傳感器水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時間等參數(shù)。諧振式水位傳感器是12利用電磁諧振電路 LC 作為傳感器的敏感元件,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)?LC 參數(shù)的變化,最終以頻率參數(shù)輸出。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。通過 LED 的點亮 /閃爍指示洗衣機(jī)的各種工作狀態(tài)，利用數(shù)碼管顯示預(yù)約及各種洗衣程序的剩余時間和四種錯誤類型（EE2 、EE4 ） 。動態(tài)掃描顯示法是把所有顯示器件的各個相同端互相連接在一起,接到一個輸出口上，而顯示器的公共端 COM 分別接在另外輸出口上，通過這兩個輸出口的兩組信號相互作用來產(chǎn)生顯示效果。其特點13R1R7100R8100R9100R10100R11100R12100R13100R141KR151KR2310K R2410KQ12907Q22907Q32907Q42907Q52907Q62907LED37/8LED25/6LED13/4LED7冷冷LED6冷冷LED5冷冷LED41/2LED11冷冷LED10冷冷LED9冷冷LED8冷冷LED14冷冷LED13冷冷LED12冷冷D1IN4001 D2IN4001 D3IN4001 D4IN4001 D5IN4001 D6IN4001K2位位 K3位位K6位位K5位/位K7位位K1位位C3473 C4473K4位位[LEDgn]ggeeffddeebbaaLLHHbfcgdebfcgdea aSMG+5VP30P31P32P41P40P37P36P35P42P43P44P45P46P22P47圖 35LED和數(shù)碼管顯示及按鍵電路在于能顯著降低顯示部分成本，大大減少顯示接口的連線結(jié)構(gòu)，易于編程。動態(tài)掃描方波信號（鍵掃描信號）是 50HZ 頻率(間隔 20 ms)的脈沖序列，有嚴(yán)格的時序關(guān)系，其中一個 I/O 口輸出低電平時，其余 I/O 口皆為高電平(例如 111101 等)。當(dāng) P30~P32 和P35~P37 中某個管腳輸出低電平時，相應(yīng)的三極管飽和導(dǎo)通，從而使高電平驅(qū)動相應(yīng)的顯示器件工作。當(dāng)有鍵按下時，軟件便會檢測到此按鍵輸入口的高電平。在相應(yīng)子程序中，由單片機(jī)控制從 P40~P47 輸出不同的段14值，用來控制相應(yīng)的 LED 指示燈（點亮/閃爍）及數(shù)碼管（點亮/ 熄滅）的工作狀態(tài)，并在相應(yīng)輸出口輸出控制信號，控制洗衣機(jī)電動機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥的動作。二極管 D1～D6 作用是防止多個按鍵同時按下時，發(fā)生短路。 各模塊程序流程圖 監(jiān)控程序模塊監(jiān)控程序模塊負(fù)責(zé)在非洗衣狀態(tài)下，監(jiān)視按鍵和刷新顯示工作。只有在電源鍵被按下后，按動其它鍵才能有效響應(yīng)。16YNN Y開 始NY轉(zhuǎn) 相 應(yīng) 工 作 程 序調(diào) 相 應(yīng) 自 檢 程 序 啟 動 鍵 ?自 檢 ?有 鍵 按 下 ？調(diào) 顯 示 子 程 序調(diào) 打 開 LED顯示調(diào) 按 鍵 掃 描 子 程 序調(diào) 讀 取 鍵 值 子程 序調(diào) 洗 衣 機(jī) 方 式設(shè) 置