搓揉式全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)論文-學(xué)位論文

目錄前言第一章緒論 11．1課題背景 11．2設(shè)計(jì)思想 11．3工作原理 1第二章洗衣機(jī)的原理、分類和驅(qū)動(dòng)方式 32．1洗衣機(jī)的原理 32．2洗衣機(jī)的分類 32．3洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)分類 3第三章電動(dòng)機(jī)的選擇 53．1概論 53．2洗滌電動(dòng)機(jī) 5第四章整機(jī)設(shè)計(jì) 74．1波輪的分類 74．2波輪的參數(shù)及性能 74．3波輪形狀及參數(shù)的選用 84．4帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一） 84．5帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二） 104．6螺紋軸的設(shè)計(jì) 124．7波輪軸的設(shè)計(jì) 14第五章電氣部分設(shè)計(jì) 165.1設(shè)計(jì)概述 165.2系統(tǒng)總體框圖 165.3元器件介紹 165.3.1AT89C2051 165.3.2W7805 185.3.374LS139 185.4洗機(jī)機(jī)功能分析 195.5全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能 195.6電路圖中各部件的分析 205.7全自動(dòng)洗衣機(jī)的部分電路分析 215.8洗衣機(jī)控制程序設(shè)計(jì) 235.8．1源程序 23結(jié)論 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35第一章緒論1．1課題背景隨著社會(huì)的發(fā)展，全自動(dòng)洗衣機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，各種各樣的洗衣機(jī)層次不窮，自動(dòng)化的程序越來越高。1979年我國洗衣機(jī)開始批量生產(chǎn)，當(dāng)年的產(chǎn)量達(dá)到10000臺(tái)，但到1985年達(dá)到800萬臺(tái)，居世界首位，1988年達(dá)到1000萬臺(tái)，占世界洗衣機(jī)總產(chǎn)量的三分之一。我國大中城市的洗衣機(jī)的普及率達(dá)到百分之八十，廣大農(nóng)村達(dá)到百分之十，洗衣機(jī)的迅速發(fā)展說明了我國生活水平的提高，同時(shí)也表達(dá)了人們對(duì)于繁雜的家務(wù)中解放出來迫切愿望。1.2設(shè)計(jì)目的運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)出一臺(tái)洗衣缸分上缸套和主缸套兩部分,洗衣缸內(nèi)有上,下兩個(gè)搓揉盤,上搓揉盤與穿過機(jī)蓋中央部位的壓力調(diào)節(jié)器固定連接,下搓揉盤能隨與電動(dòng)機(jī)相連并已經(jīng)減速機(jī)減速的螺旋主軸做上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以搓揉衣物,本實(shí)用新型對(duì)衣物洗凈度高,磨損率低,省時(shí),省水,省電,制造成本低的搓揉式全自動(dòng)洗衣機(jī).1．3設(shè)計(jì)思想現(xiàn)有的洗衣機(jī)中最為常見的為波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。將兩種運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合起來，增加了衣物在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。使衣物既能象在波輪式洗衣機(jī)中那樣由波輪帶動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌又能象滾筒式洗衣機(jī)那樣依靠水流的力量洗滌衣物，并且還可以象手洗那樣對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，集各種洗滌方式于一身，對(duì)衣物進(jìn)行更為徹底的洗滌。這兩種類型的洗衣機(jī)都是依靠單一的運(yùn)動(dòng)方式來洗滌衣物,而在設(shè)計(jì)中將這兩種洗滌方式揉和起來,將兩種方式結(jié)合起來,增加了衣物在豎直方向上的運(yùn)動(dòng).1．4工作原理圖1工作原理圖其工作原理如圖1，主要部件為螺紋軸，波輪軸，下波盤，上波盤，內(nèi)筒，外筒，套筒，傳感器，導(dǎo)軸，帶輪及電機(jī)等。（1）洗滌原理其洗滌原理為：電機(jī)1帶動(dòng)帶輪1，帶輪與內(nèi)筒為緊固連接，內(nèi)筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，上波盤與內(nèi)筒蓋為緊固連接，所以上波盤也做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)帶輪使螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，是螺紋盤向上運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)波輪軸向上運(yùn)動(dòng)，使下波盤推動(dòng)衣物與旋轉(zhuǎn)的上波盤進(jìn)行對(duì)衣物進(jìn)行揉搓，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。（2）脫水原理在本洗衣機(jī)中與其它洗衣機(jī)類似,也采用內(nèi)桶的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使衣物高速轉(zhuǎn)動(dòng)起來，使衣物中的水受慣性力的作用甩出衣物，順著內(nèi)桶壁上的孔進(jìn)入外桶排出。漂洗原理本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)洗衣機(jī),因此洗衣機(jī)必須具備漂洗功能.選用溢水漂洗方式.進(jìn)水口不斷向內(nèi)桶注入清水,利用內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)及波輪的揉搓時(shí)洗滌液以及污垢從衣物中脫離,隨著水面不斷升高,洗滌液和污垢就可以隨著水流分離出來,達(dá)到目的第二章洗衣機(jī)的原理、分類和驅(qū)動(dòng)方式2．1洗衣機(jī)的原理（1）．洗衣機(jī)洗滌原理在洗衣機(jī)中，整個(gè)洗凈衣物的過程，也就是在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，波輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，通過正反相交替運(yùn)行，推動(dòng)水流，是洗滌桶中的衣物不斷翻滾、摩擦，并實(shí)質(zhì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而將衣物洗凈的過程。（2）洗衣機(jī)的漂洗原理漂洗可分為以下四種方式：1>普通漂洗2>溢水漂洗3>噴淋漂洗4>頂淋漂洗2．2洗衣機(jī)的分類目前市場上的家用洗衣機(jī)通?？梢园凑障旅鎺追N方法分類：（1）按自動(dòng)化程度分類a.普通型洗衣機(jī)b.半自動(dòng)型洗衣機(jī)c.全自動(dòng)型洗衣機(jī)。（2）洗滌方式分類a.波輪式洗衣機(jī)b.攪拌式（擺動(dòng)式）洗衣機(jī)c.滾筒式洗衣機(jī)d.其他洗滌方式洗衣機(jī)多種常用的洗衣機(jī)。2．3洗衣機(jī)的驅(qū)動(dòng)分類（1）間接驅(qū)動(dòng)：通過皮帶連接電機(jī)軸和離合器輸入軸來傳遞動(dòng)力。（1）電容式單向感應(yīng)電機(jī)+離合器（2）雙速電機(jī)+離合器（3）三相交流變頻電機(jī)+減速離合器（2）間接驅(qū)動(dòng)（DD）（1）電機(jī)輸出軸直接和負(fù)載連接。（2）電機(jī)的輸出軸和離合器的輸入軸連在一起，通過離合器的輸出軸和負(fù)載連接。表2-2直接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)的各項(xiàng)性能比（3）缺點(diǎn)：1）.皮帶減速傳遞效率低故障率高。2）由于電機(jī)偏置，易震動(dòng)，需加配。3）皮帶易打滑磨損。第三章電動(dòng)機(jī)的選擇3．1概論洗衣機(jī)在正常工作狀態(tài)洗滌桶內(nèi)應(yīng)裝有水和衣物，因此，洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)總是在有負(fù)載的條件下運(yùn)行，由于洗衣機(jī)工作時(shí)要求波輪正反轉(zhuǎn)，這就要求電動(dòng)機(jī)帶載正反頻繁起動(dòng)，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不能看成恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因?yàn)橄匆聶C(jī)的波輪直接接觸水和衣物，在起動(dòng)的初始時(shí)刻，阻轉(zhuǎn)矩較小3．2洗滌電動(dòng)機(jī)（1）電動(dòng)機(jī)的選用。國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗衣機(jī)的主要性能指標(biāo)作了相應(yīng)的規(guī)定，表一就是波輪洗衣機(jī)用的XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)。根據(jù)我國條件，電動(dòng)機(jī)的電源電壓為220V，頻率為50Hz，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定轉(zhuǎn)速為1350r/min，表3-1XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)表3-1XD型洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)輸入功率（W）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)堵轉(zhuǎn)電流（A）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)效率（%）功率因數(shù)900.952.01.7490.951200.92.51.7520.951800.84.01.7560.952500.75.51.7590.95洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)洗衣機(jī)的規(guī)格而定，洗衣機(jī)的規(guī)格大小是按每次最大洗滌的干配用的電容器。衣物重量來確定的，表二列出了不同規(guī)格的洗衣機(jī)所配用的電動(dòng)機(jī)的功率及電動(dòng)機(jī)所配用的電容器。洗衣機(jī)的洗衣量（㎏）1.5-22-33-44-5配用電動(dòng)機(jī)（W）90,120120180250配置電容器（μF）6,88,1010,1216表3-2洗衣機(jī)所配用的電機(jī)設(shè)計(jì)以2.5千克為容量進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以選用電機(jī)功率為120W，配置電容器為8μF。其中，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為0.9，堵轉(zhuǎn)電流為2.5A，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為1.7，效率為52%，功率因素為0.95。（2）雙速變極電機(jī)結(jié)構(gòu)速變極點(diǎn)動(dòng)機(jī)是采用改變極數(shù)來獲得兩種速度的電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)。接通12級(jí)繞組，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成洗滌、漂洗功能。接通兩極繞組，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成脫水功能。洗滌電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖一所示：圖3-1洗滌電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖圖3-1洗滌電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖第四章整機(jī)設(shè)計(jì)4．1波輪的分類1.常見的幾種波輪形式：⑴掌形波輪⑵碟形波輪2.較有特點(diǎn)的新水流波輪:日本公司的棒式波輪三洋公司的手搓式波輪4．2波輪的參數(shù)及性能波輪形狀和尺寸與洗滌性能的關(guān)系如下圖所示：1．波輪直徑：波輪直徑與洗凈比、織物磨損、織物纏繞和洗滌不均勻度的關(guān)系見圖一。圖4-1波盤直徑與洗滌性能的關(guān)系波盤直徑（mm）圖4-1波盤直徑與洗滌性能的關(guān)系波盤直徑（mm）如圖所示，增大波輪直徑對(duì)洗滌物的洗凈比、織物纏繞和洗滌不均勻度都有利，僅對(duì)織物磨損略有增大。2．波輪葉片筋：它的作用是在波輪正反旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生水平和上下回轉(zhuǎn)的復(fù)合水流，使洗滌物受到三維沖擊力的作用。波筋條數(shù)一般設(shè)計(jì)成3—8條，實(shí)驗(yàn)表明，波筋6條時(shí)洗滌性能較好。4．3波輪形狀及參數(shù)的選用本設(shè)計(jì)中，波輪要推著衣物向上運(yùn)動(dòng)，因此，碟形波輪比較適合，故選用碟形波輪，波盤直徑選為360mm，波徑選為6條。4．4帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一）在此部分主要對(duì)洗衣機(jī)中主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)帶傳動(dòng)和一個(gè)螺紋傳動(dòng)以及波輪軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算。此部分將完成連接洗衣機(jī)內(nèi)筒的帶傳動(dòng)計(jì)算。1.雙速電動(dòng)機(jī)功率為120W，轉(zhuǎn)速，波輪軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比確定計(jì)算功率由表查得工作情況系數(shù)，故2.選取V帶帶型根據(jù)，由圖8-9確定選用Z型3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)式（8-15），從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)，取按式驗(yàn)算帶的速度4.確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式，初步確定根據(jù)式計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由表選帶的基準(zhǔn)長度按式計(jì)算實(shí)際中心距5.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角由式得主動(dòng)輪上的包角合適。6.計(jì)算帶的根數(shù)Z由式知由查表8-5c和8-5d得查表得，查表得，則取根。7.計(jì)算預(yù)緊力由式知由表，故8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q由公式得9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波輪式洗衣機(jī)洗滌部分的傳動(dòng)方式，均采用三角皮帶傳動(dòng)，其中，小皮帶輪與電機(jī)轉(zhuǎn)軸的伸出部分連接，其轉(zhuǎn)速較高，因此要求強(qiáng)度高，有較好的耐磨性能。4．5帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二）此部分將要完成與螺紋軸連接的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)功率為25W，轉(zhuǎn)速，螺紋軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比1.確定計(jì)算功率由表查得工作情況系數(shù)，2.選取V帶帶型根據(jù)，確定選用Z型3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)式從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)表取按式驗(yàn)算帶的速度所以帶的速度合適。4.確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距根據(jù)式，初步確定根據(jù)式計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由表選帶的基準(zhǔn)長度按式計(jì)算實(shí)際中心距5.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角由式得主動(dòng)輪上的包角合適。6.計(jì)算帶的根數(shù)Z由式知由查表得查表得，，則取根。7.計(jì)算預(yù)緊力由式知由表，故8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q4．6螺紋軸的設(shè)計(jì)初步確定軸徑選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表取。于是得2．螺紋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1).擬訂軸上零件的裝配方案采用下圖所示的裝配方案圖4-2螺紋軸的裝配方案2）.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度①為了使螺紋盤獲得較高的移動(dòng)速度，螺距P應(yīng)取大值，此處取P=2mm，對(duì)應(yīng)的公稱直徑.②2面左端裝軸承，根據(jù)手冊(cè)選用202的深溝球軸承，其尺寸為故，而③取安裝皮帶輪處的軸徑，為了保證軸端擋圈壓在皮帶輪上，取。3）.軸上零件的周向定位皮帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB1095-79）。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為10mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB1096-79），同時(shí)為了保證皮帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇皮帶輪輪轂與軸的配合為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，故此處選軸的直徑公差為m6。求軸上的載荷對(duì)各支點(diǎn)進(jìn)行受離分析如下圖所示：圖三軸的載荷分析圖圖三軸的載荷分析圖由皮帶傳動(dòng)的計(jì)算知Q=12.2N，，個(gè)截面處M及T列于下表：表4-1截面處的彎距和扭距M（N.mm）T（N.mm）（N.mm）25.77505.7753268.3303324.1497.6303206.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度。則由式（15-5）可得前以選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得，因此，故安全。4．7波輪軸的設(shè)計(jì)1．初步確定洲的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取材料為3Cr13，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A=112，于是得波輪軸的最小直徑顯然是裝波輪處的致敬，此外，此處截面為正方形。2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度取裝波輪處的截面b=10mm,。要滿足從方形截面到圓形截面的過渡，圓形截面出的直徑，取圓軸處的直徑，皮帶輪與軸為鍵連接，初定波輪地最大上升高度，取鍵長為；裝螺紋盤處的軸徑。3．求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖作用在軸上的扭距：作用在軸上的最大彎距：4．校核危險(xiǎn)截面A面為危險(xiǎn)截面，對(duì)其進(jìn)行彎扭校核：故安全。前以選定軸的材料為3Cr13,調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得，因此，故安全。第五章電氣部分設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)概述采用常見的價(jià)廉物美的ATMEL單片機(jī)AT89C2051作為控制核心。為防止因電源過低或電源間斷性供電而引起電腦工作狀態(tài)混亂,設(shè)置了欠壓檢測保護(hù)電路。設(shè)計(jì)蜂鳴電路,如有脫水誤開蓋或脫水不平衡等狀況,蜂鳴器鳴叫,提示用戶進(jìn)行處理,保證洗衣機(jī)及人身安全。5.2系統(tǒng)總體框圖AT89C2051穩(wěn)壓電源水位低壓檢測開關(guān)安全開關(guān)啟動(dòng)/暫停程序選擇電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)水閥排水閥蜂鳴器LED顯示圖1:系統(tǒng)總體框圖5.3元器件介紹5.3.1AT89C2051AT89C2051引腳圖如圖5.1所示AT89C2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合。89系列單片機(jī)是ATMEL公司的8位單片機(jī)系列產(chǎn)品，其最大特點(diǎn)是片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器（取代MCS－51中的ROM），并且和MCS－51兼容（AT89的片內(nèi)含有51系列的8031）。89系列單片機(jī)共有7種型號(hào)，而AT89C205是其中的低檔型、低電壓產(chǎn)品AT89C2051的產(chǎn)品.

單片機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)包括相應(yīng)的硬件和軟件。軟件是指編程用的指令系統(tǒng)；硬件即芯片提供的硬件資源和與外部結(jié)構(gòu)配置的器件，兩者缺一不可。①信號(hào)引腳功能

AT89C2051是一種20引腳的雙列直插式IC芯片，引腳是單片機(jī)的硬件外特性，用戶通過引腳連接外部器件就能組建單片機(jī)系統(tǒng)。（1）P1口：它是8位雙向口線，即P1.0～P1.7。（2）P3口：它是帶有內(nèi)部上拉電阻的7位雙向口線，即P3.0～P3.5和P3.7。P3.6此外P3口還具有第二功能。

（3）復(fù)位端RST（1腳）②引腳的復(fù)用功能

由上述對(duì)AT89C2051引腳介紹可見：

P1和P3口共占用15個(gè)引腳，外加復(fù)位、振蕩（時(shí)鐘）和電源端等已把芯片的引腳全部占完。表5.1AT89C2051引腳的復(fù)用功能

·兼容MCS51指令系統(tǒng)·2k可反復(fù)擦寫(>1000次）FlashROM

·15個(gè)雙向I/O口·6個(gè)中斷源

·兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器·2.7-6.V的寬工作電壓范圍

·時(shí)鐘頻率0-24MHz·128x8bit內(nèi)部RAM

·兩個(gè)外部中斷源·兩個(gè)串行中斷

·可直接驅(qū)動(dòng)LED·兩級(jí)加密位

·低功耗睡眠功能·內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器

·可編程UARL通道·軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能5.3.2W7805L7805為三端固定正輸出電壓集成線性穩(wěn)壓器,它是7800系列的一種，7805代表正5V輸出，元件外型如圖5.2所示，其中第一腳為輸入，第二腳輸出，第三腳為地。輸出電壓最小值為4.8V,而最大值為5.2V,輸出功率不大于15W。圖5.2CW7805外型圖5.3.374LS13974LS139為雙D觸發(fā)器。它是74LS系列的一種，目前主要有下列一些型號(hào)：M-74LS139、HD-74LS139、DM-74LS139、SN-74LS139。在本書中所選擇的是SN-74139。它的外觀和引腳圖分別如圖5.3，5.4所示。圖5.374LS139外型圖圖5.474LS139引腳圖5.4洗機(jī)機(jī)功能分析由于AT89C2051的引腳少，內(nèi)存容量不大，所以所控制的洗衣機(jī)的功能有一定的限制，但是由于洗衣機(jī)的基本功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)衣物的洗滌。（1）洗衣機(jī)的狀態(tài)功能：強(qiáng)、弱洗滌。（2）洗衣程序功能：含有4種程序功能，即標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序、經(jīng)濟(jì)洗衣程序、單次洗衣程序、排水程序。各程序的時(shí)間分配表如下：表5.1全自動(dòng)洗衣機(jī)程序功能單位：分鐘過過程選擇程序選擇洗滌漂洗脫水標(biāo)準(zhǔn)程序約15約3約2輕柔程序約10約2約2強(qiáng)洗程序約15無無排水程序約5約5無（3）、特殊功能：故障診斷、安全保護(hù)、防振、暫停、間歇工作功能，聲光顯示功能。5.5全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)，一般要求具有如下基本功能。（1）強(qiáng)、弱洗滌功能。（2）4種洗衣工作程序，即標(biāo)準(zhǔn)程序、輕柔程序、強(qiáng)洗程序和排水程序。標(biāo)準(zhǔn)程序是進(jìn)水→洗滌→漂洗→排水→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(shí)間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時(shí)間減少2min。（3）進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能。（4）脫水期間安全保護(hù)和防振動(dòng)功能。（5）間歇驅(qū)動(dòng)方式。（6）暫停功能。（7）聲光顯示功能。衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進(jìn)入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。脫水時(shí)采用壓電傳感器。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時(shí)，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個(gè)壓力變化，自動(dòng)停止脫水運(yùn)轉(zhuǎn)。5.6電路圖中各部件的分析（1）全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作部件全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作部件有3個(gè)，就是電機(jī)、進(jìn)水閥和排水閥。①、電機(jī)電機(jī)是洗衣機(jī)的動(dòng)力源，它的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)洗衣桶和波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)的狀態(tài)有3種，即正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)。②、進(jìn)水閥進(jìn)水閥是用來控制洗衣機(jī)的進(jìn)水量的，他只有開關(guān)兩種狀態(tài)。③、排水閥它是用來控制排水的，他只有開關(guān)兩種狀態(tài)。他是由AT89C2051的13腳控制的，當(dāng)AT89C2051的13腳輸出低電平時(shí)，洗衣機(jī)進(jìn)入排水狀態(tài)，當(dāng)洗衣機(jī)內(nèi)的水位到達(dá)一定程度時(shí)，它給AT89C2051的13腳一個(gè)高電平，使洗衣機(jī)停止排水。（2）、SP1110它是一種交流固態(tài)繼電器，內(nèi)有發(fā)光二極管及雙向可控硅，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），浪涌電流為15A。全自動(dòng)洗衣機(jī)之所以選用這個(gè)器件，是因?yàn)樗环矫婵墒闺娐愤M(jìn)一步簡化，另一方面還可使強(qiáng)弱兩類電完全隔離，保證主板的安全。（3）、74S05它是六反相器，他在全自動(dòng)洗衣機(jī)中做為中間緩沖器，其中的四個(gè)反相器可分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)SP1110繼電器，剩余兩反相器用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)發(fā)光二極管。（4）、74LS139它是一個(gè)雙2-4線譯碼器，用它可解決CPUI/O線數(shù)量不足。（5）、AT89C2051它是全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦，選用它設(shè)計(jì)制作洗衣機(jī)控制電路，電路的組成相對(duì)簡單，工作原理清晰。5.7全自動(dòng)洗衣機(jī)的部分電路分析全知道洗衣機(jī)的控制邏輯電路如附錄所示。它有單片機(jī)AT89C2051為核心加上有關(guān)集成電路及元器件組成。由附錄可知：（1）、洗滌和脫水電路洗滌和脫水電路是由AT89C2051的P1.2和P1.3控制的，電路主要由兩個(gè)SP1110和一個(gè)電機(jī)組成，通過使用兩個(gè)SP1110使正、反電路分開，電路中的R18和C1、R19和C2是用來整流的，R4和R3是兩個(gè)限流電阻，D3和D4是保證LED7無論是在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)都都是亮的。LED7是洗衣機(jī)處在洗滌或脫水狀態(tài)的指示燈。（2）、進(jìn)、排水電路著兩個(gè)電路的結(jié)構(gòu)十分相似，都有一個(gè)SP1110，R1和R2的功能一樣，都是個(gè)限流電阻，R20和C3、R21和C4用于整流，所不同的是排水電路加入了一個(gè)整流橋，排水電路和進(jìn)水電路分別有一個(gè)進(jìn)水閥和排水閥。LED8用于指示洗衣機(jī)處于排水狀態(tài)，LED9用于指示洗衣機(jī)處于進(jìn)水狀態(tài)。（3）、程序選擇電路該電路占用的是AT89C2051的P3.0和P3.1，由于I/O線不足，該電路加入了一個(gè)74LS139，將P3.0和P3.1進(jìn)行譯碼，譯碼表為：表5.274LS139譯碼表00011011程序排水程序強(qiáng)洗程序輕柔程序標(biāo)準(zhǔn)程序指示燈LED4LED3LED2LED1AT89C2051的P1.7口控制的是洗衣機(jī)的強(qiáng)弱，他有兩個(gè)74LS05、兩個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)電阻構(gòu)成，LED5用來指示洗衣機(jī)處于弱洗狀態(tài)，LED6指示的是洗衣機(jī)處于強(qiáng)洗狀態(tài)。（4）、時(shí)鐘電路該電路用于產(chǎn)生AT89C2051工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。在AT89C2051芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是洗衣機(jī)控制電路的時(shí)鐘電路，如圖5.3所示。（5）復(fù)位電路AT89C2051復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC=00000H，使單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。無論是單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。本系統(tǒng)的復(fù)位電路如圖5.4所示。（6）、洗衣機(jī)的暫停、安全保護(hù)和防震電路他們采用的中斷處理方式。著兩個(gè)中斷分別對(duì)應(yīng)于AT89C2051的外部中斷“0”和外部中斷“1”。中斷請(qǐng)求信號(hào)通過TC4013BP的11腳CP端，經(jīng)觸發(fā)器的第12腳加到P3.3。本系統(tǒng)對(duì)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”。本電路圖的方框圖如下：洗滌/漂洗電路脫水電路AT89C2051排水電路進(jìn)水電路圖5.5電路框圖5.8洗衣機(jī)控制程序設(shè)計(jì)5.8．1源程序ORG0000HSTART:AJMPMAIN ;初始化 ORG0003H AJMPINT0 ;暫停中斷中斷向量 ORG000BH AJMPT0 ;定時(shí)器0中斷向量 ORG0013H AJMPINT1 ;開蓋,不平衡中斷向量 ORG0030HMAIN:MOVP1,#0F0H ;主程序開始 MOVP3,#7FHMOVSP,#35H MOV56H,#0F0H ;＃0F0H排水標(biāo)志(指定56H為標(biāo)志單元) MOV57H,#03 ;洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序標(biāo)志(指定57H) MOV54H,#40 ;強(qiáng)洗正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)４秒賦值(指定54H存放) MOV55H,#10 ;強(qiáng)洗間歇１秒賦值(指定55H存放) MOV58H,#06 ;漂洗6分鐘賦值(指定58H存放)CLRET0 SETBEA ;開總中斷CLRIT0 ;設(shè)置外部中斷1、0為低電平觸發(fā)CLRIT1SETBPX0 ;設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)別 SETBPT0 SETBPX1 MOVTL0,#0B0H ;設(shè)置100ms中斷時(shí)間常數(shù) MOVTH0,#3CH MOVTMOD,#01H KA: JNBP1.4,X1 ;以下為按鍵掃描程序 AJMPKB X1: ACALLK1 KB: JNBP1.5,X2 AJMPKC X2: ACALLK2 KC: JBP3.4,KA ;按鍵掃描程序結(jié)束 ACALLDEL10 JBP3.4,KA ACALLFZH JNBP3.4,$ SETBET0 ;開定時(shí)器0中斷 SETBTR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0 SETBP3.5 SETBEX0 CLRP3.4 MOVA,57H CJNEA,#00H,XY ;是排水程序 AJMPBSH1 ;是則跳轉(zhuǎn)排水程序 XY:MOV70H,#00 MOV51H,#00SETBP1.0 ;以下為進(jìn)水操作，打開進(jìn)水閥MOVA,#240 L0: CJNEA,51H,L1 ;進(jìn)水系統(tǒng)有故障 AJMPFW ;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序 L1:JBP3.5,L0 ;進(jìn)水達(dá)預(yù)定水位 CLRP1.0 ;進(jìn)水結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥 MOV70H,#00 MOV71H,#00 MOV72H,#00 L:MOV50H,#00 ;以下為洗滌／漂洗工作程序 SETBP1.2 ;正轉(zhuǎn)洗滌／漂洗驅(qū)動(dòng)MOVA,50H CJNEA,50H,$ CLRP1.2 ;洗滌／漂洗間歇 MOV50H,#00MOVA,55H CJNEA,50H,$ MOV50H,#00 SETBP1.3 ;反轉(zhuǎn)洗滌／漂洗驅(qū)動(dòng)MOVA,54H CJNEA,50H,$ CLRP1.3 ;洗滌／漂洗間歇 MOV50H,#00MOVA,55H CJNEA,50H,$ MOVA,58H CJNEA,72H,L ;洗滌／漂洗工作結(jié)束BSH:MOVA,56H CJNEA,#0F0h,PBSH ;洗滌／漂洗工作結(jié)束，排水否 DEC57H ;洗衣工作循環(huán)次數(shù)減1BSH1:SetBP1.1 ;排水操作，打開排水閥 MOV70H,#00MOV51H,#00MOVA,#60BSH2:CJNEA,51H,BSH3 ;排水系統(tǒng)有故障 AJMPFW ;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序BSH3:JNBP3.5,BSH2 ;水位下降至預(yù)定水位 MOVA,51H ADDA,#50 MOV70H,#00 MOV51H,#00CJNEA,51H,$ ;排水時(shí)間延長D+50秒 MOV73H,#00 ;以下為脫水程序 CLRP3.5 ;開蓋、不平衡中斷請(qǐng)求觸器允許 SETBEX1 ;脫水期間，開蓋、不平衡中斷允許BSH4:MOV50H,#00 SETBP1.2 ;脫水驅(qū)動(dòng)5秒MOVA,#50 CJNEA,50H,$CLRP1.2 ;脫水間歇2秒MOVA,#20 MOV50H,#00 CJNEA,50H,$ INC73H MOVA,73H CJNEA,#17,BSH4 ;脫水時(shí)間達(dá)2分鐘？CLRP1.1SETBP3.5 CLREX1 ;脫水結(jié)束，禁止開蓋、不平衡中斷中斷 MOVA,57H CJNEA,#00,BSH5 ;洗衣工作是否結(jié)束？ AJMPPBSH ;結(jié)束跳轉(zhuǎn)結(jié)束報(bào)警程序BSH5:MOVA,58H SUBBA,#2 ;洗滌／漂洗時(shí)間減2分鐘 MOV58H,A AJMPXY ;洗衣工作未結(jié)束，繼續(xù)下一循環(huán)PBSH:MOV74H,#00 ;洗衣結(jié)束報(bào)警程序JK:MOV50H,#00BJ1:SETBP3.7 MOVA,50H CJNEA,#10,BJ1 MOV50H,#00BJ2:CLRP3.7 MOVA,50H CJNEA,#10,BJ2 INC74H MOVA,74H CJNEA,#3,JK AJMPMAIN ;洗衣工作結(jié)束，返回主程序FW:CLREX1 ;以下為進(jìn)排水系統(tǒng)故障處理程序 CLRP1.0 CLRP1.1 CLRP1.2 CLRP1.3FW1:MOV50H,#00FW2:SETBP3.7 JNBP1.4,FW4 MOVA,50H CJNEA,#10,FW2 MOV50H,#00FW3:CLRP3.7 JNBP1.4,FW4 MOVA,50H CJNEA,#20,FW3 AJMPFW1FW4:CLRP3.7 ACALLFZH JNBP1.4,$ AJMPMAININT0:PUSHA ;以下為暫停中斷服務(wù)程序 PUSHPSW PUSHDPHPUSHDPLSETBP3.4 ;撤消本次中斷請(qǐng)求信號(hào) ACALLFZHMOVA,P1 MOVR1,A ;保存P1端口狀態(tài) ANLA,#0F0H MOVP1,A ;洗衣機(jī)暫停各種操作 JBP3.4,$ ;等待啟動(dòng)鍵按下 ACALLFZHMOVA,R1MOVP1,A ;恢復(fù) P1口原始數(shù)據(jù) POPDPL POPDPH POPPSW POPA CLRP3.4 RETI ;中斷返回T0:PUSHA ;定時(shí)器0定時(shí)中斷服務(wù)程序 PUSHDPH PUSHDPL PUSHPSW INC50H INC70H ;100ms單元累加1 MOVA,70H CJNEA,#0AH,LL ;時(shí)間達(dá)1秒 MOV70H,#00 INC51H INC71H ;時(shí)間達(dá)1秒，則秒單元累加1 MOVA,71H CJNEA,#3CH,LL ;時(shí)間達(dá)1分？ MOV71H,#00H INC52H INC72H ;時(shí)間達(dá)1分，則分單元累加1LL:POPPSW POPDPL POPDPH POPA RETI ;中斷返回INT1:PUSHA ;以下為開蓋、不平衡中斷服務(wù)程序 PUSHPSW PUSHDPH PUSHDPL SETBP3.5 ;撤消本次中斷請(qǐng)求信號(hào) CLRP1.1 ;停止排水操作 CLRP1.2 ;停止脫水操作 CLRET0 ;關(guān)定時(shí)器0定時(shí)中斷JP0:JNBP1.6,$ ;等待開蓋或不平衡中斷信號(hào)消失SETBP1.1 ;恢復(fù)排水操作 SETBP1.2 ;恢復(fù)脫水操作 POPDPL POPDPH POPPSW POPA CLRP3.5 SETBET0 ;定時(shí)器0中斷允許 RETI ;中斷返回K1:ACALLDEL10 ;以下為強(qiáng)弱選擇鍵處理程序 JNBP1.4,X4AJMPEXIT1X4:ACALLFZH MOVA,54HCJNEA,#40,J1 CLRP1.7 MOV54H,#30 MOV55H,#20 AJMPEXIT1J1:SETBP1.7 MOV54H,#40 MOV55H,#10EXIT1:JNBP1.4,EXIT1 RETK2:ACALLDEL10 ;以下為洗衣工作程序選擇鍵處理程崐序 JNBP1.5,X5AJMPX9X5:ACALLFZH MOVA,57H CJNEA,#00,X6 SETBP3.0 ;標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序賦值 SETBP3.1 MOV57H,#03 MOV56H,#0F0H AJMPX9 X6: CJNEA,#03,X7 SETBP3.0 ;經(jīng)濟(jì)洗衣工作程序賦值 CLRP3.1 MOV57H,#02 MOV56H,#0F0H AJMPX9 X7: CJNEA,#02,X8 CLRP3.0 ;單獨(dú)洗衣工作程序賦值 SETBP3.1 MOV57H,#01 MOV56H,#00 AJMPX9 X8: CJNEA,#01,X9 CLRP3.0 ;排水洗衣工作程序賦值 CLRP3.1 MOV57H,#00 MOV56H,#00 X9: JNBP1.5,X9 ;等待該鍵釋放 RETFZH:SETBP3.7 ;發(fā)聲子程序 ACALLDEL10 CLRP3.7