畢業(yè)設(shè)計基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、編號編號 xxxxxxxxxx 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 （ 20122012 屆本科）屆本科） 題題 目：目： 基于單片機的全自動洗衣機基于單片機的全自動洗衣機 控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)學(xué) 院：院： 物理與機電工程學(xué)院物理與機電工程學(xué)院 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 作者姓名：作者姓名： xxxxxx 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： xxxxxx 職稱：職稱： xxxxxx 完成日期：完成日期： 20122012 年年 5 5 月月 5 5 日日 二一二 年 五五 月 目 錄 基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng).5 第一章 功能設(shè)計.6 1.1 程控器功能設(shè)計及說明.6 1.1

2、.1 六個全自動程序功能設(shè)計.6 1.1.2 預(yù)約功能設(shè)計.6 1.1.3 不平衡調(diào)整功能設(shè)計.6 1.1.4 自動斷電功能設(shè)計.7 1.1.5 運動浸泡功能設(shè)計.7 1.1.6 故障報警功能設(shè)計.7 1.1.7 桶潔凈功能設(shè)計.7 1.1.8 童鎖功能設(shè)計.7 1.1.9 冷、熱進水功能設(shè)計.7 1.2 面板簡圖.8 第二章 設(shè)計方案選擇和確定.9 2.1 目前主要應(yīng)用的單片機機型.9 2.2 負載控制電路的選擇.9 第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計.10 3.1 硬件結(jié)構(gòu)概述及組成框圖.10 3.1.1 概述.10 3.1.2 組成框圖.10 3.2 微處理器.10 3.2.1 tmp86c84

3、6n 的封裝及引腳功能.10 3.3 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路設(shè)計.13 3.3.1 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理.13 3.3.2 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路原理圖及工作原理.14 3.4 蜂鳴器.15 3.5 水位傳感器.15 3.6 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.19 4.1 軟件編程思路.19 4.2 各模塊程序流程圖.19 4.2.1 監(jiān)控程序模塊.19 4.2.2 主洗程序模塊.21 4.2.3 漂洗程序模塊.22 4.2.4 脫水程序模塊.23 總 結(jié).24 參考文獻.25 致 謝.26 附 錄.27 基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)基于單片機的全自動洗衣機控

4、制系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計 摘摘 要：要：全自動洗衣機電腦程控器由東芝單片機控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸入輸出口 多、i/o 的驅(qū)動能力強、指令系統(tǒng)豐富等特點，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡化系統(tǒng)的硬 件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。 采用雙向晶閘管實現(xiàn)無觸點控制電機和電磁閥，利用諧振式水位傳感器檢測水位，發(fā)光二極管 及數(shù)碼管顯示，按鍵掃描共用 i/o 端口，單片機電源引腳及直流電源處都有容阻吸收和電容濾波電 路實現(xiàn)硬件濾波。軟件編程實現(xiàn)多功能、多程序方便用戶選擇和出廠調(diào)試。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：東芝；單片機；雙向晶閘管；軟件編程； abstract：automatic washing machine w

5、ith 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. t

6、wo-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 mul

7、ti- function, multi-user-friendly procedures for the selection and testing manufactured. keywords：toshiba；scm control；two-way; software programming 第一章第一章 功能設(shè)計功能設(shè)計 洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器，發(fā)展非?？?，全自動式洗衣機因使 用方便得到大家的青睞，全自動即進水、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。變頻控制依其高性能、 節(jié)能等優(yōu)點在洗衣機的控制中得到廣泛應(yīng)用，而單片機

8、在洗衣機中的控制做用是決定 性作用的。 1.1 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 5.5v （2）最低工作電壓與時鐘頻率有關(guān)：16mhz 時為 4.5v，8mhz 時為 2.7v （3）在該洗衣機控制電路中需要+5v 直流電供給單片機及顯示部分，+12v 直流 電源驅(qū)動繼電器和蜂鳴器，220v 交流電源驅(qū)動電機和各種交流電磁閥。 （4）洗衣機的電源電壓為 220 伏特，50 赫茲。 1.1.1 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 1-1 所示： 表 1-1 六種全自動程序洗衣特點 程序水流及特點缺省時間 標準洗滌 12 分鐘，漂洗 2 次，脫水 6

9、 分鐘，洗凈能力強。43 分鐘 快洗 洗滌 2.5 分鐘，漂洗 1 次并噴淋，脫水 1.5 分鐘，洗凈能力較輕。 10 分鐘 纖細 洗滌 10 分鐘，漂洗 2 次，脫水 2 分鐘，適合洗滌纖細及高檔衣 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。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。 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 1.1.2 預(yù)約功能設(shè)計 按動預(yù)約鍵，數(shù)碼管閃爍顯示預(yù)約洗衣開始時間進入預(yù)約設(shè)定狀態(tài)，可在48 小時之間選擇。每按一次預(yù)約鍵，預(yù)約

10、時間增加 1 小時。到 48 小時后再按一次回到起 始狀態(tài)。按住預(yù)約鍵不放，時間自動連續(xù)增加，可一次設(shè)置48 小時。在預(yù)約啟動 后若開蓋，則程序報警提示。 1.1.3 不平衡調(diào)整功能設(shè)計 1.1.3.1 不平衡調(diào)整的判斷 在安全開關(guān)接通的狀態(tài)下，若間歇脫水或脫水過程中，出現(xiàn) 45520010ms 的瞬 間斷開，則進入不平衡調(diào)整狀態(tài)。斷開超過 200ms，判斷為開蓋。斷開不足 40ms，不 予處理。 1.1.3.2 不平衡調(diào)整的工作過程 進入不平衡調(diào)整狀態(tài)，在漂洗狀態(tài)原選中的燈進行閃爍顯示，脫水狀態(tài)則回到漂 洗燈閃爍顯示。同時，注水到當前設(shè)定水位后，擺平水流運行 1 分鐘，結(jié)束后排水回 到原來脫

11、水行程中。若進行如此 2 次修正無效后，則蜂鳴器報警，等待人工處理。 1.1.4 自動斷電功能設(shè)計 啟動自動斷電功能的工作情況： 第一，開機 10 分鐘后，不啟動程序，則自動切斷電源。 第二，洗衣程序結(jié)束并進行六次蜂鳴后即時自動切斷電源。 1.1.5 運動浸泡功能設(shè)計 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 運動浸泡的洗滌方式 浸泡過程（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 1.1.6 故障報警功能設(shè)計 在洗衣機工作過程中，若出現(xiàn)表 1-3 所列的故障，則單片機能檢測故障類型，同 時

12、發(fā)出報警信號，提醒操作者排除故障。 表 1-3 故障報警工作狀況 故障原因故障顯示蜂鳴報警報警解除 進水報警進水 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 打開機蓋, 處理故障, 然后關(guān)上 機蓋，解 除報警 1.1.7 桶潔凈功能設(shè)計 目的就是洗衣結(jié)束后清潔洗衣桶。打開電源，在未啟動狀態(tài)下，按程序預(yù)約鍵 可選則桶潔凈功能，然后按啟/停鍵即進入

13、潔桶程序。在此工作狀態(tài)下只有啟/停鍵及 電源鍵響應(yīng)，僅有脫水一個燈閃爍。 1.1.8 童鎖功能設(shè)計 程序啟動后，按水位功能鍵即可啟動童鎖功能。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。 1.1.9 冷、熱進水功能設(shè)計 冷水燈亮進水時，由冷水進水閥打開；熱水燈亮進水時，由熱水進水閥打開；冷、 熱水燈同時亮則進水時兩進水閥同時打開。 1.2 面板簡圖 如圖 1-1 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)，達到節(jié) 省硬件的目的。程序按鍵對應(yīng)的三個燈也是如此，一個燈可以表示兩個狀態(tài)。 圖 1-1 面板簡圖 第二章第二章

14、 設(shè)計方案選擇和確定設(shè)計方案選擇和確定 2.1 目前主要應(yīng)用的單片機機型 （1）intel 公司的單片機 intel 是最早推出單片機的公司之一，主要有 mcs-48、mcs-51 系列 8 位單片機和 mcs-96 系列的 16 位單片機。在 20 世紀八、九十年代，mcs-51 和 mcs-96 曾經(jīng)是我 國最流行的單片機，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 有推出新的單片機。 （2）東芝(toshiba)公司的單片機 東芝公司主要有 tlcs-870、tlcs-870/x、tlcs-870/c 等系列的 8 位單片機， tlcs-900 系列的 16 位單

15、片機，這些單片機是近幾年推出的新型單片機，功能強、可 靠性高。 在本洗衣機控制系統(tǒng)中，要求洗衣機能自動檢測水位、水溫、門開關(guān)等參數(shù)，自 動確定標準洗及快速洗等時間、漂洗次數(shù)，并能自動控制洗衣機電機、進水閥、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)。若用 intel 的 51 系列單片機，要么需要進行 i/o 擴展，要么由于這些單片機 驅(qū)動能力有限，需外加驅(qū)動電路，從而使硬件電路過于復(fù)雜。 綜合上述考慮，決定選用內(nèi)部有 a/d 轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動能力強的 toshiba 單片機作 為該系統(tǒng)的微處理器，tmp86c846n 單片機是 tlcs-870/c

16、 系列單片機中的典型產(chǎn)品， 具有高速率、高性能、低功耗的優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)先進、功能強大。因此我們選擇 tmp86c846n 單片機作為主芯片。 2.2 負載控制電路的選擇 在洗衣機工作過程中，需要電機的正反轉(zhuǎn)、進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)器件來控制這些負載的工作。 普通開關(guān)設(shè)備，均屬于有觸點開關(guān)。由于這些開關(guān)在開斷的過程中，存在著機械 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。 普通開關(guān)的壽命和開斷的次數(shù)相關(guān)，因此在頻繁切換的場合其應(yīng)用受到了一定的限制。 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

17、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。 鑒于晶閘管自身不可替代的優(yōu)點，在本控制系統(tǒng)中，采用雙向晶閘管作為開關(guān)器 件來控制電機的正反轉(zhuǎn)及各種電磁閥的通斷。 第三章第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 3.1 硬件結(jié)構(gòu)概述及組成框圖 3.1.1 概述 本程控器有七個按鍵(水位 k1、程序 k2、功能 k3、水溫 k4、啟動/暫停 k5、預(yù)約 k6、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)對洗衣機運行狀態(tài)的選擇和顯 示。通過不同顏色接插件與洗衣機的冷熱進水電磁閥、

18、排水牽引器、電機、水位傳感 器、安全門開關(guān)相連接，由雙向晶閘管來控制負載，按設(shè)定程序?qū)崟r執(zhí)行動作。 3.1.2 組成框圖 單 片 機 按鍵輸入 電機正轉(zhuǎn) 蜂鳴報警 排水牽引線 熱水進水閥 冷水進水閥 led顯示器 電機反轉(zhuǎn) 水位頻率信號 圖 3-1 硬件結(jié)構(gòu)組成框圖 3.2 微處理器 3.2.1 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 tmp86c846n 引腳功能說明。 表 3-1 tmp86c46n 的引腳功能 引腳名一般 i/o 功能特殊

19、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(/)4pwm4tc pdo4/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) p1

20、0(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 p37(ain7/stop5) p36(ain6/stop4) p35(ain5/stop3) p34(ain4/stop2) 模擬量信號 ain4ain7 輸入腳或 使 cpu 退出 stop 方式的信號 stop2stop5 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 ain0ain3 輸入腳 p47 p46 p45 p44 p43 p42 p41 p

21、40 8 位雙向輸入/ 輸出口 test測試控制輸入腳，用戶系統(tǒng)中接地 reset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+5v avss模擬地 avdd模擬電路電源+5v varefad 參考電源輸入端 3.2.2. 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，給單片機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)動電路需要輸出控制及驅(qū)動信號，所以相應(yīng)的 i/o 口設(shè)置為輸出 口。表 3-2 為單片機各個 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 p4

22、0 p41 p42 p43 p44 p45 p46 9 10 11 12 13 14 15 輸出，七段 led 數(shù)碼管顯示 其中，p4.0p4.3 兼作水位、功能、程序、進水的 狀態(tài)顯示 p22 p47 23 16 輸入，第 1 行按鍵 k1k6 輸入 輸入，第 2 行按鍵 k7 輸入 p30 p31 p32 p35 p36 p37 40 41 42 3 4 5 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)

23、顯示控制 p34 p10 p12 p13 p14 2 39 37 36 35 輸出，排水電磁閥驅(qū)動電路控制 輸出，熱水進水電磁閥驅(qū)動電路控制 輸出，冷水進水電磁閥驅(qū)動電路控制 輸出，電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動電路控制 輸出，電機反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路控制 p1534輸出，繼電器線圈通斷電控制 p0026輸入，交流過零檢測信號輸入 p0127輸出，蜂鳴器控制 p2025輸入，水位傳感器頻率信號輸入 p2122輸入，門開關(guān)檢測信號輸入 3.3 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路設(shè)計 3.3.1 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)如下圖所示。其引出端子分別為 mt1，mt2，門極。通常以 mt1 作為電壓測量的基準點。 如圖

24、 3-3 可知，在端子 mt2 與 mt1 之間相當于一個 pnpn 與一個 npnp 器件的 并聯(lián)。當門極無信號輸入時，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，且門極有負極性信號時，這就可使雙 向晶閘管導(dǎo)通，電流 mt1 向 mt2 流動。 3.3.2 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路原理圖及工作原理 雙向晶閘管采用直流觸發(fā)，鑒于單片機輸出觸發(fā)信號不足以觸發(fā)雙向晶閘管，故 需將觸發(fā)功率放大。 如圖 3-4 所示，負載驅(qū)動電路主要包括七

25、達林頓驅(qū)動電路 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正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，進水（熱水、冷水）電磁閥、排 水牽引器的通斷。由單片機根據(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 uln2004 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)。220v 交流電路經(jīng)過負載形成回路，使相應(yīng)的負載得電 運行。 3.3.2.1 電機正、反轉(zhuǎn)及排水牽引器驅(qū)動控制原理 當 p14 腳輸出高電平過零脈沖時，經(jīng)驅(qū)動芯片 uln2004 輸出低電平，則

26、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 uln2004 內(nèi)部接地而構(gòu)成通路，使 tr1 的 t1 極和 g 極間（電阻 r38 33 r39 33 c16 473 c17 473 c18 473 c19 473 c20 0.01u c21 0.01u c22 473 c23 473 c25 33u c26 100u tr1 8a tr2 8a tr3 1a tr4 1a c28 473 tr5 1a 位位位位位位位位位位 1 zid 1 hongd 1 chengd 1 baid 1 huangd 1 2 3 4 5 6

27、7 89 10 11 12 13 14 15 16 uln20 04 ic3 uln2004 r33100 r34100 r35270 r41270 r42270 冷220v p34 p10 p12 p13 p14 圖 3-4 雙向晶閘管控制驅(qū)動電路 約為 100）產(chǎn)生一個電壓降，使 tr1 導(dǎo)通，于是電動機正轉(zhuǎn)。 同樣道理，當 p13 腳輸出高電平過零脈沖時，電動機反轉(zhuǎn)。若要使電動機停轉(zhuǎn)， 紙鷂使 p14、p13 腳都輸出低電平即可。此時，只要交流電壓一過零點，可控硅就因 t1 和 g 間電壓為零而自動截止，電動機失電停止運轉(zhuǎn)。同時，控制電機的兩個雙向 晶閘管在任何時候不能同時導(dǎo)通，否則會損

28、壞晶閘管，甚至燒壞電機。當 p34 腳輸出 高電平過零脈沖時，可控制排水牽引器的啟動停止。 3.3.2.2 冷、熱進水閥驅(qū)動控制原理 當 p12 腳輸出高電平過零脈沖時，經(jīng)驅(qū)動芯片 uln2004 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 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) 生一個電壓降，使 tr3 導(dǎo)通，于是電磁閥線圈帶電打開冷進水閥閥門。 同樣道理，當 p10 腳輸出高電平過零脈沖時，熱進水閥閥門打開。要使閥門關(guān)閉， 只要使 p12 或 p10

29、腳輸出低電平即可。這時，只要交流電壓一過零點，可控硅就因 t1 和 g 間電壓為零而自動截止，電磁閥不帶電而關(guān)閉閥門。 3.3.2.3 抗干擾措施 電容 c16c19、c28 起濾波抗干擾作用，當突然出現(xiàn)干擾信號時，因電容電壓不 能突變，而不會引起 uln2004 內(nèi)部的變化而造成雙向晶閘管的誤導(dǎo)通或誤截止。 由于電機的電感較大，感應(yīng)反電勢也較大，如果這個電壓出現(xiàn)非常迅速，則雙向 晶閘管將重新導(dǎo)通而失去控制，因此需要在兩個 8a 的雙向晶閘管的兩個主極上并聯(lián) 一個電阻和電容，組成容阻回路。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。

30、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)常稱為 rc 阻容吸收電路。 3.4 蜂鳴器 為保證洗衣機的安全工作，當洗衣機出現(xiàn)問題或故障時，洗衣機應(yīng)立即發(fā)出蜂鳴 報警，提醒用戶及時處理，此即全自動洗衣機的故障自診斷功能。在洗衣機電源接通 后，單片機就不斷地對接收到的按鍵、門開關(guān)、水位傳感器等輸入信號進行分析，并 結(jié)合內(nèi)部時鐘信號，作出當前工作狀態(tài)是否正常的判斷，若出現(xiàn)異常情況，則進行蜂 鳴報警。 3.5 水位傳感器 水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。對于全自動洗衣 機,要求水位的檢測必須是連續(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

31、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。其工作原理是:將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔 氣體變化的壓力,驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動,帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動,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)有七個按鍵(水位 k1、程序 k2、功能 k3、水溫 k4、 啟動/暫停 k5、預(yù)約 k6、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

32、運行狀態(tài)的選擇和顯示。通過 led 的點亮/閃爍指示洗衣機的各種工作狀態(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（e1、e2、e3、e4） 。 采用動態(tài)掃描顯示的方法。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。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 r1 3.3k r2 3.3k r3 3.3k r4 3.3k r5 3.3k

33、 r6 3.3k r7 100 r8 100 r9 100 r10 100 r11 100 r12 100 r13 100 r14 1k r15 1k r23 10k r24 10k q1 2907 q2 2907 q3 2907 q4 2907 q5 2907 q6 2907 led3 7/8 led2 5/6 led1 3/4 led7 冷冷 led6 冷冷 led5 冷冷 led4 1/2 led11 冷冷 led10 冷冷 led9 冷冷 led8 冷冷 led14 冷冷 led13 冷冷 led12 冷冷 d1 in4001 d2 in4001 d3 in4001 d4 in4001

34、 d5 in4001 d6 in4001 k2 位位 k3 位位 k6 位位 k5 位/位 k7 位位 k1 位位 c3 473 c4 473 k4 位位 ledgn g g e e f f d d e e b b a a l l h h bf c g d e bf c g d e aa smg +5v p30 p31 p32 p41 p40 p37 p36 p35 p42 p43 p44 p45 p46 p22 p47 圖 3-5led 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。 開機后，由 p30p32 和 p35p37 輸出不同時段的掃描方

35、波,用來檢測按鍵的輸入。 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)。 掃描信號經(jīng)限流電阻 r1r6(3.3k)后加載到三極管 q1q6 的基極。當 p30p32 和 p35p37 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。 同時，軟件不斷檢測 p22、p47 的輸入。當有鍵按下時，軟件便會檢測到此按鍵 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

36、序中，由單片機控制從 p40p47 輸出不同的段 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，控制洗衣機電動機、進水電磁閥、排水電磁閥的動作。 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 是防止多個按鍵同時按下時，發(fā)生短路。 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.1 軟件編程思路 全自動洗衣機控制軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能要求，主要分為以下幾個大程序模塊：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 4.2.1 監(jiān)控程序模塊 監(jiān)控程序模塊負責在非洗衣狀態(tài)下，監(jiān)視按鍵和刷新顯

37、示工作。在監(jiān)控狀態(tài)下， 程序不斷掃描 7 個按鍵（電源、啟動、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。 y n n y 開 始 n y 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)洗衣機方式 設(shè)置程序 電源鍵按下？ 調(diào)讀取鍵值 子程序 有鍵按 下？ 設(shè)置棧堆指針 調(diào)用洗衣機初始 化子程序 調(diào)上電數(shù)據(jù)恢復(fù) 模塊 按鍵掃描子程序 調(diào)顯示子程 序 圖一 監(jiān)控程序模塊圖 n y n 開基本定時器中斷 圖 4-1 監(jiān)控程序模塊

38、框圖 在洗衣機通上電源后，單片機上電復(fù)位。程序首先運行在監(jiān)控程序模塊中。洗衣 機初始化內(nèi)容包括：i/o 口初始化、工作過程初始化（主洗洗滌時間、漂洗洗滌時間、 漂洗次數(shù)、脫水時間、進水時間等參數(shù)） 。因為洗衣機上電后默認洗滌方式為標準洗， 故參數(shù)初始化主要是對標準洗狀態(tài)下的參數(shù)的預(yù)置。上電數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊主要用來判斷 洗衣機上電是否為洗滌時突然掉電。若為洗滌過程中掉電，則上電后進行恢復(fù)斷點工 作，否則程序返回進入到對按鍵監(jiān)視和刷新顯示的循環(huán)過程中。 在按下電源鍵后，洗衣機進入到復(fù)位狀態(tài)，在此狀態(tài)下可進行參數(shù)設(shè)置，如選擇 水溫、是否防皺、水位、程序等。若不設(shè)定的話，洗衣機啟動后處于標準洗滌狀態(tài)。 若

39、同時按下幾個鍵，則進入到自檢，如同時按下水位和電源鍵，這個功能是無水檢測， 用來檢測發(fā)光二極管、數(shù)碼管和蜂鳴器等是否能正常工作；如在洗滌過程中同時按下 水位和功能鍵，啟動童鎖功能,所有按鍵均封鎖不可選。若按下啟動鍵，則洗衣機開 始洗滌。 4.2.2 主洗程序模塊 當洗衣機上電后默認主洗時間為 43 分鐘。洗衣機的洗滌過程是否進入到主洗程 序模塊，由用戶操作決定。若用戶選擇主洗，則允許標準洗標志有效。主洗過程是一 個包括進水、洗滌、排水洗和脫水全過程。程序框圖如圖 4-2 所示。 n y 返回 清除主洗標志 滅主洗燈 調(diào)脫水子程序 設(shè)置脫水時間 返回允許主洗？ 調(diào)排水子程序 調(diào)主洗洗滌子 程序

40、主洗燈閃爍 調(diào)進水子程序 程序入口 圖 4-2 主洗程序模塊 4.2.3 漂洗程序模塊 在洗衣機上電后默認漂洗次數(shù)為 4 次。用戶可選擇漂洗次數(shù)，也可以只漂洗，不 脫水。當用戶選擇漂洗過程后，此標志有效。在整個漂洗過程中，漂洗燈一直閃爍, 程序框圖如圖 4-3 所示 。 n n y y n n n 返回 滅漂洗燈 清漂洗標志 清四漂標志 第四次漂洗子程序 第四次漂洗？ 清三漂標志 第三次漂洗？ 調(diào)三漂子程序 返回 清二漂標志 y 調(diào)二漂子程序 第二次漂洗？ 清一漂標志 y 調(diào)一漂子程序 第一次漂洗？ y 漂洗燈閃爍 允許漂洗？ 程序入口 圖 4-3 漂洗程序模塊框圖 4.2.4 脫水程序模塊

41、脫水是洗衣過程中可有可無的環(huán)節(jié)。脫水時間由用戶設(shè)定，在脫水過程中排水閥 一直打開，且脫水指示燈一直閃爍顯示。脫水程序模塊如圖 4-4 所示。 n n y y 返 回 關(guān)排水泵 調(diào)電機停止子程序 脫水時間完？ 調(diào)鍵盤時間顯示 調(diào)剩余時間顯示 調(diào)電機啟動子程序 設(shè)置轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速 調(diào)電機反轉(zhuǎn)子程序 15s倒計時=0? 置脫水時間于倒 計時緩沖器 設(shè)置轉(zhuǎn)速為低速 15秒倒計時開始 入 口 調(diào)開排水泵 調(diào)電機啟動子程序 圖 4-4 脫水程序模塊框圖 總 結(jié) 全自動洗衣機由東芝單片機控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸入輸出口多、 i/o 的驅(qū)動能力強、指令系統(tǒng)豐富等特點，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡化

42、 系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。 本設(shè)計經(jīng)過設(shè)計達到了預(yù)期的各種功能，完全符合全自動洗衣機的各項要求。在 本次設(shè)計中，因為以前的時候總是覺得設(shè)計只要有總體思路就可以了，所以在設(shè)計電 路的時候，特別是對雙向晶閘管的使用的時候，只是從書上了解到了無觸點的優(yōu)點但 是卻沒有想到其實雙向晶閘管的過壓和過流性是十分的脆弱的，設(shè)計的時候就直接用 它去控制了電機和電磁閥，這樣的穩(wěn)定性在實際的使用中不能穩(wěn)定使用，所以設(shè)計沒 有實際意義。 這點讓我充分的認識到我的不足，我在設(shè)計和平時總是對自己的細節(jié)的注意不夠， 這就使得很多看似成立的東西失去了本來的實際意義，也讓會導(dǎo)致很多事情的失敗。 本次設(shè)計對與我來

43、說是一次對自己性格鍛煉，它讓我充分的認識自己所學(xué)習知識 的不夠，讓我明白小事、小細節(jié)對于全局的重要性，使我認識到自己的學(xué)習和生活的 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)計對我自身的是起到很重要 的審視作用。 參考文獻 1 余永權(quán)，汪明慧，黃英單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社,2003 2 扈剛，王延峰.諧振式水位傳感器.傳感器技術(shù).2002. 3 謝宋和,湛清平.東芝單片機在家用電器中應(yīng)用.北京:北京航空航天大學(xué)出版,1996. 4 周德林，張雙慶全自動洗衣機故障檢測技術(shù)北京：金盾出版社，2004 5 張毅剛，修林成.mcs-51單片機應(yīng)用設(shè)計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)

44、出版社，1992. 6 陳汝全，林水生實用微機與單片機控制技術(shù)成都：電子科技大學(xué)出版社,1998 7 王幸之,王雷等單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社1999 8 牛洪濤工控軟件的抗干擾設(shè)計微型機與應(yīng)用1998 9 邵貝貝單片機嵌入式應(yīng)用的在先開發(fā)方法北京：清華大學(xué)出版社,2004 10 王柏林.單片機系統(tǒng)設(shè)計的誤區(qū)與對策.計算機應(yīng)用.2002. 11 王曉明電動機的單片機控制北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002 致 謝 經(jīng)過這一學(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)嚴謹、品德高尚、平易近人，在洗衣機控 制課題等方面具有豐富的知識和很高的

45、科研水平。從選題、方案論證到具體設(shè)計和論 文撰寫的各個環(huán)節(jié)，都得到老師的熱心指導(dǎo)、幫助、和指正，使得我能在比較正確的 軌道上，在預(yù)期的時間內(nèi)完成工作量較大的課題，對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)習中，他們不僅給我傳授了系統(tǒng)的理論知識， 培養(yǎng)了較強的動手實驗?zāi)芰?，而且還通過言傳身教潛移默化地傳授給我做人的道理。 在單片機課程學(xué)習中授予我們的知識，讓我對學(xué)習的態(tài)度改變許多，同時也讓我充分 的認識到自己的不足，更重要的是教會我們?nèi)绾稳W(xué)。如果沒有他們的無私支持和指 導(dǎo)，相信我沒有辦法完成這次的畢業(yè)設(shè)計。在此對他們的悉心教導(dǎo)表示衷心地感謝。 附 錄 start:nop ld

46、sp,0 x23f di call ioini ；初始化單片機 call workini ；初始化 ram start1: nop call workini1 ；進行標準化設(shè)置 ei runing: test (flag1).0 ；10ms 延時 jr t,runing clr (flag1).0 ld (wdtcr2),0 x4e ；關(guān)看門狗 call d100ms ；100ms 延時，和（flag4).1 組成一 個 100ms 延時 call buzzing ；蜂鳴程序 call tsj ；自檢和循環(huán)檢測 test (flag4).1 jr f,runing call derr ；錯誤檢

47、測程序 call tsjt ；童鎖潔筒 call proini ；進行自檢和無水檢測參數(shù)設(shè)置 call door ；門判斷程序 call display ；顯示程序 call water ；水位判斷程序 call klast ；連鍵處理程序 call err16 ；出錯情況未接觸的話，每 16 分種，蜂鳴器報警 10 秒 call d10mdp ；開機十分種，不啟動則自動斷電 test (flag2).1 ；是否出錯 jr f,runing test (flag1).3 ；預(yù)約 jr t,runia0 call yydelay ；預(yù)約顯示 call yyoper ；預(yù)約啟動情況下，未蓋蓋子，則

48、出 現(xiàn)報警 jp runing runia0: test (flag2).0 ；啟動 jr t,runing ld (error),0 x00 ；無錯誤 test (flag8).1 ；模糊測布質(zhì) jr t,runia00 call del10s jp runing runia00: test (flag1).7 ；3s 時間標志 jr t,runia01 call del3s jp runing runia01: test (flag5).5 ；無水檢測 jr t,runina02 call testfm ；蜂鳴器初始化程序 jp runing runina02: test (flag5).

49、0 ；排脫水 jr t,runia1 ； test (flag4).7 ；7s 程序，最好 11.5s jr t,runia1 ； call del7s jp runing runia1: call rundisp ；1m 修改一個運行時間 test (flag5).3 ；洗衣結(jié)束 jr f,runia2 call xiyi ；調(diào)洗衣程序 runia3: jp runing runia2: test (flag1).1 ；蜂鳴器正在工作 jr f,runia3 test (flag6).3 ；循環(huán)檢測程序 jr f,runia4 runia5: call workini1 ；初始化 runia

50、4: 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),0 xff ；p0 口有 8 個管腳，p07 為輸入口 ld (p1dr),0 x07 ；p0 口有 3 個管腳，前兩個為輸入 ld (p2dr),0 x07 ；p2 口有 3 個管腳，這里沒有用到 ld (p3dr),0 xc0 ；p3 口有 8 個管腳，p36，p37 為輸 入管腳 ld (p1cr),0 x7f ； ld (p3cr),0 x4f ； ld (p0outcr),0 x7f ;設(shè)置為哪種輸出形式，開路或上 拉 ld (wdtcr1)

51、,0 x00 ;關(guān)看門狗 ld (wdtcr2),0 xb1 ; ld (ttreg3),0 x7d ;2ms,8m ld (ttreg4),0 x0c ;0.192us,8m ld (tc1cr),0 x14 ;tc1 10ms 定時 ldw (tc1dra),0 x0271 ;271;10ms; 138:5ms ld (tc3cr),0 x18 ;tc3 2ms 開始計時 ld (eintcr),0 xc0 ;設(shè)置中斷產(chǎn)生形式 11000000 ld (tc4cr),0 x19 ;tc4 輸出為可編程脈沖 ld (tbtcr),0 x00 ;關(guān) dvo 口 ldw (il),0 x0000

52、 ；清中斷標志位 ld (eirl),0 x90 ；開對應(yīng)中斷 1001 0000 ld (eirh),0 x0 x0c ; 0000 1100 ld (syscr1),0 x00 ;系統(tǒng)設(shè)置 ld (syscr2),0 x80 clr (flag8).4 ;電源鍵第一次按下 set 該標志，第二 此按下該標志 ld (intsel),0 x10 ；中斷源選擇 ld (uartcr1),0 x03 ；關(guān) ld (uartcr2),0 x02 ld (wdtcr2),0 x4e ；關(guān) ld (wdtcr1),0 x0d ； ret ;* workini: ld hl,s1 ;清理變量子程序 ld

53、 a,0 xff love: ld (hl),0 inc hl dec a jr f,love ret ;* workini1: ld (p0dr),0 xff ；p0 口有 8 個管腳，p07 為輸入口 ld (p1dr),0 x07 ；p0 口有 3 個管腳，前兩個為輸入 ld (p2dr),0 x07 ；p2 口有 3 個管腳，這里沒有用到 ld (p3dr),0 xc0 ；p3 口有 8 個管腳，p36，p37 為輸 入管腳 ld a,(s1) ；保存自檢 ld w,(s2) ；保存無水檢測 push wa ld h,(bitcount) ；保存循環(huán)位 ld l,(s7) ；保存開關(guān)值

54、 push hl ld hl,s1 ld a,0 xff love1: 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)開關(guān)變量 pop wa ld (s2),w ；恢復(fù)程序鍵量（循環(huán)檢測） ld (s1),a ；恢復(fù)水位鍵 （自檢） ld de,0 x0000 ；作為水位檢測的中間變量 ld (del20),0 xfa ；250 ld (d10m1),0 x5f ；59999 ld (d10m2),0 xea ld (bitmove),0 xfe ；位循環(huán) ldw (d1

55、m),0 x176f ；5999 set (flag2).3 ；程序初始化 set (flag4).1 ；上電延時 ld (yyd1m1),0 x3f ；359999 1h 時預(yù)約程序變下 ld (yyd1m2),0 x7e ld (yyd1m3),0 x05 ld (d05s1),0 xff ；1535 ld (d05s2),0 x05 ld (led1),0 xfb ；默認 3 檔水位 ld (led2),0 xf7 ；標準 ld (led3),0 xf8 ；洗 漂 脫 set (flag8).1 ；模糊 ld (d10s1),0 x2c ; 300 ld (d10s2),0 x01 cl

56、r (p3dr).3 ； ld (zsdx),0 x0c ld (zsdp),0 x02 ld (zsdt),0 x06 set (flag10).5 ；在開始時候有個補水功能 set (flag1).1 ；是否蜂鳴 ld (buzt1),0 x0a ； ld (temcount),0 x00 ；開冷水 ld (wcount),0 x02 ；是否錯誤 ret call testcq ;測試布質(zhì) xiyiret: ret xiyixye: call clrcur clr (pro2).6 clr (flag4).5 testcq: ld w,(wcount) ;測布質(zhì)子程序 ld a,0 x04

57、 mul w,a ld c,a ld (del30),c ld hl,water1 ld bc,(hl+c) ld wa,(sjsw) cmp wa,bc jr lt,tcq0 sub wa,bc ld c,(wcount) ld b,0 x04 mul b,c ld hl,cqpara ld w,(hl+c) cmp w,a jr lt,tcq1 ;布質(zhì)分 4 擋 tcq0: ld (slpara),0 x00 ret tcq1: inc c ld w,(hl+c) cmp w,a jr lt,tcq2 ld (slpara),0 x01 ret tcq2: inc c ld w,(hl+c

58、) cmp w,a jr lt,tcq3 ld (slpara),0 x02 ret tcq3: inc c ld w,(hl+c) cmp w,a jr ge,tcqret ld (slpara),0 x03 tcqret: ret ld (si),0 x00 ld (prod1),0 xb7 ld (prod2),0 x0b xiyiph: test (pro2).5 jr t,xiyips ;排水 call inw test (flag2).4 jr t,xiyiret test (flag6).0 jr f,xiyiphj1 test (led2).3 jr t,xiyiphe tes

59、t (flag10).1 jr f,xiyiphe test (flag10).2 jr f,xiyiphe xiyiphj1: sub (prod1),1 subb (prod2),0 jr t,xiyiphe clr (si).4 clr (si).2 clr (flag3).0 set (flag3).1 call cur ret xiyiphe: set (led3).1 clr (flag3).1 ld (zsdx),0 x0 ld (si),0 x00 clr (pro2).5 call clrcur test (pro1).7 jr f,xiyiphe0 test (pro1).

60、6 jr f,xiyiphe0 test (pro1).5 jr f,xiyiphe0 set (led3).2 ld (zsdp),0 x0 xiyiphe0: test (led3).2 jr t,xiyips test (led3).3 jr t,xiyips1 call proend ret xiyips1: call timejz xiyips: test (pro2).4 jr t,xiyijt test (flag7).6 jr f,xiyijte call jtuods set (flag5).0 call ofw test (flag5).4 jr t,xiyipss ld