基于單片機(jī)的小天鵝全自動洗衣機(jī)課程設(shè)計報告書

1、 PAGE60 / NUMPAGES62目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc360141209摘要 PAGEREF _Toc360141209 h IHYPERLINK l _Toc360141210Abstract PAGEREF _Toc360141210 h IIHYPERLINK l _Toc3601412111機(jī)械結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc360141211 h 1 -HYPERLINK l _Toc3601412121.1.1外箱體 PAGEREF _Toc360141212 h 1 -HYPERLINK l _Toc3601412131.1

2、.2彈性支承結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc360141213 h 1 -HYPERLINK l _Toc3601412141.1.3面框 PAGEREF _Toc360141214 h 3 -HYPERLINK l _Toc3601412151.2洗滌脫水系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141215 h 3 -HYPERLINK l _Toc3601412161.2.1盛水桶 PAGEREF _Toc360141216 h 3 -HYPERLINK l _Toc3601412171.2.2洗滌脫水桶 PAGEREF _Toc360141217 h 3 -HYPERLINK l _Toc36

3、01412181.2.3波輪 PAGEREF _Toc360141218 h 4 -HYPERLINK l _Toc3601412191.3.傳動系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141219 h 4 -HYPERLINK l _Toc3601412201.3.1電動機(jī) PAGEREF _Toc360141220 h 4 -HYPERLINK l _Toc3601412211.3.2離合器 PAGEREF _Toc360141221 h 5 -HYPERLINK l _Toc3601412221.3.3電容器 PAGEREF _Toc360141222 h 7 -HYPERLINK l _T

4、oc3601412231.3.4電動排水牽引器 PAGEREF _Toc360141223 h 8 -HYPERLINK l _Toc36014122414進(jìn)水、排水系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141224 h 9 -HYPERLINK l _Toc3601412251.4.1進(jìn)水電磁閥 PAGEREF _Toc360141225 h 9 -HYPERLINK l _Toc3601412261.4.2水位開關(guān) PAGEREF _Toc360141226 h 10 -HYPERLINK l _Toc3601412271.4.3排水電磁閥 PAGEREF _Toc360141227 h 1

5、1 -HYPERLINK l _Toc360141228二、系統(tǒng)原理圖： PAGEREF _Toc360141228 h 13HYPERLINK l _Toc3601412292.1 單片機(jī)的復(fù)位電路 PAGEREF _Toc360141229 h 13HYPERLINK l _Toc3601412302.1 單片機(jī)的復(fù)位電路 PAGEREF _Toc360141230 h 13HYPERLINK l _Toc3601412312.2 單片機(jī)的時鐘電路 PAGEREF _Toc360141231 h 14HYPERLINK l _Toc3601412322.3 蜂鳴器報警電路 PAGEREF

6、_Toc360141232 h 15HYPERLINK l _Toc3601412342.4 電動機(jī)的控制電路 PAGEREF _Toc360141234 h 15HYPERLINK l _Toc3601412352.4.1繼電器的作用 PAGEREF _Toc360141235 h 15HYPERLINK l _Toc3601412362.4.2電動機(jī)控制電路的工作過程 PAGEREF _Toc360141236 h 15HYPERLINK l _Toc3601412372.5 進(jìn)水/排水電路 PAGEREF _Toc360141237 h 16HYPERLINK l _Toc3601412

7、382.5.1電動式排水牽引器 PAGEREF _Toc360141238 h 16HYPERLINK l _Toc3601412392.5.2排水電路工作原理 PAGEREF _Toc360141239 h 16HYPERLINK l _Toc3601412402.5.3進(jìn)水電磁閥 PAGEREF _Toc360141240 h 16HYPERLINK l _Toc3601412412.5.4進(jìn)水水電路工作原理 PAGEREF _Toc360141241 h 17HYPERLINK l _Toc3601412422.6開關(guān)復(fù)位電路 PAGEREF _Toc360141242 h 18HYPE

8、RLINK l _Toc3601412432.7 設(shè)置/開始、暫停電路 PAGEREF _Toc360141243 h 19HYPERLINK l _Toc3601412442.8 狀態(tài)顯示電路 PAGEREF _Toc360141244 h 20HYPERLINK l _Toc3601412452.9 甩干時開蓋暫停電路 PAGEREF _Toc360141245 h 20HYPERLINK l _Toc3601412462.10 PCB板 PAGEREF _Toc360141246 h 21HYPERLINK l _Toc360141247三、洗衣機(jī)程序 PAGEREF _Toc36014

9、1247 h 23HYPERLINK l _Toc3601412483.1主要容 PAGEREF _Toc360141248 h 23HYPERLINK l _Toc3601412493.2主要功能 PAGEREF _Toc360141249 h 23HYPERLINK l _Toc3601412503.3程序介紹 PAGEREF _Toc360141250 h 23HYPERLINK l _Toc360141251四調(diào)試過程 PAGEREF _Toc360141251 h 34HYPERLINK l _Toc3601412524.1硬件設(shè)置 PAGEREF _Toc360141252 h 3

10、4HYPERLINK l _Toc3601412534.2程序調(diào)試 PAGEREF _Toc360141253 h 35HYPERLINK l _Toc3601412544.2.1程序分塊調(diào)試 PAGEREF _Toc360141254 h 35HYPERLINK l _Toc360141255五.測水的清澈度以檢測洗衣干凈程度 PAGEREF _Toc360141255 h 39HYPERLINK l _Toc3601412565.1方案一、用光電池 PAGEREF _Toc360141256 h 39HYPERLINK l _Toc3601412575.2方案二、水質(zhì)渾濁度傳感器 PAGE

11、REF _Toc360141257 h 41HYPERLINK l _Toc3601412585.2.1渾濁度傳感器的選擇與簡介 PAGEREF _Toc360141258 h 41HYPERLINK l _Toc3601412595.2.2渾濁度傳感器的原理 PAGEREF _Toc360141259 h 42HYPERLINK l _Toc3601412605.2.4渾濁度傳感器的器件選擇與電路組成 PAGEREF _Toc360141260 h 43HYPERLINK l _Toc3601412615.3、冬天給水加溫，加熱器與測溫系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141261 h 4

12、5HYPERLINK l _Toc3601412625.3.1加熱系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141262 h 45HYPERLINK l _Toc3601412635.3.2測溫系統(tǒng) PAGEREF _Toc360141263 h 46HYPERLINK l _Toc3601412645.4電解水殺菌功能 PAGEREF _Toc360141264 h 49HYPERLINK l _Toc3601412655.5擺脫按鍵的繁瑣，基于語音識別模塊 PAGEREF _Toc360141265 h 49HYPERLINK l _Toc360141266六小結(jié) PAGEREF _Toc360

13、141266 h 53HYPERLINK l _Toc3601412676.1 問題解析 PAGEREF _Toc360141267 h 53HYPERLINK l _Toc3601412686.2 設(shè)計心得 PAGEREF _Toc360141268 h 55HYPERLINK l _Toc360141269七參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc360141269 h 571 小天鵝洗衣機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析與研究小天鵝微電腦全自動洗衣機(jī)XQB47-2003G是指可以完成洗滌、漂洗與脫水過程的自動轉(zhuǎn)換，通常采用套桶方式，即將離心桶（桶）和盛水桶（外桶）同軸地套在一起，故又稱為套桶式洗衣機(jī)。全自動洗衣

14、機(jī)工作原理：在程控器的控制下自動完成洗衣的全過程。洗滌時，程控器將進(jìn)水閥打開至水位達(dá)到設(shè)定值，電動機(jī)帶動波輪旋轉(zhuǎn)，使水與衣物完成洗滌或漂洗過程；排水時，程控器打開排水閥，將洗滌液或水排出；脫水時，程控器仍將排水閥打開，并使離合器動作，完成機(jī)械轉(zhuǎn)換，電動機(jī)帶動離心桶高速旋轉(zhuǎn)，完成脫水過程全自動套筒洗衣機(jī)的其機(jī)械結(jié)構(gòu)基本一樣，如圖1.1所示。主要由機(jī)械支撐系統(tǒng)、洗滌脫水系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、進(jìn)水排水系統(tǒng)等組成。圖 1.1 洗衣機(jī)1.1機(jī)械支撐系統(tǒng) 機(jī)械支撐系統(tǒng)包括外箱體、彈性支承結(jié)構(gòu)、面框等部分。1.1.1外箱體外箱體是洗衣機(jī)的外殼，價格在100元到120元。主要是對箱體部零部件起保護(hù)與支撐、緊固的作用

15、。箱體正前方右下角裝有調(diào)整腳，保證洗衣機(jī)安放平穩(wěn)。箱體壁上貼有泡沫塑料襯墊，用以保護(hù)箱體。箱體上部的四角處裝有吊板，用于安裝吊桿，電容器通過固定夾固定在箱體的后側(cè)壁上，電源線、排水口蓋、后蓋板等也固定在箱體上。1.1.2彈性支承結(jié)構(gòu)全自動洗衣機(jī)脫水時，由于洗滌物的分布不均勻是不可避免的，高速離心脫水將使外桶產(chǎn)生劇烈的震動和晃動，為此，常采用將外桶吊掛在機(jī)箱殼上的一種彈性支承結(jié)構(gòu)來減震，即采用四根柔性吊桿將外桶吊掛在機(jī)箱的四個角上。全自動洗衣機(jī)采用的一種彈性支承結(jié)構(gòu)外形如圖1.2所示，部結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，吊板固定在箱體上部四角處，外桶吊耳與盛水桶下部相連吊桿穿過吊板與外桶吊耳將兩者連在一起。吊

16、桿為鋼絲，上部掛在吊桿掛頭上，吊桿掛頭可以轉(zhuǎn)動，吊桿下部套著阻尼筒，阻尼筒大約10元。阻尼筒裝有減震彈簧和阻尼膠碗，阻尼筒掛在外桶吊耳上，可見，四根吊桿通過阻尼筒承受桶體的全部重量，而桶體的重量則將阻尼筒的減震彈簧壓縮。工作時，由于桶水的多少不同使減震彈簧的壓縮量也不同，桶體的高低位置也不同。當(dāng)洗滌、脫水發(fā)生振動時，阻尼筒一方面沿吊桿掛頭擺動，另一方面沿吊桿上下滑動，這樣可以吸收振動能量，減少由于桶體的振動而引起的洗衣機(jī)振動保持整機(jī)的平穩(wěn)工作。圖1.2 彈性支承結(jié)構(gòu)圖1.3彈性支承結(jié)構(gòu)原理1.1.3面框面框位于洗衣機(jī)的上部，主要用于安裝和固定電氣部件和操作部件，面框一般安裝有控制器、進(jìn)水閥、水

17、位開關(guān)、安全開關(guān)、電源開關(guān)、操作開關(guān)等部件。如圖1.4所示圖 1.4 控制面框1.2洗滌脫水系統(tǒng)洗滌脫水系統(tǒng)主要包括盛水桶、洗滌脫水桶、波輪等部件。 1.2.1盛水桶盛水桶是盛放洗滌液和清水的容器，價格150元，是用具有耐酸堿、抗沖擊、耐熱等性能的塑料注塑成型，并固定在鋼制底盤上。盛水桶底部正中開有圓孔，與離合器上的大水封配合，防止漏水。桶體底部有排水口，與排水閥相連接，由排水閥控制排放污水。盛水桶上部離桶口一定距離的桶壁上開有溢水口，用于排出溢水和漂洗時的肥皂泡。盛水桶下部側(cè)壁上有一空氣室，并開有導(dǎo)氣接嘴口，通過導(dǎo)氣軟管與水位開關(guān)相連接，控制盛水桶水位的高度。 1.2.2洗滌脫水桶洗滌脫水桶

18、也稱為離心桶或桶，價格280元，全自動洗衣機(jī)洗滌與脫水是在同一桶進(jìn)行，所以該桶既要滿足洗滌要求，又要滿足脫水要求。其外形如圖1.5所示。圖 1.5洗滌脫水桶部結(jié)構(gòu)如圖1.6所示圖 1.6 洗滌脫水桶結(jié)構(gòu)脫水桶壁上設(shè)有多條凸筋和凹槽，洗滌時起到搓衣板似的搓揉作用。凸筋的另一作用是增強(qiáng)洗滌液的渦漩。 洗滌脫水桶的凹槽鉆有許多小孔，脫水時，水從小孔中甩出，進(jìn)入盛水桶而排出。洗滌脫水桶的壁上還嵌有回水管，回水管的底部與波輪相配合，洗滌時，隨著波輪的旋轉(zhuǎn)，洗滌液被波輪泵出，沿著回水管上升，從回水管上部的出口處吐出，重新回到桶，這樣周而復(fù)始地不斷循環(huán)，洗滌液中的絨毛、線屑等被濾網(wǎng)袋收集。洗滌脫水桶的上口裝

19、有平衡圈，其作用是減少脫水時由于不平衡而產(chǎn)生的振動。1.2.3波輪波輪價格16.5元。波輪安裝在洗滌脫水桶，并固定在離合器的波輪軸上。波輪一般由塑料注塑成型，要求外表光滑、無毛刺、不變形。波輪是產(chǎn)生水流的主要部件，其形狀、高低、大小、安裝位置、轉(zhuǎn)速與運(yùn)轉(zhuǎn)方式等，對洗衣機(jī)的洗凈比和磨損率起著重要的作用。1.3.傳動系統(tǒng)全自動洗衣機(jī)的傳動系統(tǒng)由電動機(jī)、離合器、三角皮帶和電容器組成。 1.3.1電動機(jī)電容運(yùn)行單相異步電動機(jī)， 電動機(jī)價格不到100元。是洗衣機(jī)的重要部件之一。洗滌時，電動機(jī)在程序控制器的控制下，產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是短時的正轉(zhuǎn)一停一反轉(zhuǎn)。脫水時，通過電動機(jī)側(cè)的皮帶輪和離合器側(cè)的皮帶輪進(jìn)行減速

20、，帶動離合器中的脫水軸作單方向的高速旋轉(zhuǎn)，外形如圖1.7所示圖 1.7電動機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、定子繞組由主繞組（工作繞組）和副繞組（起動繞組）組成。2、副繞組串接電容器3、電動機(jī)起動后副繞組繼續(xù)通電工作工作原理：是將HYPERLINK :/ hqew /tech/dr/200010060038/7450.html t _blank電容器串接于啟動繞組，再與工作繞組相并聯(lián)。兩相繞組在空間相位互差90。適當(dāng)選擇電容器C的容量，可使兩個繞組中的HYPERLINK :/ hqew /tech/dgq/200010090012/10541.html t _blank電流相位差為90，這樣在空間上互成90的兩

21、相繞組通入互差90的兩相交流電，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，電動機(jī)的轉(zhuǎn)就會沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)起來。如圖1.8所示圖 1.8 電動機(jī)原理1.3.2離合器全自動洗衣機(jī)離合器全稱減速離合器，價格在90-180元，離合器是洗衣機(jī)的主要傳動、減速部件。其主要作用是完成洗衣機(jī)的洗滌、甩干工作狀態(tài)切換，甩干過程中的緊急制動等動作。甩干狀態(tài)時，剎車帶連桿在牽引器的拉動下，帶動剎車帶松開輪轂；同時，剎車帶連桿帶動棘爪與棘輪分離，離合套被離合簧鎖緊，軸與外軸形同整體并保持同步轉(zhuǎn)動，完成甩干狀態(tài)。 洗滌狀態(tài)時，牽引器松開剎車帶連桿，在剎車帶連桿扭簧的作用下，剎車帶連桿帶動剎車帶鎖緊輪轂，聯(lián)動棘爪撥動棘倫并帶動離合簧的一端旋轉(zhuǎn)一

22、個角度，使離合套端的離合簧徑擴(kuò)大；而離合簧的另一端仍鎖緊在被單向軸承固定的外軸上，保持離合套離合簧的徑一直處于擴(kuò)大狀態(tài)，使軸帶動離合套可以在離合簧的腔體自由轉(zhuǎn)動，完成洗滌狀態(tài)的切換態(tài)的切換。外部結(jié)構(gòu)如圖1.9所示，圖 1.9 離合器離合器部結(jié)構(gòu)如圖1.10所示圖1.10 離合器部結(jié)構(gòu)1.3.3電容器小天鵝洗衣機(jī)采用的是單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)，電容器是其中一個重要組成部分。價格在10元左右。單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)使用的電容器通常為金屬化紙介質(zhì)或聚丙烯薄膜介質(zhì)電容器，容量為1215F，耐壓400V以上(交流)，外形有圓柱體形的，也有長方體形的。如圖1.11所示圖 1.11電容器1.3.4電動排

23、水牽引器外形如圖1.12所示，圖 1.12電動排水牽引器部結(jié)構(gòu)如圖1.13所示圖1.13 部結(jié)構(gòu)工作原理：牽引器通電后馬達(dá)轉(zhuǎn)動，同時馬達(dá)上的齒輪帶同其他齒輪轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到拉動鋼索或齒條的作用，完成排水的作用。14進(jìn)水、排水系統(tǒng) 全自動洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水系統(tǒng)主要由進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和水位開關(guān)等組成。 1.4.1進(jìn)水電磁閥進(jìn)水電磁閥稱為進(jìn)水閥或注水閥，型號為ICDZ70B1088J,其作用是實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)自動注水和自動停止注水。進(jìn)水閥由電磁線圈、可動鐵心、橡皮膜、彈簧等組成，其外形如圖1.14所示。圖 1.14進(jìn)水電磁閥部結(jié)構(gòu)如圖1.15所示圖 1.15 部結(jié)構(gòu)1.4.2水位開關(guān)水位開關(guān)型號為2

24、000G。價格在10元左右。水位開關(guān)與進(jìn)水電磁閥配合，根據(jù)洗衣桶水位的高低，控制進(jìn)水電磁閥的關(guān)閉或開啟。水位開關(guān)與程控器配合，根據(jù)洗衣程序與洗衣桶水位的高低，控制洗滌電動機(jī)的通斷。水位開關(guān)是實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、脫水以至排水的必經(jīng)之路。水位開關(guān)又叫水位壓力開關(guān)，它是利用洗衣桶水位所產(chǎn)生的壓力來控制觸點(diǎn)開關(guān)的通斷，外形如圖1.16。圖 1.16水位開關(guān) 部結(jié)構(gòu)如圖1.17圖 1.17 部結(jié)構(gòu)1.4.3排水電磁閥排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成，電磁鐵和排水閥是兩個獨(dú)立的部件，兩者之間以排水閥桿連接起來。 排水程序開始時，電磁鐵由于線圈通電而吸合銜鐵，銜鐵通過排水閥桿拉開排水閥中與橡皮密封膜連成一體的閥門

25、，從洗滌桶中來的污水因閥門開放而排到機(jī)外。排水結(jié)束，電磁鐵因線圈斷電而將銜鐵釋放，閥中的壓縮彈簧推動橡皮密封膜，使閥門與閥體端口平面貼緊，排水閥關(guān)閉。外形如圖1.18所示圖 1.18排水電磁閥 部結(jié)構(gòu)如圖1.19所示圖 1.19排水電磁閥部結(jié)構(gòu) 2小天鵝洗衣機(jī)控制系統(tǒng)原理設(shè)計2.1 單片機(jī)的復(fù)位電路圖2-1 系統(tǒng)原理圖2.1 單片機(jī)的復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是復(fù)位。在單片機(jī)接上電源以后，或電源出現(xiàn)過低電壓時，將單片機(jī)存儲器復(fù)位，使其各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種形式，RST端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平

26、則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號則稱為手動復(fù)位。下圖為兼有上電復(fù)位和手動復(fù)位的電路。上電復(fù)位是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間RST端的電位與VCC一樣，隨著電容C6充電電流的減小，+5V的電壓立即加到了RST端，該高電平使得單片機(jī)復(fù)位。手動復(fù)位是利用開關(guān)K來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，此時電源Vcc經(jīng)兩電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個高電平，使得單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)RST由高變低后復(fù)位結(jié)束，CPU從初始狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在本次設(shè)計中采用手動復(fù)位，如圖2.1。圖2.1單片機(jī)的復(fù)位電路2.2單片機(jī)的時鐘電路時鐘電路由晶振元件與單片機(jī)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供

27、時鐘信號，供單片機(jī)信號定時和計時。在AT89c51單片機(jī)部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為XTAL1，其輸出端為XTAL2。只要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C1、C2，就可以構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。本設(shè)計采用下圖所示電路。電容C1和C2取30pf；采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。圖2.3 時鐘電路2.3 蜂鳴器報警電路本設(shè)計采用無源蜂鳴器，單片機(jī)必須輸出固定頻率的方波信號，其工作電壓圍寬，4-12V，需要外圍元件少，電壓增益可調(diào)圍為20-200。通過CPU的P1.5給一個脈沖信號來控制蜂鳴器報警。如下圖。當(dāng)按下控制面板的鍵時有聲音提醒，上蓋被打開有聲音提醒，當(dāng)洗衣整個

28、過程結(jié)束時程序控制蜂鳴器報警提醒洗衣完成與時取出衣服。圖2.4 蜂鳴報警電路2.4 電動機(jī)的控制電路2.4.1繼電器的作用繼電器是在自動控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，它實(shí)際上是一種可以用低電壓、小電流來控制高電壓、大電流的自動開關(guān)。2.4.2電動機(jī)控制電路的工作過程 交流電動機(jī)有兩個線圈，當(dāng)一個線圈通電后電動機(jī)轉(zhuǎn)動，當(dāng)另一個線圈通電后，電動機(jī)反方向轉(zhuǎn)動，通過次功能實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)。下圖該部分為原理圖，當(dāng)給P1.0口一個低電平后，繼電器RL1通電開關(guān)閉合，即電動機(jī)的一組線圈通電，電動機(jī)轉(zhuǎn)動。當(dāng)給P1.0高電平，給P1.1低電平時，繼電器RL1斷電斷開，繼電器RL2通電閉合，即電動機(jī)的另

29、一組線圈通電，電動機(jī)實(shí)現(xiàn)反方向轉(zhuǎn)動。圖2.5 電動機(jī)控制電路2.5 進(jìn)水/排水電路2.5.1電動式排水牽引器由電磁鐵與排水閥組成，如圖所示，電磁鐵和排水閥是兩個獨(dú)立的部件，兩者之間以排水閥桿連接起來。 排水程序開始時，電磁鐵由于線圈通電而吸合銜鐵，銜鐵通過排水閥桿拉開排水閥中與橡皮密封膜連成一體的門，從洗滌桶中來的污水因閥門開放而排到機(jī)外。排水結(jié)束，電磁鐵因線圈斷電而將銜鐵釋放，閥中的壓縮彈簧推動橡皮密封膜，使閥門與閥體端口平面貼緊，排水閥關(guān)閉。2.5.2排水電路工作原理如圖2.3，當(dāng)給P1.2口一個低電平時，繼電器RL3通電閉合，電動式排水牽引器通電，排水閥桿拉動排水閥排水。P1.2給高電平

30、后排水閥關(guān)閉。2.5.3進(jìn)水電磁閥 進(jìn)水電磁閥稱為進(jìn)水閥或注水閥，其作用是實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)自動注水和自動停止注水。進(jìn)水閥由電磁線圈、可動鐵心、橡皮膜、彈簧等組成。進(jìn)水電磁閥的開關(guān)主要由閥的線圈控制動鐵芯來完成。如果線圈不通電，這時打開自來水龍頭，水不會流入洗衣機(jī)；當(dāng)線圈通電后，閥被打開，自來水通暢地流入洗衣機(jī)。進(jìn)水電磁閥基本結(jié)構(gòu)主要由一個螺管電磁鐵和橡膠閥構(gòu)成。其工作原理是，電磁鐵線圈通電后，形成磁場，吸引鐵質(zhì)閥芯上移，離開膜片，水流導(dǎo)通。電磁鐵線圈失電后，在復(fù)位彈簧與重力作用下，閥芯下沉壓緊膜片堵住水道，停止向洗衣機(jī)注水。進(jìn)水電磁閥的進(jìn)水口一般有一個過濾網(wǎng)，以防污垢堵塞進(jìn)水電磁閥橡膠閥。2.5.

31、4進(jìn)水水電路工作原理如圖2.3，當(dāng)給P1.3口一個低電平時，繼電器RL4通電閉合，進(jìn)水電磁閥通電，閥被打開，暢地流入洗衣機(jī)完成進(jìn)水。P1.3給高電平后進(jìn)水閥關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束。圖2.6 牽引器圖2.7 進(jìn)水閥圖2.8 進(jìn)水排水電路2.6開關(guān)復(fù)位電路圖2.9 開關(guān)復(fù)位電路圖2.10 復(fù)位開關(guān)按下后開關(guān)閉合電路通電，當(dāng)給復(fù)位開關(guān)一個復(fù)位電壓在電磁鐵作用下復(fù)位開關(guān)斷開電路斷電。開關(guān)復(fù)位電路工作原理，在復(fù)位開關(guān)按下后，當(dāng)給P1.4口一個低電平，繼電器RL5通電閉合，復(fù)位開關(guān)斷開，實(shí)現(xiàn)開關(guān)復(fù)位。2.7 設(shè)置/開始、暫停電路圖2.11 設(shè)置/開始暫停電路 進(jìn)入設(shè)置程序按定時洗滌時間選擇按鍵，程序檢測到P2.0

32、口變化，按鍵按一次定時2s，按二次定時4s，按三次定時6s；程序選擇按鍵在沒有按下時默認(rèn)變準(zhǔn)洗，按下后，檢測到P2.1口狀態(tài)變化，變?yōu)榭焖傧礌顟B(tài)；過程選擇按鍵，沒有按下時是洗滌加漂洗加甩干，通過檢測P2.2口狀態(tài)的變化切換過程，按一下進(jìn)入漂洗加甩干，按兩下是之甩干。按下開始暫停，通過檢測P2.4口的變化，洗衣機(jī)進(jìn)入暫停狀態(tài)和回到原來運(yùn)行位置的作用。2.8 狀態(tài)顯示電路圖2.12 狀態(tài)顯示電路 通過設(shè)置過程中按鍵的操作來調(diào)整指示狀態(tài)，2s定時時D6亮，4s定時時D5亮，6s定時時D6亮，定時時間到定時指示燈都滅；程序處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時D7亮，處于快速狀態(tài)時D8亮；處于過程洗滌加漂洗加甩干時D9、D1

33、0、D11全亮，處于漂洗加甩干時D10、D11亮，處于甩干狀態(tài)時只有D11亮，工作結(jié)束后全滅。2.9 甩干時開蓋暫停電路 當(dāng)處于甩干狀態(tài)時突然抬起洗衣機(jī)蓋，常閉開關(guān)SW1斷開，P2.3口變?yōu)楦唠娖剑M(jìn)入子程序電機(jī)停轉(zhuǎn)，當(dāng)洗衣機(jī)蓋合上后，子程序退出，繼續(xù)甩干。圖2.13 開蓋暫停電路2.10 PCB板圖2.14PCB板實(shí)際線路搭接，如圖2.15圖2.15實(shí)物連接圖3 小天鵝洗衣機(jī)洗衣機(jī)控制程序3.1主要容設(shè)計一個用單片機(jī)控制的洗衣機(jī)控制器。以單片機(jī)為主的控制器，擴(kuò)展必要的外部電路，設(shè)計制作一個洗衣機(jī)控制器，如圖3.1所示。圖3.1 控制流程圖3.2主要功能（1）標(biāo)準(zhǔn)洗滌：洗滌12分鐘；漂洗6分鐘

34、，二次；脫水3分鐘?？焖傧礈欤合礈?分鐘；漂洗3分鐘，二次；脫水2分鐘。（2）可根據(jù)用戶需要設(shè)置定時時間、程序、洗滌過程，洗衣工作中不可以更改設(shè)置。（3）有啟動暫停按鈕控制：第一次啟動，完成設(shè)置，開始工作；工作時按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作。洗滌、漂洗4秒正轉(zhuǎn)，停2秒，反轉(zhuǎn)4秒，停2秒。（4）有脫水功能，并且在脫水時，如果打開蓋板（P2.3插線斷開表示），脫水暫停。（5）洗滌完時洗滌指示燈滅；漂洗完漂洗指示燈滅；脫水完脫水指示燈滅；全部結(jié)束后電源開關(guān)復(fù)位。3.3程序介紹#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbi

35、t zhengzh=P10;/電機(jī)正轉(zhuǎn)sbit fanzh=P11;/電機(jī)反轉(zhuǎn)sbit paish=P12; /排水sbit jinsh=P13; /進(jìn)水sbit kaig=P14;/開關(guān)復(fù)位sbit fengm=P15;/蜂鳴器sbit dingsh=P20;/定時洗滌時間選擇按鍵sbit chengx=P21;/程序選擇按鍵sbit guoch=P22;/過程選擇按鍵sbit kaishz=P24;/開始暫停開關(guān)sbit anq=P23;/安全開關(guān)sbit led0=P00;sbit led1=P01;sbit led2=P02;sbit led3=P03;sbit led4=P04;sb

36、it led5=P05;sbit led6=P06;sbit led7=P07;uchar a=0,b=0,c=0;void delayms(uint z) /延時z ms子程序 uint x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y110;y+);void feng()/蜂鳴器響子程序 uint x,y=10; for(x=0;x1000;x+) fengm=1; y=10; while(y-); fengm=0; y=10; while(y-); void delay(uint z) /洗滌和漂洗延時子程序 uint x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y

37、110;y+) if(kaishz=0) /開始暫停是否按下 delayms(5); /消抖 if(kaishz=0)/開始暫停鍵按下（暫停） zhengzh=1; /停所有工作部分 fanzh=1; paish=1; jinsh=1; feng();/蜂鳴器響 while(kaishz=0);/等按鍵松開 delayms(5); while(kaishz=1);/等（開始）按鍵按下 delayms(5); while(kaishz=0);/等按鍵松開 feng(); void delay1(uint z) /甩干延時子程序 uint x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y

38、110;y+) if(kaishz=0) /是否按下開始暫停 delayms(10); /消抖 if(kaishz=0)/（暫停）按鍵按下 zhengzh=1; /停電機(jī)和排水牽引器減速 paish=1; feng(); while(kaishz=0); /等按鍵松開 delayms(10); /消抖 while(kaishz=1); /等（開始）按鍵按下 delayms(10); /消抖 while(kaishz=0); /等按鍵松開 delayms(10); /消抖 paish=0; /排水開 feng(); delayms(5000); /等排水牽引器工作完成 void jinshui(

39、) /進(jìn)水閥進(jìn)水子程序 jinsh=0; delay(5000); jinsh=1; void paishui() /排水閥排水子程序paish=0;delay(5000);paish=1;delay(3000); /必須要，可保證避開在排水牽引器工作void shezhi() /程序設(shè)置子程序 while(kaishz=1) /檢測開始暫停是否按下 if(dingsh=0) /定時洗滌，可定時1，2，3分別為10S.20S.30S delay(10); /消抖 if(dingsh=0) /定時按鍵是否按下 if(a3) a+; else a=0; feng(); while(dingsh=0

40、); /等按鍵松開 if(a=0) /定時燈不亮 led0=1; led1=1; led2=1; if(a=1) /10s定時燈亮 led0=0; if(a=2)/20s定時燈亮 led0=1; led1=0; if(a=3)/30s定時燈亮 led0=1; led1=1; led2=0; if(chengx=0) /程序選擇，0標(biāo)準(zhǔn)或1快速 delay(10); /消抖 if(chengx=0) /程序選擇按鍵按下 if(b1) b+; else b=0; feng(); while(chengx=0); /等按鍵松開 if(b=0) led3=1;/標(biāo)準(zhǔn)燈亮led4=0; else /快速

41、燈亮 led3=0;led4=1; if(guoch=0)/過程選擇，0(洗滌+漂洗+脫水0或 / 1（漂洗+脫水）或2（脫水） delay(10); /消抖 if(guoch=0) /過程按鍵按下 if(c2) c+; else c=0; feng(); while(guoch=0); /等按鍵松開 if(c=0) /洗滌加漂洗加甩干等亮 led5=0; led6=0; led7=0; if(c=1) /漂洗加甩干燈亮 led5=0; led6=0; led7=1; if(c=2) /只甩干燈亮 led5=0; led6=1; led7=1; feng(); while(kaishz=0);

42、 /等開始鍵松開void dingshi() /定時子程序 switch (a) case 0: delay(0);break; /不定時 case 1: delay(2000);break; /定時2s case 2: delay(4000);break; /定時4s case 3: delay(6000); /定6s led0=1;/定時指示熄滅 led1=1; led2=1;void xidi() /洗滌子程序 uchar b1,x1,x2,x3; /洗滌循環(huán)次數(shù) jinshui(); if(b=0) b1=60; /標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)60,12min else b1=30; /快速。循環(huán)35,

43、7min for(x1=0;x1b1;x1+) /12s重復(fù)60或30次 for(x2=0;x240;x2+)/正轉(zhuǎn)4s zhengzh=0; delay(100); /延時中可以檢測開始暫停鍵 zhengzh=1; /停2s delay(2000);for(x3=0;x340;x3+)/反轉(zhuǎn)4s fanzh=0; delay(100); /延時中可以檢測開始暫停鍵 fanzh=1; delay(2000); /停2s paishui(); led7=1; /關(guān)洗滌燈void piaoxi() /漂洗子程序 uint b2,z1,x2,x3,x4; if(b=0) /標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)30,6min

44、b2=30; else b2=15; /快速。循環(huán)15,3min for(z1=0;z12;z1+) /漂洗2次 jinshui(); for(x2=0;x2b2;x2+) /12s重復(fù)30或15次 for(x3=0;x340;x3+) /正轉(zhuǎn)4s zhengzh=0; delay(100); /延時中可以檢測開始暫停鍵 zhengzh=1; delay(2000); /停2sfor(x4=0;x440;x4+) /反轉(zhuǎn)4s fanzh=0; delay(100); /延時中可以檢測開始暫停鍵 fanzh=1; delay(2000); paishui(); led6=1; /關(guān)漂洗燈void

45、 shuaigan() /甩干子程序 uint b3,x3; if(b=0) /標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)3,3*1min=0.1s*1800 b3=1800; else /快速。循環(huán)2,2*1min=0.1s*1200 b3=1200; paish=0; delayms(5000); /等排水牽引器工作完 for(x3=0;x3b3;x3+) zhengzh=0; delay1(100); /延時同時檢測開始暫停鍵，繼續(xù)工作時先讓牽引器工作 if(anq=1) /安全開關(guān)檢測 delay(10); if(anq=1) /洗衣桶蓋打開 /急停,報警 zhengzh=1;paish=1;feng();while

46、(anq=1); /洗衣機(jī)桶蓋關(guān)閉paish=0; /先打開排水牽引器一段時間后電機(jī)轉(zhuǎn)delay(5000); zhengzh=1; /電機(jī)斷電，自然減速 delay(10000); /自然減速 paish=1; / 強(qiáng)制停止 led5=1; /關(guān)甩干燈void main ( ) /主程序 shezhi(); dingshi(); switch (c) /過程判斷 case 0: /洗滌+漂洗+甩干 xidi(); piaoxi(); shuaigan(); break; case 1: /漂洗+甩干 piaoxi(); shuaigan(); break； case 2: /甩干 shuai

47、gan(); feng(); /結(jié)束提示 kaig=0； /電源開關(guān)復(fù)位4 小天鵝洗衣機(jī)調(diào)試過程4.1硬件設(shè)置第一次硬件設(shè)計：將繼電器、NPN型三極管、LED、電阻焊接成外部模塊，與開發(fā)板與洗衣機(jī)連接。經(jīng)調(diào)試不能正常工作，測量分析發(fā)現(xiàn)直接用單片機(jī)引腳驅(qū)動三極管，會造成各引腳電壓異常，從而不能正常工作；另外，采用I/O口直接驅(qū)動NPN型三極管時，I/O口為高電平時三極管導(dǎo)通電磁閥工作。但當(dāng)剛開機(jī)后程序執(zhí)行前的瞬間，單片機(jī)I/O口全為高電平，會出現(xiàn)開機(jī)后電磁閥工作的現(xiàn)象。第二次硬件設(shè)計：經(jīng)分析后采用TLP521-2型光電耦合器與三極管連接來驅(qū)動電磁閥。將繼電器、TLP521-2型光電耦合器、NPN

48、型三極管、LED、電阻焊接成外部模塊并與開發(fā)板與洗衣機(jī)連接。圖4.1 硬件控制電路圖4.2控制電路與開發(fā)板連接圖4.3 整體電路4.2程序調(diào)試4.2.1程序分塊調(diào)試將實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序下載到單片機(jī)中，按下開始按鈕，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，經(jīng)觀察電機(jī)正常工作；同理調(diào)試進(jìn)水、排水，經(jīng)觀察均能正常工作；4.2.2 程序組合調(diào)試1、 “洗”過程：將電機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水、排水程序組合后下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試?，F(xiàn)象：進(jìn)水過程正常，電機(jī)不能正常工作。暫停后再次開始不能正常工作。原因：程序開始/暫停功能采用P3.2中斷方式實(shí)現(xiàn)，因需求與限制原因，“開始”前P3.2作為普通I/O口使用，“開始”后設(shè)置為中斷方式工作。經(jīng)觀察，

49、程序“開始”后進(jìn)入設(shè)置中斷程序時出現(xiàn)錯誤，分析后未找到原因。措施：取消中斷功能，改為查詢方式實(shí)現(xiàn)“開始/暫停”功能，調(diào)試后可以正常工作。原程序：void main() init0(); shezhi(); dingshi(); 。修改后程序：void main() shezhi(); dingshi(); 。void delay(uint z) /*洗滌和漂洗延時*/ uint x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;yTH或T RoM操作命令 - 存儲器操作命令- 處理數(shù)據(jù) 初始化 單總線上的所有處理均從初始化開始 ROM操作命令 總線主機(jī)檢測到DSl820的存在便可以發(fā)出R

50、OM操作命令之一這些命令如表2.2.2所示表5.2 ROM操作命令表指令代碼Read ROM(讀ROM)33HMatch ROM(匹配ROM)55HSkip ROM(跳過ROMCCHSearch ROM(搜索ROM)F0HAlarm search(告警搜索)ECH 存儲器操作命令如表5.3.4示表5.3 存儲器操作命令表指令代碼Write Scratchpad(寫暫存存儲器)4EHRead Scratchpad(讀暫存存儲器)BEHCopy Scratchpad(復(fù)制暫存存儲器)48HConvert Temperature(溫度變換)44HRecall EPROM(重新調(diào)出)B8HRead P

51、ower supply(讀電源)B4H（3）溫度轉(zhuǎn)換算法與分析由于DS18B20轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值，所以要進(jìn)行計算轉(zhuǎn)換。溫度高字節(jié)（MS Byte）高5位是用來保存溫度的正負(fù)（標(biāo)志為S的bit11bit15），高字節(jié)（MS Byte）低3位和低字節(jié)來保存溫度值（bit0 bit10）。其中低字節(jié)（LS Byte）的低4位來保存溫度的小數(shù)位（bit0 bit 3）。由于本程序采用的是0.0625的精度，小數(shù)部分的值，可以用后四位代表的實(shí)際數(shù)值乘以0.0625，得到真正的數(shù)值，數(shù)值可能帶幾個小數(shù)位，所以采取小數(shù)舍入，保留一位小數(shù)即可。也就說，本系統(tǒng)的溫度精確到了0.1度。算法核心：首先

52、程序判斷溫度是否是零下，如果是，則DS18B20保存的是溫度的補(bǔ)碼值，需要對其低8位（LS Byte）取反加一變成原碼。處理過后把DS18B20的溫度Copy到單片機(jī)的RAM中，里面已經(jīng)是溫度值的Hex碼了，然后轉(zhuǎn)換Hex碼到BCD碼，分別把小數(shù)位，個位，十位的BCD碼存入RAM中。圖5.15 DS18B20測溫電路圖5.3電解水殺菌功能洗衣機(jī)安裝電解水裝置，自來水通過水管輸進(jìn)洗衣機(jī)后，由點(diǎn)解裝置將水電解為弱堿性和弱酸性電解水，弱堿性水用于洗滌程序，弱酸性用于漂洗殺菌消毒。據(jù)檢測，殺菌率達(dá)到90%以上，更重要的是，由于弱堿性可起到清潔作用，故可不用洗衣粉就可達(dá)到健康洗滌功效，輕松實(shí)現(xiàn)衣物潔凈，

53、具有普通洗衣機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的健康效果。5.4擺脫按鍵的繁瑣，基于語音識別模塊新型單片語音識別電路HL7003-02，電路結(jié)構(gòu)簡單、外圍元器件少，設(shè)計、制作、調(diào)式與操作十分容易，適合愛好者制作各種由語控制的游藝機(jī)、家電控制、智能玩具、語音門鎖、門鐘等等方面。它是根據(jù)用戶自己的聲音輸入而識別的音晶片識音辯識的單片IC,它能識別12個不同的字句,可控制不同的輸出開關(guān),完成指定的功能。 1、特點(diǎn)：置麥克風(fēng)放大器、置A/D轉(zhuǎn)換器、12個1.5秒長的字句識別、多功能I/O口、2個普通輸入腳,4個觸發(fā)輸入腳 、2個輸出端口,包含一個4輸出口與一個輸出口、2個LED輸出驅(qū)動動、不同的編碼方式,可做成專用的線路、2

54、.4V3.3V工作電壓、低功耗，自動斷電功能。2、功能說明操作分為兩大部分，首先必須將字句錄入，第二步操作才是識別模式，此外，操作中AP7003-01能夠判斷是否有信號輸入，這一切均按部程序或是特定編碼選擇所決定。 在你需做識別操作時，目標(biāo)的字句必須已存入部存12個存貯區(qū)，存貯12個不同字句的特征。每個存貯區(qū)可以存放長達(dá)1.5秒的字句。你可以用鍵盤來選擇存貯區(qū)或用適當(dāng)?shù)拿羁刂?，將字句錄入?可用外部的麥克風(fēng)或其它媒體輸入語音或字句容，經(jīng)過部麥克風(fēng)放大器準(zhǔn)確放大之后，語音信號被容的A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化。部聲效處理器將處理數(shù)字化后的語音與將字句里的特征進(jìn)行抽樣。當(dāng)被識別的目標(biāo)字句，錄入之后，你現(xiàn)在

55、可以開識別操作，進(jìn)入部字句識別操作模式，輸入的語音被聲音處理器特征抽樣，同存貯在部的目標(biāo)字句的抽樣特征進(jìn)行比較，必須是剛好同所選擇的識別的目標(biāo)字匹配。結(jié)果才輸入信號至PA口或其它輸出端。 在一定時間，無操作時，會將電源關(guān)閉以節(jié)省損耗，后可用按鍵喚醒。 5.16 單片語音識別電路HL7003-02操作方法： 1、通電后，先按鍵，LED1和POA1(LED3)同時亮，此時立刻對著話筒發(fā)話(語音長度不超過1.5秒)，POA1滅，LED1亮，再對著話筒進(jìn)行“學(xué)習(xí)”，LED2、POA1同時亮，表示“學(xué)習(xí)”成功。接著再按鍵，LED1、POA2同時亮，。依此類推，直至112鍵全部學(xué)習(xí)完畢。也可以對某一鍵或某

56、幾個鍵進(jìn)行無序輸入和學(xué)習(xí)。2、學(xué)習(xí)完畢，即可進(jìn)行語音識別操作，12路輸出可分別控制不同的電器(或動作)，12路語音識別可任意操作，即喊一句便控制一種電器的開或關(guān)。第11鍵為輸出轉(zhuǎn)換鍵，每轉(zhuǎn)換控制一種電器都需按一下該鍵。3、若需清除“學(xué)習(xí)”容，應(yīng)按清除鍵“C”，再次輸入時，須重新按照第1步方法進(jìn)行“學(xué)習(xí)”。4、PIM1接“1”(高電平)，為12鍵模式，應(yīng)用電路見圖5.16。PIM1接“0”(低電平)，為8鍵模式，應(yīng)用電路見圖2。POSL接“0”，POA1POA12輸出為低電平，POSL接“1”，POA1POA12輸出為高電平。注意事項： 1、標(biāo)準(zhǔn)電源電壓3V；2、駐極體話筒MIC的(+)、(-)極性一定要正確連接，否則無法輸入，MIC連外殼一端為(-)，另一端(+)。6 小結(jié)6.1 問題解析本次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計，在程序仿真與電路仿真過程中很多結(jié)果都是和理論知識相匹配，但在實(shí)際的電路調(diào)試階段出現(xiàn)很多意想不到的問題。問題舉例一：開始暫停按鍵，如下，圖6.1 開始/暫停按鍵電路前期仿真最右側(cè)按鍵作為開始/暫停鍵使用，將其接在P3.2口，如圖6.1。在開始的設(shè)置子程序中P3.2口作為普通I/O口使用。結(jié)束設(shè)置子程序后，開啟外部中斷0，使P3.2作為外部中斷引腳。當(dāng)開始/暫停鍵按下，程序暫停進(jìn)入中斷。進(jìn)入中斷后，關(guān)閉外部中斷0，將P3.2再次作為普通I/O口進(jìn)行按鍵掃