基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

編號(hào) XXXXX 畢業(yè)論文 2021 屆本科題 目： 基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 作者姓名： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 職稱(chēng)： XXX 完成日期： 2021 年 5 月 5 日二一二 年 五 月目 錄基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)5第一章 功能設(shè)計(jì)61.1 程控器功能設(shè)計(jì)及說(shuō)明61.1.1 六個(gè)全自動(dòng)程序功能設(shè)計(jì)61.1.2 預(yù)約功能設(shè)計(jì)6.3 不平衡調(diào)整功能設(shè)計(jì)61.1.4 自動(dòng)斷電功能設(shè)計(jì)71.1.5 運(yùn)動(dòng)浸泡功能設(shè)計(jì)71.1.6 故障報(bào)警功能設(shè)計(jì)71.1.7 桶潔凈功能設(shè)計(jì)71.1.8 童鎖功能設(shè)計(jì)71.1.9 冷、熱進(jìn)水功能設(shè)計(jì)71.2 面板簡(jiǎn)圖8第二章 設(shè)計(jì)方案選擇和確定9目前主要應(yīng)用的單片機(jī)機(jī)型9負(fù)載控制電路的選擇9第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)103.1 硬件結(jié)構(gòu)概述及組成框圖103.1.1 概述103.1.2 組成框圖103.2 微處理器103.2.1 TMP86C846N的封裝及引腳功能103.3 雙向晶閘管控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)133.3.1 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理13雙向晶閘管控制驅(qū)動(dòng)電路原理圖及工作原理14蜂鳴器153.5 水位傳感器153.6 LED和數(shù)碼管顯示及按鍵電路16第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.1 軟件編程思路194.2 各模塊程序流程圖194.2.1 監(jiān)控程序模塊19主洗程序模塊214.2.3 漂洗程序模塊224.2.4 脫水程序模塊23總 結(jié)24參考文獻(xiàn)25致 謝26附 錄27基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦程控器由東芝單片機(jī)控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸入輸出口多、I/O的驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、指令系統(tǒng)豐富等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。采用雙向晶閘管實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)控制電機(jī)和電磁閥，利用諧振式水位傳感器檢測(cè)水位，發(fā)光二極管及數(shù)碼管顯示，按鍵掃描共用I/O端口，單片機(jī)電源引腳及直流電源處都有容阻吸收和電容濾波電路實(shí)現(xiàn)硬件濾波。軟件編程實(shí)現(xiàn)多功能、多程序方便用戶(hù)選擇和出廠調(diào)試。關(guān)鍵字：東芝；單片機(jī)；雙向晶閘管；軟件編程；Abstract：automatic washing machine with a computer programmed by Toshiba SCM control. Because of its large capacity memory, input and output port, I / O-driven capability and Instruction System features rich, In its application to control household appliances, greatly simplify the hardware circuit, the system has higher reliability. Two-way, non-contact thyristor controlled motors and solenoids, use of resonant water level sensors, LED and LED display, keypad scanning shared I / O ports, Power MCU pins and DC Power Department has resistance capacity to absorb and filter capacitor filter circuit hardware. Software programming multi-function, multi-user-friendly procedures for the selection and testing manufactured.Keywords：Toshiba；SCM control；Two-way; Software programming第一章 功能設(shè)計(jì)洗衣機(jī)是一種在家庭中不可缺少的家用電器，開(kāi)展非常快，全自動(dòng)式洗衣機(jī)因使用方便得到大家的青睞，全自動(dòng)即進(jìn)水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過(guò)程自動(dòng)完成，控制器通常設(shè)有幾種洗滌程序，對(duì)不同的衣物可供用戶(hù)選擇。變頻控制依其高性能、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在洗衣機(jī)的控制中得到廣泛應(yīng)用，而單片機(jī)在洗衣機(jī)中的控制做用是決定性作用的。1.1 程控器功能設(shè)計(jì)及說(shuō)明參考數(shù)據(jù)：1最高工作電壓為2最低工作電壓與時(shí)鐘頻率有關(guān)：16MHZ時(shí)為，8MHZ時(shí)為3在該洗衣機(jī)控制電路中需要+5V直流電供應(yīng)單片機(jī)及顯示局部，+12V直流電源驅(qū)動(dòng)繼電器和蜂鳴器，220V交流電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)和各種交流電磁閥。4洗衣機(jī)的電源電壓為220伏特，50赫茲。1 六個(gè)全自動(dòng)程序功能設(shè)計(jì)六個(gè)全自動(dòng)程序，各程序洗衣特點(diǎn)如表1-1所示：表1-1 六種全自動(dòng)程序洗衣特點(diǎn)程序水流及特點(diǎn)缺省時(shí)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)。43分鐘快洗洗滌分鐘，漂洗1次并噴淋，脫水分鐘，洗凈能力較輕。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。33分鐘大物洗滌15分鐘，漂洗2次，脫水7分鐘，洗滌能力特別強(qiáng)。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(shí)皺折衣物。27分鐘羊毛洗滌15分鐘，漂洗2次，免脫水(僅排水)，適合洗滌羊毛衫。34分鐘 預(yù)約功能設(shè)計(jì)按動(dòng)預(yù)約鍵，數(shù)碼管閃爍顯示預(yù)約洗衣開(kāi)始時(shí)間進(jìn)入預(yù)約設(shè)定狀態(tài)，可在48小時(shí)之間選擇。每按一次預(yù)約鍵，預(yù)約時(shí)間增加1小時(shí)。到48小時(shí)后再按一次回到起始狀態(tài)。按住預(yù)約鍵不放，時(shí)間自動(dòng)連續(xù)增加，可一次設(shè)置48小時(shí)。在預(yù)約啟動(dòng)后假設(shè)開(kāi)蓋，那么程序報(bào)警提示。 不平衡調(diào)整功能設(shè)計(jì).1 不平衡調(diào)整的判斷在平安開(kāi)關(guān)接通的狀態(tài)下，假設(shè)間歇脫水或脫水過(guò)程中，出現(xiàn)45±5200±10ms的瞬間斷開(kāi)，那么進(jìn)入不平衡調(diào)整狀態(tài)。斷開(kāi)超過(guò)200ms，判斷為開(kāi)蓋。斷開(kāi)缺乏40ms，不予處理。.2 不平衡調(diào)整的工作過(guò)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)那么回到漂洗燈閃爍顯示。同時(shí)，注水到當(dāng)前設(shè)定水位后，擺平水流運(yùn)行1分鐘，結(jié)束后排水回到原來(lái)脫水行程中。假設(shè)進(jìn)行如此2次修正無(wú)效后，那么蜂鳴器報(bào)警，等待人工處理。1 自動(dòng)斷電功能設(shè)計(jì)啟動(dòng)自動(dòng)斷電功能的工作情況：第一，開(kāi)機(jī)10分鐘后，不啟動(dòng)程序，那么自動(dòng)切斷電源。第二，洗衣程序結(jié)束并進(jìn)行六次蜂鳴后即時(shí)自動(dòng)切斷電源。 運(yùn)動(dòng)浸泡功能設(shè)計(jì)其洗滌方式是首先預(yù)備洗滌攪拌，然后浸泡,攪拌,如此循環(huán)。具體洗滌方式如表1-2所示。表1-2 運(yùn)動(dòng)浸泡的洗滌方式浸泡過(guò)程20攪拌2浸泡3攪拌1浸泡4攪拌2浸泡3攪拌1浸泡4 故障報(bào)警功能設(shè)計(jì)在洗衣機(jī)工作過(guò)程中，假設(shè)出現(xiàn)表1-3所列的故障，那么單片機(jī)能檢測(cè)故障類(lèi)型，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作者排除故障。表1-3 故障報(bào)警工作狀況故障原因故障顯示蜂鳴報(bào)警報(bào)警解除進(jìn)水報(bào)警進(jìn)水16分鐘不到設(shè)定水位數(shù)碼顯示“E1蜂鳴器連續(xù)鳴響10秒鐘，假設(shè)報(bào)警未被解除,以后每隔16分鐘重復(fù)蜂鳴10秒鐘翻開(kāi)機(jī)蓋,處理故障,然后關(guān)上機(jī)蓋，解除報(bào)警排水報(bào)警排水4 分鐘不到空水位數(shù)碼顯示“E4開(kāi)蓋報(bào)警預(yù)約啟動(dòng)后開(kāi)蓋；進(jìn)入脫水狀態(tài)時(shí)開(kāi)蓋數(shù)碼顯示“E2不平衡報(bào)警第3次不平衡檢測(cè)數(shù)碼顯示“E3 桶潔凈功能設(shè)計(jì)目的就是洗衣結(jié)束后清潔洗衣桶。翻開(kāi)電源，在未啟動(dòng)狀態(tài)下，按程序預(yù)約鍵可選那么桶潔凈功能，然后按啟/停鍵即進(jìn)入潔桶程序。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(gè)燈閃爍。 童鎖功能設(shè)計(jì)程序啟動(dòng)后，按水位功能鍵即可啟動(dòng)童鎖功能。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。 冷、熱進(jìn)水功能設(shè)計(jì)冷水燈亮進(jìn)水時(shí)，由冷水進(jìn)水閥翻開(kāi)；熱水燈亮進(jìn)水時(shí)，由熱水進(jìn)水閥翻開(kāi)；冷、熱水燈同時(shí)亮那么進(jìn)水時(shí)兩進(jìn)水閥同時(shí)翻開(kāi)。1.2 面板簡(jiǎn)圖如圖1-1所示：8檔水位采用4個(gè)燈，一個(gè)發(fā)光二極管可以顯示兩種狀態(tài)，到達(dá)節(jié)省硬件的目的。程序按鍵對(duì)應(yīng)的三個(gè)燈也是如此，一個(gè)燈可以表示兩個(gè)狀態(tài)。圖1-1 面板簡(jiǎn)圖第二章 設(shè)計(jì)方案選擇和確定1Intel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MCS-48、MCS-51系列8位單片機(jī)和MCS-96系列的16位單片機(jī)。在20世紀(jì)八、九十年代，MCS-51和MCS-96曾經(jīng)是我國(guó)最流行的單片機(jī)，得到廣泛的應(yīng)用。這幾年Intel公司注重于奔騰系列微處理器，沒(méi)有推出新的單片機(jī)。2東芝(TOSHIBA)公司的單片機(jī)東芝公司主要有TLCS-870、TLCS-870/X、TLCS-870/C等系列的8位單片機(jī)，TLCS-900系列的16位單片機(jī)，這些單片機(jī)是近幾年推出的新型單片機(jī)，功能強(qiáng)、可靠性高。在本洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，要求洗衣機(jī)能自動(dòng)檢測(cè)水位、水溫、門(mén)開(kāi)關(guān)等參數(shù)，自動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn)洗及快速洗等時(shí)間、漂洗次數(shù)，并能自動(dòng)控制洗衣機(jī)電機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥的工作，同時(shí)要求有七個(gè)按鍵輸入和六路顯示電路，因此該系統(tǒng)是一個(gè)多輸入、多輸出系統(tǒng)。假設(shè)用Intel的51系列單片機(jī)，要么需要進(jìn)行I/O擴(kuò)展，要么由于這些單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，需外加驅(qū)動(dòng)電路，從而使硬件電路過(guò)于復(fù)雜。綜合上述考慮，決定選用內(nèi)部有A/D轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)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TLCS-870/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(diǎn)，且結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能強(qiáng)大。因此我們選擇TMP86C846N單片機(jī)作為主芯片。在洗衣機(jī)工作過(guò)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(dòng)作，因此就需要一種能適應(yīng)工作于頻繁切換場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)器件來(lái)控制這些負(fù)載的工作。普通開(kāi)關(guān)設(shè)備，均屬于有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。由于這些開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷的過(guò)程中，存在著機(jī)械觸點(diǎn)的位移和產(chǎn)生電火花的可能，所以一般都有著動(dòng)作速度慢和維修工作量大等缺陷。普通開(kāi)關(guān)的壽命和開(kāi)斷的次數(shù)相關(guān)，因此在頻繁切換的場(chǎng)合其應(yīng)用受到了一定的限制。晶閘管作為交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)沒(méi)有以上普通開(kāi)關(guān)的各種缺陷，在控制中有著動(dòng)作快、維修量少、通斷次數(shù)幾乎無(wú)限制和沒(méi)有噪音等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用廣泛。鑒于晶閘管自身不可替代的優(yōu)點(diǎn)，在本控制系統(tǒng)中，采用雙向晶閘管作為開(kāi)關(guān)器件來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及各種電磁閥的通斷。第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 硬件結(jié)構(gòu)概述及組成框圖 概述本程控器有七個(gè)按鍵(水位K1、程序K2、功能K3、水溫K4、啟動(dòng)/暫停K5、預(yù)約K6、電源K7)，十四個(gè)發(fā)光二極管四個(gè)八檔水位顯示、三個(gè)程序顯示、四個(gè)功能顯示、兩個(gè)進(jìn)水顯示、一個(gè)預(yù)約顯示，一個(gè)雙位數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的選擇和顯示。通過(guò)不同顏色接插件與洗衣機(jī)的冷熱進(jìn)水電磁閥、排水牽引器、電機(jī)、水位傳感器、平安門(mén)開(kāi)關(guān)相連接，由雙向晶閘管來(lái)控制負(fù)載，按設(shè)定程序?qū)崟r(shí)執(zhí)行動(dòng)作。 組成框圖圖3-1硬件結(jié)構(gòu)組成框圖3.2 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3-2所示。圖3-2 TMP86C846N引腳排列圖表3-1為T(mén)MP86C846N引腳功能說(shuō)明。表3-1 TMP86C46N的引腳功能引腳名一般I/O功能特殊I/O功能P07(INT4)8位雙向輸入/輸出口外部中斷4(INT4)信號(hào)輸入端P06()同步串行口SIO時(shí)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(/)PDO4/PPG4)定時(shí)器TC4輸入輸出腳P00(INT0)外部中斷0(INT0)信號(hào)輸入端P15(INT3)6位雙向輸入/輸出口P14(PPG)P13(DVO)P12(INT2/TC1)P11(INT1)P10(PWM3/TC3/PDO3)P20(INT5/STOP1)3位雙向輸入/輸出口P21(XTIN)P22(XTOUT)P37(AIN7/STOP5)8位雙向輸入/輸出口模擬量信號(hào)AIN4AIN7輸入腳或使CPU退出STOP方式的信號(hào)STOP2STOP5輸入腳P36(AIN6/STOP4)P35(AIN5/STOP3)P34(AIN4/STOP2)P33(AIN3)模擬量信號(hào)AIN0AIN3輸入腳P32(AIN2)P31(AIN1)P30(AIN0)P478位雙向輸入/輸出口P46P45P44P43P42P41P40TEST測(cè)試控制輸入腳，用戶(hù)系統(tǒng)中接地外部復(fù)位信號(hào)輸入腳或內(nèi)部復(fù)位信號(hào)輸出腳XIN高頻時(shí)鐘輸入腳XOUT高頻時(shí)鐘輸出腳VSS接地VDD+5VAVSS模擬地AVDD模擬電路電源+5VVAREFAD參考電源輸入端. I/O口資源分配按鍵、水位、門(mén)開(kāi)關(guān)等信號(hào)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。而顯示及控制驅(qū)動(dòng)電路需要輸出控制及驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所以相應(yīng)的I/O口設(shè)置為輸出口。表3-2為單片機(jī)各個(gè)I/O口資源分配表。表3-2 I/O口資源分配表I/O引腳功能P40P41P42P43P44P45P469101112131415輸出，七段LED數(shù)碼管顯示其中，兼作水位、功能、程序、進(jìn)水的狀態(tài)顯示P22P472316輸入，第1行按鍵K1K6輸入輸入，第2行按鍵K7輸入P30P31P32P35P36P37404142345輸出，第6列按鍵及低位數(shù)碼管顯示控制輸出，第5列按鍵及高位數(shù)碼管顯示控制輸出，第4列按鍵及進(jìn)水狀態(tài)顯示控制輸出，第1列按鍵及水位狀態(tài)顯示控制輸出，第2列按鍵及程序狀態(tài)顯示控制輸出，第3列按鍵及功能狀態(tài)顯示控制P34P10P12P13P14239373635輸出，排水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路控制輸出，熱水進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路控制輸出，冷水進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路控制輸出，電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路控制輸出，電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路控制P1534輸出，繼電器線圈通斷電控制P0026輸入，交流過(guò)零檢測(cè)信號(hào)輸入P0127輸出，蜂鳴器控制P2025輸入，水位傳感器頻率信號(hào)輸入P2122輸入，門(mén)開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)輸入3.3 雙向晶閘管控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)如下列圖所示。其引出端子分別為MT1，MT2，門(mén)極。通常以MT1作為電壓測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖3-3可知，在端子MT2與MT1之間相當(dāng)于一個(gè)PNPN與一個(gè)NPNP器件的并聯(lián)。當(dāng)門(mén)極無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，它與SCR相同，在MT2與MT1之間不導(dǎo)通。如果MT2施加的電壓高于MT1，且門(mén)極有正極性信號(hào)時(shí)，這就可使雙向晶閘管導(dǎo)通，電流MT2向MT1流動(dòng)；如果MT1施加的電壓高于MT2，且門(mén)極有負(fù)極性信號(hào)時(shí)，這就可使雙向晶閘管導(dǎo)通，電流MT1向MT2流動(dòng)。雙向晶閘管控制驅(qū)動(dòng)電路原理圖及工作原理雙向晶閘管采用直流觸發(fā)，鑒于單片機(jī)輸出觸發(fā)信號(hào)缺乏以觸發(fā)雙向晶閘管，故需將觸發(fā)功率放大。如圖3-4所示，負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路主要包括七達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路ULN2004，電阻R33R35、R41R42、R39R38，電容C16C21、C28，雙向晶閘管TR1-TR5等組成。電路中的雙向可控硅分別控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，進(jìn)水熱水、冷水電磁閥、排水牽引器的通斷。由單片機(jī)根據(jù)按鍵輸入指令或接收到的檢測(cè)信號(hào)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，該信號(hào)由芯片ULN2004驅(qū)動(dòng)放大后對(duì)可控硅門(mén)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)。220V交流電路經(jīng)過(guò)負(fù)載形成回路，使相應(yīng)的負(fù)載得電運(yùn)行。.1 電機(jī)正、反轉(zhuǎn)及排水牽引器驅(qū)動(dòng)控制原理當(dāng)P14腳輸出高電平過(guò)零脈沖時(shí)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2004輸出低電平，那么這時(shí)來(lái)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(guò)限流電阻R33到ULN2004內(nèi)部接地而構(gòu)成通路，使TR1的T1極和G極間電阻圖3-4雙向晶閘管控制驅(qū)動(dòng)電路約為100產(chǎn)生一個(gè)電壓降，使TR1導(dǎo)通，于是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。同樣道理，當(dāng)P13腳輸出高電平過(guò)零脈沖時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。假設(shè)要使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，紙鷂使P14、P13腳都輸出低電平即可。此時(shí)，只要交流電壓一過(guò)零點(diǎn)，可控硅就因T1和G間電壓為零而自動(dòng)截止，電動(dòng)機(jī)失電停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，控制電機(jī)的兩個(gè)雙向晶閘管在任何時(shí)候不能同時(shí)導(dǎo)通，否那么會(huì)損壞晶閘管，甚至燒壞電機(jī)。當(dāng)P34腳輸出高電平過(guò)零脈沖時(shí)，可控制排水牽引器的啟動(dòng)停止。.2 冷、熱進(jìn)水閥驅(qū)動(dòng)控制原理當(dāng)P12腳輸出高電平過(guò)零脈沖時(shí)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2004輸出低電平，那么這時(shí)來(lái)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(guò)限流電阻R35接到ULN2004內(nèi)部接地而構(gòu)成通路，使TR1的T1極和G極間電阻約為100產(chǎn)生一個(gè)電壓降，使TR3導(dǎo)通，于是電磁閥線圈帶電翻開(kāi)冷進(jìn)水閥閥門(mén)。同樣道理，當(dāng)P10腳輸出高電平過(guò)零脈沖時(shí)，熱進(jìn)水閥閥門(mén)翻開(kāi)。要使閥門(mén)關(guān)閉，只要使P12或P10腳輸出低電平即可。這時(shí)，只要交流電壓一過(guò)零點(diǎn)，可控硅就因T1和G間電壓為零而自動(dòng)截止，電磁閥不帶電而關(guān)閉閥門(mén)。.3 抗干擾措施電容C16C19、C28起濾波抗干擾作用，當(dāng)突然出現(xiàn)干擾信號(hào)時(shí)，因電容電壓不能突變，而不會(huì)引起ULN2004內(nèi)部的變化而造成雙向晶閘管的誤導(dǎo)通或誤截止。由于電機(jī)的電感較大，感應(yīng)反電勢(shì)也較大，如果這個(gè)電壓出現(xiàn)非常迅速，那么雙向晶閘管將重新導(dǎo)通而失去控制，因此需要在兩個(gè)8A的雙向晶閘管的兩個(gè)主極上并聯(lián)一個(gè)電阻和電容，組成容阻回路。電容將起到限制感應(yīng)電勢(shì)的作用，而電阻用來(lái)限制來(lái)自器件觸發(fā)時(shí)電容器的浪涌電流和阻尼由電容和電感構(gòu)成的振蕩。如圖3-21，在雙向晶閘管的兩端并聯(lián)RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)常稱(chēng)為RC阻容吸收電路。為保證洗衣機(jī)的平安工作，當(dāng)洗衣機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題或故障時(shí)，洗衣機(jī)應(yīng)立即發(fā)出蜂鳴報(bào)警，提醒用戶(hù)及時(shí)處理，此即全自動(dòng)洗衣機(jī)的故障自診斷功能。在洗衣機(jī)電源接通后，單片機(jī)就不斷地對(duì)接收到的按鍵、門(mén)開(kāi)關(guān)、水位傳感器等輸入信號(hào)進(jìn)行分析，并結(jié)合內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，作出當(dāng)前工作狀態(tài)是否正常的判斷，假設(shè)出現(xiàn)異常情況，那么進(jìn)行蜂鳴報(bào)警。3.5 水位傳感器水位檢測(cè)的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時(shí)間等參數(shù)。對(duì)于全自動(dòng)洗衣機(jī),要求水位的檢測(cè)必須是連續(xù)的,故常采用諧振式水位傳感器。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件,將被測(cè)物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)C參數(shù)的變化,最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是:將水位的上下通過(guò)導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個(gè)測(cè)試內(nèi)腔氣體變化的壓力,驅(qū)動(dòng)內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動(dòng),帶動(dòng)隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動(dòng),從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。3.6 LED和數(shù)碼管顯示及按鍵電路如圖3-5所示，本程控器設(shè)有七個(gè)按鍵(水位K1、程序K2、功能K3、水溫K4、啟動(dòng)/暫停K5、預(yù)約K6、電源K7)，十四個(gè)發(fā)光二極管四個(gè)八檔水位顯示、三個(gè)程序顯示、四個(gè)功能顯示、兩個(gè)進(jìn)水顯示、一個(gè)預(yù)約顯示，一個(gè)雙位數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的選擇和顯示。通過(guò)LED的點(diǎn)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(shí)間和四種錯(cuò)誤類(lèi)型E1、E2、E3、E4。采用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方法。動(dòng)態(tài)掃描顯示法是把所有顯示器件的各個(gè)相同端互相連接在一起,接到一個(gè)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(guò)這兩個(gè)輸出口的兩組信號(hào)相互作用來(lái)產(chǎn)生顯示效果。即讓各位數(shù)碼管及LED顯示器件按照一定順序輪流顯示，只要掃描頻率足夠高，由于人眼的“視覺(jué)暫留特性，就觀察不到閃爍現(xiàn)象，而是連續(xù)穩(wěn)定的顯示。其特點(diǎn)圖3-5LED和數(shù)碼管顯示及按鍵電路在于能顯著降低顯示局部本錢(qián)，大大減少顯示接口的連線結(jié)構(gòu)，易于編程。開(kāi)機(jī)后，由P30P32和P35P37輸出不同時(shí)段的掃描方波,用來(lái)檢測(cè)按鍵的輸入。動(dòng)態(tài)掃描方波信號(hào)鍵掃描信號(hào)是50HZ頻率(間隔20 ms)的脈沖序列，有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，其中一個(gè)I/O口輸出低電平時(shí)，其余I/O口皆為高電平(例如111101等)。掃描信號(hào)經(jīng)限流電阻R1R6(3.3K)后加載到三極管Q1Q6的基極。當(dāng)P30P32和P35P37中某個(gè)管腳輸出低電平時(shí)，相應(yīng)的三極管飽和導(dǎo)通，從而使高電平驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的顯示器件工作。同時(shí)，軟件不斷檢測(cè)P22、P47的輸入。當(dāng)有鍵按下時(shí)，軟件便會(huì)檢測(cè)到此按鍵輸入口的高電平。根據(jù)掃描方波，可判斷按下的是哪一個(gè)鍵，然后調(diào)出存在程序存貯器中的相應(yīng)按鍵子程序。在相應(yīng)子程序中，由單片機(jī)控制從P40P47輸出不同的段值，用來(lái)控制相應(yīng)的LED指示燈點(diǎn)亮/閃爍及數(shù)碼管點(diǎn)亮/熄滅的工作狀態(tài)，并在相應(yīng)輸出口輸出控制信號(hào)，控制洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥的動(dòng)作。在按鍵的輸入處均設(shè)有容阻吸收電路，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。二極管D1D6作用是防止多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)，發(fā)生短路。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件編程思路全自動(dòng)洗衣機(jī)控制軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能要求，主要分為以下幾個(gè)大程序模塊：監(jiān)控程序模塊；主洗程序模塊；漂洗程序模塊；脫水程序模塊。4.2 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?tīng)顟B(tài)下，監(jiān)視按鍵和刷新顯示工作。在監(jiān)控狀態(tài)下，程序不斷掃描7個(gè)按鍵電源、啟動(dòng)、程序、預(yù)約、水位、功能和水溫的狀態(tài)。只有在電源鍵被按下后，按動(dòng)其它鍵才能有效響應(yīng)。監(jiān)控程序模塊的流程圖如圖4-1所示。圖4-1 監(jiān)控程序模塊框圖在洗衣機(jī)通上電源后，單片機(jī)上電復(fù)位。程序首先運(yùn)行在監(jiān)控程序模塊中。洗衣機(jī)初始化內(nèi)容包括：I/O口初始化、工作過(guò)程初始化主洗洗滌時(shí)間、漂洗洗滌時(shí)間、漂洗次數(shù)、脫水時(shí)間、進(jìn)水時(shí)間等參數(shù)。因?yàn)橄匆聶C(jī)上電后默認(rèn)洗滌方式為標(biāo)準(zhǔn)洗，故參數(shù)初始化主要是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)洗狀態(tài)下的參數(shù)的預(yù)置。上電數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊主要用來(lái)判斷洗衣機(jī)上電是否為洗滌時(shí)突然掉電。假設(shè)為洗滌過(guò)程中掉電，那么上電后進(jìn)行恢復(fù)斷點(diǎn)工作，否那么程序返回進(jìn)入到對(duì)按鍵監(jiān)視和刷新顯示的循環(huán)過(guò)程中。在按下電源鍵后，洗衣機(jī)進(jìn)入到復(fù)位狀態(tài)，在此狀態(tài)下可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如選擇水溫、是否防皺、水位、程序等。假設(shè)不設(shè)定的話，洗衣機(jī)啟動(dòng)后處于標(biāo)準(zhǔn)洗滌狀態(tài)。假設(shè)同時(shí)按下幾個(gè)鍵，那么進(jìn)入到自檢，如同時(shí)按下水位和電源鍵，這個(gè)功能是無(wú)水檢測(cè)，用來(lái)檢測(cè)發(fā)光二極管、數(shù)碼管和蜂鳴器等是否能正常工作；如在洗滌過(guò)程中同時(shí)按下水位和功能鍵，啟動(dòng)童鎖功能,所有按鍵均封鎖不可選。假設(shè)按下啟動(dòng)鍵，那么洗衣機(jī)開(kāi)始洗滌。主洗程序模塊當(dāng)洗衣機(jī)上電后默認(rèn)主洗時(shí)間為43分鐘。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程是否進(jìn)入到主洗程序模塊，由用戶(hù)操作決定。假設(shè)用戶(hù)選擇主洗，那么允許標(biāo)準(zhǔn)洗標(biāo)志有效。主洗過(guò)程是一個(gè)包括進(jìn)水、洗滌、排水洗和脫水全過(guò)程。程序框圖如圖4-2所示。圖4-2 主洗程序模塊 漂洗程序模塊 在洗衣機(jī)上電后默認(rèn)漂洗次數(shù)為4次。用戶(hù)可選擇漂洗次數(shù)，也可以只漂洗，不脫水。當(dāng)用戶(hù)選擇漂洗過(guò)程后，此標(biāo)志有效。在整個(gè)漂洗過(guò)程中，漂洗燈一直閃爍,程序框圖如圖4-3所示。圖4-3 漂洗程序模塊框圖 脫水程序模塊脫水是洗衣過(guò)程中可有可無(wú)的環(huán)節(jié)。脫水時(shí)間由用戶(hù)設(shè)定，在脫水過(guò)程中排水閥一直翻開(kāi)，且脫水指示燈一直閃爍顯示。脫水程序模塊如圖4-4所示。圖4-4 脫水程序模塊框圖總 結(jié) 全自動(dòng)洗衣機(jī)由東芝單片機(jī)控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸入輸出口多、I/O的驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、指令系統(tǒng)豐富等特點(diǎn)，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)到達(dá)了預(yù)期的各種功能，完全符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的各項(xiàng)要求。在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)橐郧暗臅r(shí)候總是覺(jué)得設(shè)計(jì)只要有總體思路就可以了，所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，特別是對(duì)雙向晶閘管的使用的時(shí)候，只是從書(shū)上了解到了無(wú)觸點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)但是卻沒(méi)有想到其實(shí)雙向晶閘管的過(guò)壓和過(guò)流性是十分的脆弱的，設(shè)計(jì)的時(shí)候就直接用它去控制了電機(jī)和電磁閥，這樣的穩(wěn)定性在實(shí)際的使用中不能穩(wěn)定使用，所以設(shè)計(jì)沒(méi)有實(shí)際意義。這點(diǎn)讓我充分的認(rèn)識(shí)到我的缺乏，我在設(shè)計(jì)和平時(shí)總是對(duì)自己的細(xì)節(jié)的注意不夠，這就使得很多看似成立的東西失去了本來(lái)的實(shí)際意義，也讓會(huì)導(dǎo)致很多事情的失敗。本次設(shè)計(jì)對(duì)與我來(lái)說(shuō)是一次對(duì)自己性格鍛煉，它讓我充分的認(rèn)識(shí)自己所學(xué)習(xí)知識(shí)的不夠，讓我明白小事、小細(xì)節(jié)對(duì)于全局的重要性，使我認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)和生活的關(guān)系，讓我知道自己以后做事的態(tài)度和行為，所以本次設(shè)計(jì)對(duì)我自身的是起到很重要的審視作用。參考文獻(xiàn)1 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謝經(jīng)過(guò)這一學(xué)期的努力我的畢業(yè)論文終于順利完成了。本文是在老師指導(dǎo)下完成的。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、品德高尚、平易近人，在洗衣機(jī)控制課題等方面具有豐富的知識(shí)和很高的科研水平。從選題、方案論證到具體設(shè)計(jì)和論文撰寫(xiě)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都得到老師的熱心指導(dǎo)、幫助、和指正，使得我能在比擬正確的軌道上，在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)完成工作量較大的課題，對(duì)此將深深感謝老師的幫助。感謝所有的授課老師。在四年的學(xué)習(xí)中，他們不僅給我傳授了系統(tǒng)的理論知識(shí)，培養(yǎng)了較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，而且還通過(guò)言傳身教潛移默化地傳授給我做人的道理。在單片機(jī)課程學(xué)習(xí)中授予我們的知識(shí)，讓我對(duì)學(xué)習(xí)的態(tài)度改變?cè)S多，同時(shí)也讓我充分的認(rèn)識(shí)到自己的缺乏，更重要的是教會(huì)我們?nèi)绾稳W(xué)。如果沒(méi)有他們的無(wú)私支持和指導(dǎo)，相信我沒(méi)有方法完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此對(duì)他們的悉心教導(dǎo)表示衷心地感謝。附 錄start:nop ld sp,0x23f di call ioini ；初始化單片機(jī) call workini ；初始化RAMstart1: nop call workini1 ；進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置 eiRUNING: test (flag1).0 ；10ms延時(shí) jr t,RUNING clr (flag1).0 ld (WDTCR2),0x4e ；關(guān)看門(mén)狗 call d100ms ；100ms延時(shí)，和flag4).1組成一個(gè)100ms延時(shí) call buzzing ；蜂鳴程序 call tsj ；自檢和循環(huán)檢測(cè) test (flag4).1 jr f,RUNING call derr ；錯(cuò)誤檢測(cè)程序 call tsjt ；童鎖潔筒 call proini ；進(jìn)行自檢和無(wú)水檢測(cè)參數(shù)設(shè)置 call door ；門(mén)判斷程序 call display ；顯示程序 call water ；水位判斷程序 call klast ；連鍵處理程序 call err16 ；出錯(cuò)情況未接觸的話，每16分種，蜂鳴器報(bào)警10秒 call d10mdp ；開(kāi)機(jī)十分種，不啟動(dòng)那么自動(dòng)斷電 test (flag2).1 ；是否出錯(cuò) jr f,RUNING test (flag1).3 ；預(yù)約 jr t,RUNIA0 call yydelay ；預(yù)約顯示 call yyoper ；預(yù)約啟動(dòng)情況下，未蓋蓋子，那么出現(xiàn)報(bào)警 jp RUNINGRUNIA0: test (flag2).0 ；啟動(dòng) jr t,RUNING ld (error),0x00 ；無(wú)錯(cuò)誤 test (flag8).1 ；模糊測(cè)布質(zhì) jr t,RUNIA00 call del10s jp RUNINGRUNIA00: test (flag1).7 ；3s時(shí)間標(biāo)志 jr t,RUNIA01 call del3s jp RUNINGRUNIA01: test (flag5).5 ；無(wú)水檢測(cè) jr t,RUNINA02 call testfm ；蜂鳴器初始化程序 jp RUNINGRUNINA02: test (flag5).0 ；排脫水 jr t,RUNIA1 ； test (flag4).7 ；7s程序，最好 jr t,RUNIA1 ； call del7s jp RUNINGRUNIA1: call RUNDISP ；1m修改一個(gè)運(yùn)行時(shí)間 test (flag5).3 ；洗衣結(jié)束 jr f,RUNIA2 call xiyi ；調(diào)洗衣程序RUNIA3: jp RUNINGRUNIA2: test (flag1).1 ；蜂鳴器正在工作 jr f,RUNIA3 test (flag6).3 ；循環(huán)檢測(cè)程序 jr f,RUNIA4RUNIA5: call workini1 ；初始化RUNIA4: set (flag2).3 ；程序初始化 clr (flag5).3 ；洗衣結(jié)束，結(jié)束蜂鳴 jp RUNING;* ld (P0DR),0xff ；p0口有8個(gè)管腳，p07為輸入口 ld (P1DR),0x07 ；p0口有3個(gè)管腳，前兩個(gè)為輸入 ld (P2DR),0x07 ；p2口有3個(gè)管腳，這里沒(méi)有用到 ld (P3DR),0xc0 ；p3口有8個(gè)管腳，p36，p37為輸入管腳 ld (P1CR),0x7f ； ld (P3CR),0x4f ； ld (P0OUTCR),0x7F ;設(shè)置為哪種輸出形式，開(kāi)路或上拉 ld (WDTCR1),0x00 ;關(guān)看門(mén)狗 ld (WDTCR2),0xb1 ; ld (TTREG3),0x7d ;2mS,8M ld (TTREG4),0x0c ;0.192us,8M ld (TC1CR),0x14 ;TC1 10ms定時(shí) ldw (TC1DRA),0x0271 ;271;10mS; 138:5mS ld (TC3CR),0x18 ;TC3 2ms開(kāi)始計(jì)時(shí) ld (EINTCR),0xc0 ;設(shè)置中斷產(chǎn)生形式11000000 ld (TC4CR),0x19 ;TC4輸出為可編程脈沖 ld (TBTCR),0x00 ;關(guān)DVO口 ldw (IL),0x0000 ；清中斷標(biāo)志位 ld (EIRL),0x90 ；開(kāi)對(duì)應(yīng)中斷 1001 0000 ld (EIRH),0x0x0c ; 0000 1100 ld (SYSCR1),0x00 ;系統(tǒng)設(shè)置 ld (SYSCR2),0x80 clr (flag8).4 ;電源鍵第一次按下set該標(biāo)志，第二此按下該標(biāo)志 ld (INTSEL),0x10 ；中斷源選擇 ld (UARTCR1),0x03 ；關(guān) ld (UARTCR2),0x02 ld (WDTCR2),0x4e ；關(guān) ld (WDTCR1),0x0d ； ret;*workini: ld hl,s1 ;清理變量子程序 ld a,0xffLOVE: ld (hl),0 inc hl dec a jr f,LOVE ret;*workini1: ld (P0DR),0xff ；p0口有8個(gè)管腳，p07為輸入口 ld (P1DR),0x07 ；p0口有3個(gè)管腳，前兩個(gè)為輸入 ld (P2DR),0x07 ；p2口有3個(gè)管腳，這里沒(méi)有用到 ld (P3DR),0xc0 ；p3口有8個(gè)管腳，p36，p37為輸入管腳 ld a,(s1) ；保存自檢 ld w,(s2) ；保存無(wú)水檢測(cè) push wa ld h,(bitcount) ；保存循環(huán)位 ld l,(s7) ；保存開(kāi)關(guān)值 push hl ld hl,s1 ld a,0xffLOVE1: ld (hl),0 ；清理變量區(qū) inc hl dec a jr f,LOVE1 pop hl ld (bitcount),h ；恢復(fù)循環(huán)變量 ld (s7),l ；恢復(fù)開(kāi)關(guān)變量 pop wa ld (s2),w ；恢復(fù)程序鍵量循環(huán)檢測(cè) ld (s1),a ；恢復(fù)水位鍵 自檢 ld de,0x0000 ；作為水位檢測(cè)的中間變量 ld (del20),0xfa ；250 ld (d10m1),0x5f ；59999 ld (d10m2),0xea ld (bitmove),0xfe ；位循環(huán) ldw (d1m),0x176f ；5999 set (flag2).3 ；程序初始化 set (flag4).1 ；上電延時(shí) ld (yyd1m1),0x3f ；359999 1h時(shí)預(yù)約程序變下 ld (yyd1m2),0x7e ld (yyd1m3),0x05 ld (d05s1),0xff ；1535 ld (d05s2),0x05 ld (led1),0xfb ；默認(rèn)3檔水位 ld (led2),0xf7 ；標(biāo)準(zhǔn) ld (led3),0xf8 ；洗 漂 脫 set (flag8).1 ；模糊 ld (d10s1),0x2c ; 300 ld (d10s2),0x01clr (P3DR).3 ； ld (zsdx),0x0c ld (zsdp),0x02 ld (zsdt),0x06 set (flag10).5 ；在開(kāi)始時(shí)候有個(gè)補(bǔ)水功能 set (flag1).1 ；是否蜂鳴 ld (buzt1),0x0a ； ld (temcount),0x00 ；開(kāi)冷水 ld (wcount),0x02 ；是否錯(cuò)誤 ret call TESTCQ ;測(cè)試布質(zhì)XIYIRET: retXIYIXYE: call clrcur clr (pro2).6 clr (flag4).5TESTCQ: ld w,(wcount) ;測(cè)布質(zhì)子程序 ld a,0x04 mul w,a ld c,a ld (del30),c ld hl,water1 ld bc,(hl+c) ld wa,(sjsw)