【正文】 、意大利、澳大利亞等引進(jìn)技術(shù) 60 多項。如今，我國洗衣機(jī)年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的四分之一，居于世界首位。[16] 洗衣機(jī)的基本工作原理洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢溶入水中來實現(xiàn)洗凈的目的。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。波輪軸線為中心的渦流。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。再次由于洗衣桶形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。而全自動洗衣機(jī)就是在一個套桶內(nèi)自動完成洗滌、漂洗和脫水全過程，不用人管，使用者只要設(shè)定各步的時間。 設(shè)計論文的主要內(nèi)容及基本要求本設(shè)計采用 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計一個洗衣機(jī)控制電路，它具有以下功能：（1）洗衣機(jī)可選擇強(qiáng)弱洗狀態(tài)，洗滌次數(shù)為 4，洗滌時間為 30 分鐘，脫水時間為 5 分鐘并用 7 個 LED 和 2 個顯示器分別表示其工作狀態(tài)和顯示相應(yīng)狀態(tài)下的時間；（2）包含硬件設(shè)計和軟件設(shè)計；（3）；（4）脫水完成后，洗衣機(jī)的蜂鳴器發(fā)出 5 次“嘟嘟”聲，表示洗衣機(jī)工作結(jié)束。本方法利用機(jī)械原理來設(shè)計定時器。其原理如同機(jī)械式(上發(fā)條)的鐘表。同時由于金屬的疲勞和磨損等,可能引發(fā)定時器停擺,輪子打滑,進(jìn)水等問題。4方案二：采用專用集成電路（ASIC 芯片）。它一方面克服了機(jī)械式控制器所引發(fā)的定時器停擺,輪子打滑,進(jìn)水等缺點。同時,采用專用芯片大批量生產(chǎn)時,其性價比高。利用單片機(jī)設(shè)計控制器是一種理想的設(shè)計方案。本設(shè)計采用 AT89C51 單片機(jī)控制，單片機(jī)是在一塊芯片上集成了 CPU，存貯器、定時/計數(shù)器和多功能 I/O 口的微處理器，主要用于控制系統(tǒng)中。近幾年來單片機(jī)在家電上的應(yīng)用越來越廣泛，取得驚人的進(jìn)步和成果。AT89C51 為主控模塊，譯碼器完成主控模塊與指示燈的連接，鍵盤輸入部分用于洗衣機(jī)的工作方式選擇，指示燈配合按鍵工作，用于指示用戶洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，LED 顯示模塊用于顯示洗衣剩余時間和脫水剩余時間，蜂鳴器用于提示用戶脫水時間結(jié)束。74138 的輸入端 C、B、A 分別接單片機(jī)的、輸出端 Y0 控制“洗衣剩余時間”指示燈，Y1 控制“脫水剩余時間”指示燈，Y2 控制“強(qiáng)洗”指示燈，Y3 控制“弱洗”指示燈，Y4 控制“洗滌次數(shù)”指示燈，Y5 控制“洗衣定時”指示燈，Y6 控制“脫水定時”指示燈。電控水龍頭共 2 只，一只為進(jìn)水龍頭，受 控制，另一只為出水龍頭，受 控制，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“1”時，水龍頭打開，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“0”時，水龍頭關(guān)閉。本系統(tǒng)采用 6M 的晶體振蕩器，定時器 0 和定時器 1的初始值設(shè)置為每隔 100 毫秒產(chǎn)生 1 次中斷。（2）數(shù)字控制電路部分：負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程。（3）機(jī)械控制電路部分：實現(xiàn)水位檢測、電機(jī)驅(qū)動、進(jìn)水、排水等功能。硬件設(shè)計部分是洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它以 AT89C51 單片機(jī)為核心，完成了對洗衣機(jī)整個洗衣過程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、洗衣和脫水三個階段。6 電源部分洗衣機(jī)的電源電路既能完成為數(shù)字電路提供穩(wěn)定的 5V 直流電壓，又能完成為電動機(jī)提供 220V 市電。其中 D1～D4 功能為整流，C1是濾波電容，此電源經(jīng)小功率三級管 Q1（C548）與大功率三級管 Q2（TIP42C）組成的電子開關(guān)電路，送至三端穩(wěn)壓器(LM317)的輸入端,最后從 LM317 的輸出端輸出 5V 電壓。穩(wěn)壓電路由集成穩(wěn)壓塊 LM317 與取樣電路組成，LM317 作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。如圖 32 所示，輸出電壓的計算公式為：U0=(1+R2/R1)（31）圖 31 電源部分原理圖圖 32 穩(wěn)壓電路原理圖 數(shù)字控制電路部分?jǐn)?shù)字控制電路部分負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程?？驁D如圖 33 所示。AT89C51單片機(jī)指示燈74138 譯碼器數(shù)碼顯示鍵盤輸入蜂鳴器圖 33 數(shù)字控制電路框圖 單片機(jī)主控模塊單片機(jī)是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，它控制功能強(qiáng)，運算速度快，并且軟、硬件開發(fā)靈活方便。由此確定了單片機(jī)在家用電器中的重要地位。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。1．主要特性：4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000 寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10 年8三級程序存儲器鎖定32 可編程 I/O 線5 個中斷源低功耗的閑置和掉電模式GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口：P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時， 將內(nèi)部鎖定為EARESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 譯碼器譯碼器是一種具有“翻譯”功能的邏輯電路，其邏輯功能是將每個輸入的二進(jìn)制代碼譯成對應(yīng)的高、低電平信號。本設(shè)計中的 74138 譯碼器是一種通用譯碼器，它是用TTL 與非門組成的 3 線－8 線譯碼器。74138 譯碼器的三個輸入端 CBA 共有 8 種狀態(tài)組合（000—111） ，可譯出 8 個輸出信號 Y0—Y7。當(dāng)譯碼器被禁止時，輸出高電平。 amp。1YYYABCamp。12 顯示模塊顯示技術(shù)是一種將反映外界客觀事物的信息（光學(xué)的、電學(xué)的、聲學(xué)的、化學(xué)的等），經(jīng)過變換處理，以適當(dāng)?shù)男问剑ㄖ饕袌D像、圖形、數(shù)碼、字符）加以顯示，供人觀看、分析、利用的一種技術(shù)。由于發(fā)光二極管具有工作電壓很低；工作電流很??；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱等特點。把它的管心做成條狀，用 7 條條狀的發(fā)光管組成 7 段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示 0～9 十個數(shù)目字（其外形圖如圖 37，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 38） 。本系統(tǒng)采用共陰接法。矩陣鍵盤又叫行列鍵盤，它是由二條 I/O 線作為行線，二條I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個交叉點上設(shè)制一個按鍵，這樣按鍵的個數(shù)就為 2*2 個，這種行列式結(jié)構(gòu)的鍵盤能有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中的 I/O 口的利用率。根據(jù)鍵盤掃描方法，一開始單片機(jī)將行線全部置低電平，此時讀入列線數(shù)據(jù)，若列線全為高電平，則沒有鍵按下，當(dāng)列線有出現(xiàn)低電平時調(diào)用延時程序以此來去除按鍵抖動。鍵盤布局圖如圖 39 所示。A BC D14圖 39 矩陣鍵盤布局圖 蜂鳴器報警模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。本設(shè)計采用電磁式蜂鳴器，電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 指示燈模塊指示燈主要是以光亮指示的方式引起操作者注意或者指示操作者進(jìn)行某種操作，并作為某一種狀態(tài)或指令正在執(zhí)行或已被執(zhí)行的指示。本設(shè)計中 74138 的輸入端C、B、A 分別接單片機(jī)的 、輸出端Y0、YYYYYY6 分別與 7 個發(fā)光二極管的陰極相連，發(fā)光二極管的陽極接電源。圖 310 單片機(jī)控制 LED 顯示的原理圖 機(jī)械控制電路部分機(jī)械控制部分實現(xiàn)水位檢測、電機(jī)驅(qū)動、進(jìn)水、排水等功能。 電控水龍頭全自動洗衣機(jī)的進(jìn)出水控制由兩個電控水龍頭控制，設(shè)計中電控水龍頭共2 只，一只為進(jìn)水龍頭，受 控制；另一只為出水龍頭，受 控制，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“1”時，水龍頭打開。 水位檢測機(jī)構(gòu)洗衣機(jī)的水位檢測機(jī)構(gòu)由玻璃管、浮子、金屬滑桿等組成，玻璃管與洗衣桶相連，玻璃管中的水位就是洗衣桶內(nèi)的水位，在放水或進(jìn)水的過程中，浮子帶動金屬管上下移動，當(dāng)水位處于最高點或最低點時，金屬滑桿都與金屬地相16連，致使引腳 INT1 處于低電平，向 CPU 申請中斷，否則 INT1 被上拉電阻上拉為高電平。水位開關(guān)中的兩組觸頭的動作分別對應(yīng)兩個水位值。氣壓式水位開關(guān)有這樣的特性：當(dāng)氣壓 P 從零開始隨接水桶內(nèi)的水位上升而上升至P0 時，水位開關(guān)置位；當(dāng)氣壓 P 隨接水桶內(nèi)的水位下降而下降至 P0/2 時，水位開關(guān)才復(fù)位?，F(xiàn)用 SP 表示水位開關(guān)狀態(tài)，SP=0 表示水位開關(guān)復(fù)位；SP=1 表示水位開關(guān)置位。如圖 312 所示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動力矩，作為用電器或小型機(jī)械的動力源。單相交流電動機(jī)只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電動機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。本洗衣機(jī)的控制電路中單片機(jī)通過雙向可控硅(電子開關(guān))直接驅(qū)動單相異步交流電機(jī)。電動機(jī)有 2 個控制端，一端控制電動機(jī)正向運轉(zhuǎn)，該端與 相連，另一端控制電動機(jī)反向運轉(zhuǎn)，該端與 相連。當(dāng)洗衣機(jī)接到“弱洗”指令時， 輸出高電平，經(jīng)過功率管 8050 放大后，觸發(fā)雙向可控硅，使雙向可控硅 TR2 導(dǎo)通，電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。如圖 313 所示。第 4 章軟件設(shè)計本設(shè)計中洗衣控制程序由定時中斷服務(wù)程序、外中斷服務(wù)程序和主程序組成。程序中使用內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 70H 單元作強(qiáng)洗弱洗標(biāo)志位。71H 單元用于保存用戶設(shè)置的洗衣次數(shù)，72H 單元用于保存用戶設(shè)置的洗衣時間，73H 單元用于保存用戶設(shè)置的脫水時間，74H單元用于保存洗衣機(jī)每次換水的時間，該單元的值根據(jù) 71 單元的內(nèi)部和 72 單元的內(nèi)部來計算，75H 用于定時器 0 為每次洗衣時間的記數(shù)，76 單元用于保存“編程選擇”的狀態(tài)。 程序 流程圖主程序主要完成洗衣機(jī)控制電路中的整個洗衣、脫水過程。當(dāng)用戶按下啟動鍵后，F(xiàn) 鍵作為水位標(biāo)志使用，用于標(biāo)志水已放滿或水已放空。程序流程圖如圖 4－1 所示。定時器 0 的程序流程圖如圖 4－2 所示，程序見附錄 220圖 41 主程序流程圖計 算 每 次 洗 衣 時 間定 義 顯 示 碼 表相 關(guān) 信 號 初 始 化外 中 斷 0 初 始 化外 中 斷 1 初 始 化定 時 器 1 初 始 化定 時 器 0 初 始 化鍵 盤 中 斷 允 許判 斷 水 是 否 放 完定 時 是 否 到水 是 否 放 滿是 否 按 下 “啟 動 ”鍵打 開 進(jìn) 水 籠 頭 ， 水 位 檢 測 中 斷允 許關(guān) 閉 進(jìn) 水 籠頭 啟 動 定 時器 0打 開 出 水 籠 頭洗 滌 次 數(shù) 是 否 完 成啟 動 電 機(jī) 開 始 脫 水 ，啟 動 定 時 器 1脫 水 時 間 到關(guān) 閉 電 機(jī) ， 使 蜂 鳴 器 發(fā) 聲斷 電 ， 結(jié) 束NYYNNNNYYY圖 42 定時器 0 程序流程圖洗衣記時器加 1百毫秒計數(shù)器加 1變換電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向關(guān)閉定時器 0秒計數(shù)器清 0顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)減 1更新顯示百毫秒計數(shù)器清 0秒計數(shù)器是否加 1判斷本次洗衣時間到否判斷是否為弱洗秒計數(shù)器是否＝60Y百毫計數(shù)器是否＝10Y中斷返回YY NYY22 程序設(shè)計根據(jù)主程序流程圖 41，用匯編語言編寫程序見附錄 2系統(tǒng)源程序是在 Keiluvision2 環(huán)境下進(jìn)行編譯，調(diào)試的。因此，在調(diào)試過程中僅對程序中的語法錯誤進(jìn)行了檢查和修改，編譯結(jié)果如圖 4－1。按下“增”按鍵，則選擇弱洗工作模式，電動機(jī)正反 2 個方向交替運轉(zhuǎn)，每隔 1min 變換方向 1 次。洗滌次數(shù)設(shè)置好后，按下“編程選擇”按鍵，指示燈“洗衣定時”被點亮，此時按下按鍵“增”或“減”，就可設(shè)置洗衣時間。設(shè)置好洗衣機(jī)的工作模式后，按下“啟動”按鍵，洗衣機(jī)開始工作。當(dāng)用戶設(shè)置的洗衣時間結(jié)束后，洗衣機(jī)將洗衣機(jī)水桶里面的水放掉，然后啟動電動機(jī)，脫水過程開始。脫水完成后，洗衣機(jī)的蜂鳴器發(fā)出 5 次“嘟嘟”聲，提示用戶洗衣過程已經(jīng)結(jié)束。成本低