全自動洗衣機設(shè)計

1、題目：全自動洗衣機設(shè)計目錄第 1 章 引言 . 基于單片機控制的智能洗衣機研究的意義 第 2 章 控制功能需求分析 全自動洗衣機的控制功能要求 整機組成框圖 第 3 章 硬件電路設(shè)計 微處理控制電路 89C51 單片機的引腳分類 時鐘電路 復(fù)位操作電路 顯示電路 進水閥控制電路 排水閥控制電路 電機控制電路 電機調(diào)速局部 可控硅過零調(diào)功原理 . 硬件電路設(shè)計 . 過零檢測電路 . 可控硅觸發(fā)電路 . 蜂鳴電路 . 暫停和防振功能電路 . 壓力傳感器 . 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 結(jié) 論 參考文獻 附 錄 附錄 A 程序清單 . 附錄 B 智能洗衣機原理圖 32致 謝 33第 1 章 引言基于單

2、片機控制的智能洗衣機研究的意義隨著現(xiàn)代社會生活節(jié)奏的不斷加快和人們生活水平的不斷提高， 人們對各種方 便、快捷的家用電器需求量越來越大，洗衣機作為人們提高生活效率，追求生活質(zhì) 量 的根本條件，也愈來愈成為不可或缺的生活用具。在工業(yè)興旺國家，洗衣機的普及率已到達(dá)相當(dāng)高的程度，但由于現(xiàn)階段國情， 洗 衣機在我國的普及程度還較低，農(nóng)村更甚。隨著人民生活水平 特別是鄉(xiāng)村生 活水平 的不斷提高，社會對洗衣機的需求量越來越大，而且隨著生活質(zhì)量的不 斷提高，人們 對洗衣機的功能要求越來越高，使得洗衣機的更新較快，因此，洗 衣機作為人們追求 現(xiàn)代生活的一個根本要求在我國有著極大的市場。智能洗衣機綜合運用了大量

3、力學(xué)，電學(xué)，光學(xué)等知識。通過對于基于單片機控 制 的智能洗衣機的研究我們可以更清晰，更實際的掌握單片機的一些根本的控制 和應(yīng) 用。單片機在日常家電中的應(yīng)用比擬廣泛，洗衣機智能控制系統(tǒng)就是一種以 單片機為 控制核心的系統(tǒng)，它把以往對洗衣機的繁瑣的操作變得簡單化，不但其 機器性能顯著 提高，還增加了難以實現(xiàn)得功能，同時也提高了控制的精確度，硬 件和軟件相互配合 實現(xiàn)洗衣機工作的智能化和自動化。 因此對于智能洗衣機的研 究一方面可以讓我們對 于所學(xué)的單片機和電路有關(guān)知識有個更好的理解和穩(wěn)固， 一方面也鍛煉了自身的動手 能力，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬連調(diào)所具備的能力。智能洗衣機的特點是：通過程序控制器來實現(xiàn)

4、洗滌過程，省時省力。全自動洗衣機的控制功能要求洗衣機要完成洗衣工作， 除了對一般洗衣過程的人工工作及效能進行模擬之外， 還要根據(jù)洗衣機的機械電子性質(zhì)進行有關(guān)控制和檢測。對于一臺套桶式缸波輪全自動洗衣機而言， 首先要求能完成洗衣功能； 同時還 要 根據(jù)用戶的不同設(shè)置幾種不同的洗衣程序；還要考慮水流的情況決定洗滌的弱 強情 況；另外，還要對洗衣過程出現(xiàn)的故障進行診斷；保證高速運轉(zhuǎn)時脫水的安 全性等。 所以，對全自動洗衣機，一般要求具有如下根本功能。1) 強、弱洗滌功能。要求強洗時正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為 4s，間歇時間為1s，弱 洗時 正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為 3s，間歇時間為2s。2) 4 種洗衣工作程

5、序，即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟程序、單獨程序和排水程序 標(biāo)準(zhǔn)程序是進水洗滌t漂洗排水t脫水，如此循環(huán)3次，每循環(huán)一次洗滌或 漂洗環(huán)節(jié)時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時間減少 2min ，具體是： 第一循環(huán)為洗滌， 時間為 6min ， 第二，第三次循環(huán)為漂洗，時間分別為 4min 和 2min 。排水時間采用動態(tài)時間 法 確定，脫水時間為 2min 。經(jīng)濟程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣，只是洗滌次數(shù)為二次。單獨程 序是進水t洗滌(6min) t結(jié)束(留水不排不脫)。排水程序是排水t脫水t結(jié) 束， 時間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。3) 進、排水系統(tǒng)故障自動診斷功能 洗衣機在進水或者排水過程中， 假設(shè)在一定的 時間范圍內(nèi)進水或排

6、水未能到達(dá)預(yù)定的水位，就說明進、排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)測知并通過警告程序發(fā)出 警 告信號，提醒操作者進行人工排除。4) 脫水期間平安保護和防振功能 洗衣機在脫水期間假設(shè)翻開機蓋時， 洗衣機就會自 動停止脫水操作。在脫水期間，如果出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡，此時洗衣機也會自動停止脫水， 以 免振動過大，待人工處理后恢復(fù)工作。5) 間歇驅(qū)動方式脫水期間采取間歇驅(qū)動方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動5s，間歇2s，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。6暫停功能 不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時，洗衣機必須停止工作， 等待驅(qū)動鍵按下以后洗衣機又能按照原來所選擇的工作方式繼續(xù)

7、工作。7聲光顯示功能洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示或顯示。整機組成框圖針對上述，一方面，涉及到硬件電路，另一方面要配合相應(yīng)的軟件，才能完成上 述功能。下面為本設(shè)計的整機框圖如圖1。如下列圖2-1中所示，通過壓力傳感器，將洗衣機桶內(nèi)水位的壓力值送到微處器內(nèi) 部，進行分析、處理，然后分別進行控制，如進水量、進水閥電路、出水閥電路。通 過二極管管顯示相應(yīng)狀態(tài)，由簡單按鍵控制，遇到險情由揚聲器發(fā)聲。由 軟件和硬件對電機的轉(zhuǎn)速進行控制。壓力傳感器電路管制及針對上文的功能，硬件電路應(yīng)包括七個局部：微處理器控制電路、顯示電路、 傳 感器電路、電機控制電路、進水閥控制電路、排水閥控制電路

8、和按鍵報警電路。 通過這幾個局部電路的協(xié)調(diào)工作， 再由軟件的配合工作洗衣機就可以模擬人腦進行 操 作，下面分別闡述各電路的組成原理?；?AT89C51 單片機控制的智能洗衣機原理：原理圖見附錄 C控制板電路使用 AT89C51 芯片，時鐘電路采用 6MH 晶振。組成的輸入信號有： 洗 衣機的主程序選擇，即洗衣機的控制功能，包括設(shè)置洗衣機的強洗弱洗設(shè)置 , 洗 衣機 的程序選擇標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟程序、單獨程序、排水程序 。輸出控制信號 包括：發(fā) 光二極管顯示、蜂鳴器鳴叫、進水閥控制、排水閥控制、電機正反轉(zhuǎn)的控 制信號。主電路是由交流 220V 電壓經(jīng)變壓、整流、濾波后，其中一路接至低電壓保護電 路

9、，另一路提供穩(wěn)定的 +5V 電壓供給給控制板各元件。當(dāng)?shù)碗妷罕Ｗo電路檢測到低 電 壓時，將向單片機的 INT0 引腳產(chǎn)生中斷，單片機將響應(yīng)該中斷，關(guān)閉各輸出端 口， 以保護執(zhí)行局部如電機等設(shè)備不因欠壓而損壞。微處理控制電路微處理電路中我采用的是 ATMEL 公司的單片機，原因是考慮到其價格便易、功 能 齊全、可靠性高、使用普遍。 AT89C51 單片機是 ATMEL 公司 8 位單片機系列 產(chǎn)品之一， 是一種 40 引腳雙列直播式芯片。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 個中斷觸發(fā)源，指令與 MCS-51 系列完全兼容。選

10、用 它作為核心控制新片，可使電路極大地簡化，而且程序的編寫 及固化也相當(dāng)方便、靈 活。選用它設(shè)計制作全自動洗衣機控制電路， 其電路的組 成相對簡單， 工作原理清晰， 易于理解。由于洗衣機的根本功能是實現(xiàn)對衣物的洗滌，所以，關(guān)鍵在于進行洗衣程序的 控 制。從這一角度出發(fā)，對洗衣機的功能進行分析，確定其最優(yōu)化的功能。這些功 能主 要有以下幾種。1) 洗衣工作狀態(tài)功能：強、弱洗滌2) 洗衣程序功能：含 4 種獨立程序，即標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序、經(jīng)濟洗衣程序、單獨洗衣程 序、排水程序。3) 特殊功能：故障診斷、平安保護、防振、暫停、間歇工作功能，聲光顯示功能。89C51 芯片具有 40 根引腳，其引腳圖如下列圖

11、 3-1 所示。 在一小塊芯片上，集成了一個微型計算機的各個組成局部，即 89C51 單片機芯片 內(nèi)包括：(1)一個 8 位的 80C51 微處理器( CPU )；( 2)片內(nèi) 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM/SFR 片內(nèi)4KB程序存儲器Flash ROM ; ( 3) 4個8位并行I/O端口 P0P3，每個端 口既可 以用作輸入，也可以用作輸出；( 4) 2 個 16 位的定時 /計數(shù)器；( 5)具有5 個中斷源， 2 個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)； ( 6) 1 個全雙工的串行 I/O 口；( 7)片內(nèi)振蕩器和 時鐘產(chǎn)生電路(最高允許振蕩頻率為 24MHz)；( 8)具有節(jié) 電工作方式(即空

12、閑方式及 掉電方式)。以上各個局部通過片內(nèi) 8 位數(shù)據(jù)總線( DBUS ) 相連接。圖 3-1 89C51 芯片引腳結(jié)構(gòu)89C51 單片機的引腳分類1.電源線 2 根。Vcc ：編程和正常操作時的電源電壓，接 +5V。Vss ：地電平。2.晶體振蕩器 2 根。 XTAL1 ：振蕩器的反向放大器輸入。使用外部振蕩器時必須接 地。XTAL2 :振蕩器的反向放大器輸出和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。當(dāng)使用外部振蕩器時用 于輸入外部震蕩信號。O 口共有 P0、P1、P2、P3 四個 8 位口， 32 根 I/O 線，其功能如下: ( 1) ( AD0 AD7 ) 是 I/O 端口 0 的引腳。端口 0 是一個

13、 8 位漏極開路的雙向 I/O 端口。在存取外部存 儲器時，該端口分時地用作低 8 位的地址線和 8 位雙向的數(shù)據(jù)端 口(在此時內(nèi)部上 拉電阻有效)。( 2)是端口 1 的引腳，是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 通道，專供用戶使(3) ( A8 A15)是端口 2的引腳。端口 2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高 8 位地址 A8A15。( 4)是端口 3 的引腳。端口 3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，該口 的 每一位均可獨立地定義第一 I/O 口功能或第二 I/O 口功能。作為第一功能使用時， 口 的結(jié)構(gòu)與 P1 操作與口完全相

14、同，第二功能如下所示：引腳 第二功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)INT0(外部中斷)INT1 (外部中斷)T0(定時器 0 外部輸入 )T1 (定時器 1 外部輸入 )WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通由上看出， 89C51 單片機不是將地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線分開，而是 地址線、數(shù)據(jù)線和局部控制均由 I/O 口完成。時鐘電路89C51 片內(nèi)設(shè)有一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， XTAL1 和 XTAL2 分別為 振 蕩電路的輸入和輸出端，時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式時 鐘電 路如主電路圖中所示。在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定

15、時元件，內(nèi)部振蕩電 路就產(chǎn)生 自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶振 可以在到 12MHz 之間選擇，電容值在 5-30PF 之間選擇，電容的大小可起頻率微調(diào) 作用。外部方式的時鐘很少用，假設(shè)要用時，只要將 XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器 就 行。對外部振蕩信號無特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz 的方波信號。時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘信號 P1 和 P2 供單片機使 用。P1在每一個狀態(tài)S的前半局部有效，P2在每個狀態(tài)的后半局部有效復(fù)位操作電路89 系列單片機與其他微處理器一樣， 在啟動時需要復(fù)位， 使 CPU 及

16、系統(tǒng)各部 件處于確定的初始狀態(tài)， 并從初始狀態(tài)開始工作。 89 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。 復(fù)位是單片機的初始化操作。 其主 要功能是把 PC 初始化為 0000H ，使單片機從 0000H 單元執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng) 的正常初始化之外， 當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺 脫困境，也須按復(fù)位鍵 重新啟動。在系統(tǒng)控制電路中， 復(fù)位電路是靠電容充放電完 成的，當(dāng)電路需要復(fù)位時， 按下復(fù)位鍵后 RES 被強制為高電平，使電路復(fù)位，同 時電容也開始放電。在正常工作 時，電容充滿電后相當(dāng)于短路，此時 RES 為低電平 無效。下列圖 3-2

17、 所示為復(fù)位操作電路圖 3-2 復(fù)位電路顯示電路洗衣過程中的各狀態(tài)顯示：標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟、單獨、排水、強洗和弱洗指示等工作狀 態(tài)。如圖 3-3 所示。圖 3-3 LED 顯示電路由于本電路 CPU 管腳有限，所以需要通過 74LS 1 39 74LS 1 39 為雙 2-4 線譯碼 器，選用它可解決 CPUI /O 線數(shù)量的缺乏 來擴口，通過兩根口線即可實現(xiàn)、 ， 如圖 5 中所示。通過 A、B 兩個口即可完成位碼切換。從控制要求可知，洗衣機有 4 種洗衣工作程序，因此須有 4 種不同的顯示來加 以區(qū)別。74LS139雙2 4線譯碼器僅占用CPU的和兩口線即可提供4種不同顯 示的驅(qū)動，其邏輯關(guān)系是：

18、，為“ 11時 LED1 亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“ 10時 LED2 亮，指示經(jīng)濟程序；為“ 01時 LED3 亮，指示單獨程序；為“ 00時 LED4 亮， 指示排水程序。進水閥控制電路進水閥控制電路如圖 3-4 所示。它是通固態(tài)繼電器來實現(xiàn)隔離，反相器 74S05 實現(xiàn)緩沖，發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)，進水閥門的開關(guān)由繼電器來控制，當(dāng)繼電器線 圈中有電流流過時，繼電器開關(guān)吸合，反之，就斷開。利用這一特性，和單片機端口 相連來控制，首先壓力傳感器會檢測桶內(nèi)水位的上下， 如果桶內(nèi)水位沒有到達(dá)所設(shè)置 的預(yù)定水位時，壓力傳感器會發(fā)送給單片機一個控制信號，然后經(jīng)過 CPU 的處理后 會在輸出端口輸出低電平

19、，再經(jīng)反相緩沖后變成高電平，雙向可控硅斷開，線圈中 沒有電流流過，繼電器開關(guān)斷開，閥門翻開；同理如果桶內(nèi)水位到達(dá)預(yù)定水位時此 時在輸出端口輸出是高電平， 給反相倒相后變成低電平， 點亮發(fā)光二極管， 雙向 可控硅開通，繼電器線圈繞組中有電流流過，產(chǎn)生磁場，開關(guān)吸合，閥門關(guān)閉。圖 3-4 進水閥控制電路排水閥控制電路排水閥控制電路如圖 3-5 所示。它和進水閥控制電路是相似的，通固態(tài)繼電器來 實現(xiàn)隔離，反相器 74S05 實現(xiàn)緩沖，發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)，進水閥門的開關(guān)， 由繼電器來控制，當(dāng)繼電器線圈中有電流流過時，繼電器開關(guān)吸合，反之，繼電器 開關(guān)就斷開。利用這一特性，和單片機端口相連來控制，首

20、先由軟件設(shè)置排水時間， 壓力傳感器會檢測桶內(nèi)水位的上下，如果桶內(nèi)水位沒有到達(dá)所設(shè)置的預(yù)定水位時 即 桶內(nèi)有水且需要排水時 ，壓力傳感器會發(fā)送給單片機一個控制信號， 然后經(jīng)過 CPU 的處理后會在輸出端口輸出低電平，反相緩沖后變成高電平，雙向可控硅斷開，線 圈中沒有電流流過，閥門翻開，開始排水；同理當(dāng)桶內(nèi)水排完后端口輸出高電平時， 經(jīng)過反相倒相后變成低電平，點亮發(fā)光二極管，雙向可控硅開通，繼電器線圈繞組 中有電流流過，產(chǎn)生磁場，吸合開關(guān)，閥門關(guān)閉，停止排水。排水閥門的操作同樣也有兩個參數(shù)， 一個為開關(guān)時間，另一個為不開關(guān)時間，這 兩個參都是很容易通過單片機實現(xiàn)的。 兩者都有共同點，都是需要軟件進

21、行模糊處 理，什么時候開，什么時候關(guān)，開多長時間，關(guān)多長時間等，都是通過模糊量來完成全自動的圖 3-5 排水閥控制電路電機控制電路電機控制電路如圖 3-6 所示，由電路圖中可以看出： AT89C51 的 P1 端口的和 共2條 I/O 線通過 2 塊 SP1110 新型固態(tài)繼電器分別直接驅(qū)動洗衣機的電機工作部件 AP1110 是一種交流固態(tài)繼電器，內(nèi)有發(fā)光二極管及光觸發(fā)雙向可控硅， 10-50mA 輸 入電流即可使雙向可控硅完全導(dǎo)通， 輸出端通態(tài)電流為3A 平均值，浪涌電流 15A 不重復(fù)。之說以選用這個器件，是因為它一方面可使電路進一步簡化，另 一方面還可使強、弱兩類電完全隔離，保證主板的平

22、安。74S05 為反相器，用其作為中間緩沖器，其中的 2 個反相器可分別驅(qū)動 SP1110 固態(tài)繼電器。電機是接在 220V 交流電壓上的，通過固態(tài)繼電器來開通，其內(nèi)的雙向可控硅受 發(fā)光二極管控制，如下圖，只要給發(fā)光二極管加低電平，二極管就會發(fā)光，雙向可 控硅過零后就會導(dǎo)通，此時電機的一個繞組就會有電流流過， 同時再用同樣的方法開 通另外一個繞組，電機就會轉(zhuǎn)動起了，由單片機來控制端口脈沖，即可啟動，另外電 機的轉(zhuǎn)向控制，主要是改變繞組的電流方向，即可實現(xiàn)，同樣也是通過雙向可控硅來 調(diào)節(jié)。圖 3-6 電機控制電路電機調(diào)速局部在全自動洗衣機的電機控制中，洗衣和脫水時的轉(zhuǎn)速是不同的，要想使洗衣機能

23、正常工作就需要考慮轉(zhuǎn)速的快慢問題， 需要對電機進行調(diào)速，所以對電機的調(diào)速方法 和控制電路進行了分析和設(shè)計 , 該方法采用的是先進的過零調(diào)功的方式 , 以功率調(diào)節(jié) 取代常用的電壓調(diào)節(jié) , 通過控制可控硅的通斷比來調(diào)節(jié)電動機輸出功率 , 進而到達(dá)調(diào) 速目的。下面分別對可控硅過零調(diào)功原理和硬件電路方面的設(shè)計進行說明。3.9.1 可控硅過零調(diào)功原理理論分析：P =F X V ,在外部情況不變即F保持不變時，在規(guī)定時間內(nèi)電功率 P 的變化將使速度 V 跟著改變。因此調(diào)電功 P 就可到達(dá)調(diào)速的目的。過零調(diào)功通 過的 工作電壓是完整的正弦波形，過零導(dǎo)通且過零截止。過零調(diào)功方式就是通過在 給定的 時間內(nèi)改變加

24、進負(fù)載的交流正弦波個數(shù)來調(diào)節(jié)負(fù)載功率的一種控制方法。 由 于可控硅 是在電壓(電流)過零時觸發(fā)導(dǎo)通的，導(dǎo)通時的波形是完整的正弦波或半 波，所以不 存在可控硅移相調(diào)壓方式所存在的一切缺點。同時也由于可控硅是在電 壓過零時導(dǎo) 通，其負(fù)載浪涌電流和電流變化率都很小，有利于可控硅的平安工作。 實現(xiàn)可控硅的 過零控制，需要解決兩個問題： ( 1) 要能實現(xiàn)工頻電壓的正負(fù)過零檢 測；并在過零 時產(chǎn)生脈沖信號。 ( 2) 過零脈沖信號必須受單片機輸出控制信息控制。 從而控制可 控硅過零觸發(fā)脈沖的個數(shù)。這兩個問題的解決由軟硬件協(xié)同完成。3.9.2 硬件電路設(shè)計硬件電路完成的任務(wù)是： 工頻電壓的正、 負(fù)過零檢測

25、。 由單片機發(fā)出的控制 電平，去控制門控電路，以控制可控硅的過零觸發(fā)脈沖數(shù)。3.9.3 過零檢測電路過零檢測電路的最終目標(biāo)是實現(xiàn)在 50HZ 的交流電壓通過零點時取出其脈沖。由 于可控硅過零調(diào)功方式是通過控制可控硅導(dǎo)通與關(guān)斷的比值來調(diào)節(jié)輸出功率， 相位 和 移相觸發(fā)的同步脈沖問題都不必考慮，因此輸出的脈沖寬度可以放寬，這也使得 電路 更易實現(xiàn)。設(shè)計中利用兩個光電耦合器實現(xiàn)過零電路。 其電路原理圖及波形如 圖 3-7(a) 和圖 3-7(b) 所示。此電路的工作原理是： 交流電源經(jīng)過電阻加到兩個反并 聯(lián)光電二極 管上，在交流電源的正、負(fù)半周，二極管和輪流導(dǎo)通，從而使T1 和T2 也輪流導(dǎo)通， 在

26、導(dǎo)通期間 V0 輸出低電平， 只有在交流電源過零的瞬間， 兩個二極管均截止， V0 輸 出高電平，因此 V0 端得到周期為 10ms 的脈沖信號，該信號送至 89C51 的引腳。圖 3-7(a) 過零檢測電路圖 3-7(b) 過零檢測波形3.9.4 可控硅觸發(fā)電路電路中采用了過零雙向可控硅型光耦 MOC304 ，1 它集光電隔離、過零檢測、 過零 觸發(fā)等功能于一身， 防止了輸入輸出通道同時控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷， 大 大簡化了輸出通道隔離 - 驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)?？煽毓栌|發(fā)電路原理圖如圖 3-8 所示。圖 3-8 可控硅過零調(diào)功原理圖此電路的工作原理是： 單片機響應(yīng)用戶的參數(shù)設(shè)置， 在 I/O

27、口輸出一個高電平， 經(jīng)反向器反向后， 送出一個低電平， 使光電耦合器導(dǎo)通， 同時觸發(fā)雙向可控硅， 使 電 路導(dǎo)通工作。在給定時間內(nèi)，負(fù)載得到的功率可用下式表示 :式中 P 是負(fù)載得到的功率；n 是給定時間內(nèi)可控硅導(dǎo)通的正弦波的個數(shù)；N 是給定時間內(nèi)交流正弦波的總個數(shù)；U 是可控硅在一個電源周期全導(dǎo)通時所對應(yīng)的電流有效值；I 是可控硅在一個電源周期全導(dǎo)通時所對應(yīng)的電流有效值；由以上公式可知， U 、I 、N 是定值，只要改變 n 值的大小即可控制功率的輸 出， 從而到達(dá)調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的目的。蜂鳴電路蜂鳴器在洗衣機中起提示和報警作用。如圖 11 中所示，繼電器是一種電子控 制 器件，它具有控制系統(tǒng)又

28、稱輸入回路和被控制系統(tǒng)又稱輸出回路，通常應(yīng)用 于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自 動開關(guān)。 故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、平安保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。圖 3-9 所示為蜂鳴電路圖 3-9 蜂鳴電路暫停和防振功能電路洗衣機的暫停功能和平安保護及防振動功能采用中斷處理方式。 這兩個中斷分 別 對應(yīng)于 CPU 的外部中斷 0 和外部中斷 1 。中斷請求信號通過 TCAOI3BP 雙 D 觸發(fā)器的 兩個 Q 分別加到 CPU 的和口線，由觸發(fā)器鎖存直到 CPU 響應(yīng)中斷為止。 開蓋 平安保 護或不平衡 防振動 中斷信號通過由 BG1 和 BG2 組成的反相器 送 TC4OI3BP

29、 的 CP 端， 經(jīng)觸發(fā)器加到。本系統(tǒng)對開蓋和不平衡中斷采取相同的處 理方法，因此，共用外部中 斷 1。圖 3-10 暫停和防振電路圖為了充分利用 CPU 的 I/O 口線，和采用分時復(fù)用技術(shù)，每線具有兩個功能。在 洗 衣機未進人工作狀態(tài)或洗衣機處于暫停狀態(tài)期間， 為輸入線，用于監(jiān)測啟動鍵 的狀態(tài)， 當(dāng)啟動鍵按下時，洗衣機即進入工作狀態(tài)或從暫停狀態(tài)恢復(fù)到原來的工作 狀態(tài)；在洗 衣機暫停中斷響應(yīng)期間，為輸出線，用于撤銷暫停中斷請求。在洗衣機 進水或排水期 間，被用作輸入線，用于監(jiān)測水位開關(guān)狀態(tài)，為 CPU 提供洗衣機的 水位信息；在洗衣 機高速脫水期間，當(dāng)發(fā)生開蓋或不平衡中斷時，為輸出線，用于

30、撤銷中斷請求信號。 CPU 的線用于驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出各種報警信號。洗衣機的強、弱洗可通過 K1 鍵進行循環(huán)選擇。 Kl 還具有第二功能，即當(dāng)洗衣 機 發(fā)生故障轉(zhuǎn)入報警程序后，按下 K1 鍵可使洗衣機退出報警狀態(tài)回到初始待命狀 態(tài)。洗衣工作程序通過 K2 鍵循環(huán)選擇。脫水期間系統(tǒng)在響應(yīng)開蓋或不平衡中止后， CPU 采取軟件查詢的方式通過 P1 6 口線對蓋開關(guān)進行監(jiān)測以確定洗衣機是否繼續(xù) 進行脫 水操作。壓力傳感器由洗衣機的功能可知在洗衣機的進水和排水過程中， 都存在有水位上下的檢測， 因此在電路中需要檢測水位上下的傳感器， 一般的壓力傳感器其輸出的信號大都是 模 擬信號，由于要送到單片機的信號必須是數(shù)字信號，因此還需要在壓力傳感器的 輸出 局部加上 A/D 轉(zhuǎn)換器，才能將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號送給單片機進行處理。在本設(shè) 計中采 用的是 HSSC 070 型號的壓力傳感器。選此壓力傳感器的原因是在 HSSC 070 的內(nèi)部就 集成有 A/D 轉(zhuǎn)換器，它輸出的信號直接就是數(shù)字信號，不需要進行模擬量 和數(shù)字量之 間的轉(zhuǎn)換就可直接送至單片機 AT89C51 的端口對其進行處理， 而它的 執(zhí)行器就是進水 電磁閥和排水電磁閥，即電磁繼電器。其內(nèi)部是通過編程軟件來實 現(xiàn)控制的，當(dāng)單片 機檢測