智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要洗衣機(jī)是現(xiàn)代家庭必備電器之一。隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，人工智能技術(shù)逐漸應(yīng)用于家用電器中。人們對(duì)洗衣機(jī)的要求在不斷地提高，傳統(tǒng)的全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)不能完全滿足人們的需求。智能洗衣機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

本設(shè)計(jì)為基于模糊控制理論的微電腦程控式的智能洗衣機(jī)設(shè)計(jì)。應(yīng)用模糊控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洗滌過(guò)程中的水位和洗滌時(shí)間的合理控制。洗滌過(guò)程中，洗衣機(jī)能自動(dòng)檢測(cè)出布量和布質(zhì)，自動(dòng)地確定水位和洗滌時(shí)間，使衣物能夠到達(dá)最正確的洗滌效果。

系統(tǒng)的硬件主要包括主控芯片，電源電路，驅(qū)動(dòng)電路，傳感器電路，顯示電路，鍵盤(pán)輸入電路等。由于本次設(shè)計(jì)采用了功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)為主控制芯片，因此系統(tǒng)具有控制能力強(qiáng)，硬件簡(jiǎn)單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)；智能洗衣機(jī)；模糊控制AbstractThewashingmachineisoneoftheessentialelectricalappliancesofthemodernfamily.Withthedevelopmentofscienceandtechnology，artificialintelligencetechnologyisgraduallyappliedinhouseholdappliances.Astherequirementsforwashingmachineisconstantlyimproving，thetraditionalautomaticwashingmachinecannotmeettheneedsofpeople.Intelligentwashingmachinescametobeing.

Thispaperdescribesthesystemdesignofmicrocomputerprogrammedintelligentwashingmachinesbasedonthefuzzycontroltheory.Theapplicationoffuzzycontrolcanreasonablycontrolthewaterlevelandwashingtimeinwashingprocess.Intheprocessofwashing，Intelligentwashingmachinecanautomaticallydetecttheamountofclothandthetypeoffabric，automaticallymakesurewaterlevelandwashingtime，makeclothingsreachthebestcleaningeffect.

Systemhardwaremainlyincludesthemaincontrolchip，thepowersupplycircuit，drivecircuit，sensorcircuit，displaycircuit，thekeyboardinputcircuit，etc.Becauseitequippedwiththepowerfulsinglechipmicro-computernamedAT89C52，thiswashingmachinehasmanyadvantagesoveritsstrongcontrollingability，simplehardwarestructureandsoon.

Keywords:AT89C52singlechip;Intelligentwashingmachine;fuzzycontrol目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要IAbstractII1緒論11.1洗衣機(jī)的開(kāi)展?fàn)顩r概述11.2模糊控制理論簡(jiǎn)述21.3智能洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案32系統(tǒng)概述52.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹52.2主要芯片及元器件介紹63系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)153.1系統(tǒng)電源電路153.2溫度檢測(cè)電路153.3水位檢測(cè)電路153.4濁度檢測(cè)電路163.5液晶顯示電路163.6迅響電路173.7鍵盤(pán)輸入電路173.8驅(qū)動(dòng)電路183.9負(fù)載檢測(cè)電路184系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)204.1智能洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)204.2系統(tǒng)主要流程圖244.3系統(tǒng)程序代碼295結(jié)論36參考文獻(xiàn)37附錄：38致謝391緒論1.1洗衣機(jī)的開(kāi)展?fàn)顩r概述1．洗衣機(jī)的開(kāi)展史洗衣服是每個(gè)家庭都無(wú)法逃避的家庭勞動(dòng)。洗衣機(jī)的出現(xiàn)給人們的生活帶來(lái)了相當(dāng)大的方便，它的普及大大降低了大多數(shù)家庭的體力勞作。1858年，美國(guó)人漢密爾頓·史密斯制成了第一臺(tái)洗衣機(jī)。1874年，美國(guó)人比爾·布萊克斯創(chuàng)造了第一臺(tái)人工攪動(dòng)式洗衣機(jī)，使得“手洗時(shí)代”受到了挑戰(zhàn)。1910年美國(guó)人研制出了第一臺(tái)電動(dòng)式洗衣機(jī)。1922年美國(guó)瑪塔依格公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)。1932年美德克斯航空公司研制成功了第一臺(tái)前裝式滾筒式洗衣機(jī)，這臺(tái)機(jī)衣機(jī)能夠使洗滌、漂洗、脫水三個(gè)步驟在同一個(gè)滾中操作。與此同時(shí)，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機(jī)。洗衣機(jī)工業(yè)快速迅猛地開(kāi)展起來(lái)。1937年第一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)問(wèn)世。1955年日本研制出波輪式洗衣機(jī)。60年代日本出現(xiàn)了半自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代生產(chǎn)出了波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期以電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問(wèn)世。80年代“模糊控制”開(kāi)始應(yīng)用于洗衣機(jī)中，使得洗衣機(jī)能夠通過(guò)模糊控制使洗衣機(jī)操作更加簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)智能化。近半個(gè)多世紀(jì)里，在工業(yè)興旺國(guó)家，全自動(dòng)洗衣機(jī)技術(shù)得到廣范的應(yīng)用，其年總產(chǎn)量及社會(huì)普及率均以到達(dá)相當(dāng)高的水平。2．我國(guó)洗衣機(jī)的開(kāi)展現(xiàn)狀洗衣機(jī)在中國(guó)起步較晚，1978年才開(kāi)始正式生產(chǎn)家用洗衣機(jī)。隨著改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，人民生活水平的普遍提高，人們對(duì)于洗衣機(jī)的認(rèn)識(shí)也在不斷開(kāi)展，進(jìn)入80年代后，中國(guó)洗衣機(jī)行業(yè)一直保持著旺盛的開(kāi)展形勢(shì)。目前，洗衣機(jī)在我國(guó)城市甚至廣闊農(nóng)村已得到大范圍的普及。中國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)正處于快速更新?lián)Q代階段，市場(chǎng)潛力巨大，隨著家用電器的自動(dòng)化、智能化開(kāi)展，人們對(duì)于洗衣機(jī)的期望也越來(lái)越高。1983年，中國(guó)洗衣機(jī)產(chǎn)量由1978年的400臺(tái)增至365萬(wàn)臺(tái)。此后全國(guó)各處都大規(guī)模的引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)洗衣機(jī)技術(shù)。中國(guó)的洗衣機(jī)開(kāi)展突飛猛進(jìn)，先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、吸收和創(chuàng)新，極大地促進(jìn)了中國(guó)洗衣機(jī)的生產(chǎn)能力和產(chǎn)業(yè)質(zhì)量。經(jīng)過(guò)三十年的開(kāi)展，我國(guó)的洗衣機(jī)年產(chǎn)量已位于世界第一，將近為世界總年產(chǎn)量的四分之一。3．智能洗衣機(jī)的開(kāi)展前景洗衣機(jī)是一個(gè)家庭中不可或缺的家用電器，其開(kāi)展速度十分迅速，傳統(tǒng)洗衣機(jī)由于功能的需要和技術(shù)的局限，手動(dòng)控制按紐越來(lái)越多。而洗衣機(jī)的使用操作者一般是家庭婦女、老人、保姆等，相對(duì)而言這些人的文化程度較低，很難掌握正確用法，造成多功能洗衣機(jī)功能上的浪費(fèi)，不能做到盡可能的節(jié)水、節(jié)電、省時(shí)。不但中國(guó)如此，據(jù)美國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)亦調(diào)查到：“在家用電器中，一般的美國(guó)人常用的功能鍵只有20%～30%，有80%的家庭婦女不能掌握其全部用法?！彼钥刂坪?jiǎn)單而且功能完善的家用電器就越來(lái)越受歡送。因此傳統(tǒng)的洗衣機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足人們追求現(xiàn)代化的要求。新型的智能洗衣機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。所謂智能洗衣機(jī)是微處理器和模糊控制技術(shù)引入到傳統(tǒng)自動(dòng)洗衣機(jī)中的產(chǎn)物。它擁有高度自動(dòng)化、智能化、人性化的特點(diǎn)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)水、洗滌、漂洗、脫水等一系列過(guò)程的自動(dòng)完成，還能夠模擬傳統(tǒng)人工手洗的操作方式，總結(jié)人工手洗的操作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)模糊推理和模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的全自動(dòng)化和智能化。由于智能洗衣機(jī)采用了微電腦控制，擁有較大的程序存儲(chǔ)能力，在洗衣機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)了很多種洗滌模式，可由用戶任意選擇，能夠最大限度的節(jié)約水、電、洗滌劑，使衣物能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)用最不磨損衣物的方式將衣物洗到盡量的干凈。智能洗衣機(jī)的出現(xiàn)可以進(jìn)一步改變?nèi)藗兊姆绞?，讓人們的生活更加?jiǎn)單，更少煩雜。在生活水平高度上升的今天，人們將時(shí)間越來(lái)越少的分配在不必要的機(jī)械操作中，智能洗衣機(jī)的市場(chǎng)需求十分巨大。有業(yè)內(nèi)人士表示，尖端洗滌技術(shù)的革新所表現(xiàn)出的洗衣方式更加注重健康和個(gè)性化，已在市場(chǎng)開(kāi)展中倍受歡送。1.2模糊控制理論簡(jiǎn)述“模糊”是人類感知萬(wàn)物、獲取知識(shí)、思維推理、決策實(shí)施的重要特征。1965年，“模糊控制理論”由美國(guó)學(xué)者加利福尼亞大學(xué)著名教授L.A.Zadeh首度提出。模糊控制是一種以數(shù)學(xué)為根底，運(yùn)用語(yǔ)言規(guī)那么表示方法和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，由模糊推理進(jìn)行判決的高級(jí)控制策略。模糊控制屬于智能控制范疇，現(xiàn)已開(kāi)展成人工智能領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，其理論開(kāi)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域廣范，控制效果顯著。與傳統(tǒng)控制理論相比，模糊控制有兩大不可比較的優(yōu)點(diǎn)：第一，模糊控制在許多應(yīng)用中可以有效且便捷的實(shí)現(xiàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)，這一優(yōu)點(diǎn)自從模糊控制誕生以來(lái)就一直受到人們密切的關(guān)注；第二，模糊控制不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型即可實(shí)現(xiàn)較好的控制，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象的動(dòng)態(tài)特性已隱含在模糊控制器輸入、輸出模糊集及模糊規(guī)那么中。如今模糊控制被越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是被廣泛應(yīng)用于家電系列中，基于模糊控制的洗衣機(jī)就是其中的一個(gè)典型實(shí)例。智能洗衣機(jī)整個(gè)工作過(guò)程的控制是由單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，由單片機(jī)、穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)模塊、振蕩器、蜂鳴器、功能鍵、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路等組成。智能洗衣機(jī)利用數(shù)字單片機(jī)組成硬件結(jié)構(gòu)，由軟件進(jìn)行模糊化，模糊推理和反模糊化作業(yè)。1.3智能洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案1．洗衣機(jī)控制面板本次設(shè)計(jì)的智能洗衣機(jī)定義為基于模糊控制的微電腦程控式套桶波輪型洗衣機(jī)。其控制面板分為兩個(gè)局部：按鍵局部和顯示局部。按鍵局部包括了三個(gè)按鍵：電源鍵、程序鍵、啟動(dòng)/暫停鍵。〔1〕電源鍵：手動(dòng)按下電源鍵，即將電源接入至洗衣機(jī)系統(tǒng)。〔2〕程序?。哼x擇工作模式。〔3〕啟動(dòng)暫停鍵：用于選擇啟動(dòng)或暫時(shí)停止兩種工作狀態(tài)。顯示局部由一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)LCD12864液晶顯示器組成，其中發(fā)光二極管指示電源是否接通，液晶顯示器顯示洗滌模式、洗滌狀態(tài)及剩余時(shí)間。2．智能檢測(cè)待洗衣物的智能檢測(cè)是智能洗衣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)智能的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能檢測(cè)利用了模糊控制原理，根據(jù)各類傳感器提供的洗滌物狀態(tài)和洗衣機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模糊推理。通過(guò)對(duì)布量、布質(zhì)、溫度、濁度的檢測(cè)來(lái)確定洗滌過(guò)程中的洗滌水位，洗滌時(shí)間，漂洗次數(shù)，排水時(shí)間，脫水時(shí)間等等。3．智能洗衣機(jī)工作流程人工放入待洗衣物和洗滌劑后，接通電源，選擇好洗滌模式，按下“啟動(dòng)/暫?！辨I。此時(shí)洗衣機(jī)進(jìn)入智檢過(guò)程。首先波輪正轉(zhuǎn)3s，斷電，初步確定水位。然后開(kāi)進(jìn)水閥，進(jìn)水至檢測(cè)水位，波輪正轉(zhuǎn)30s，斷電，進(jìn)行布量分析判斷，確定洗滌水位。繼續(xù)進(jìn)水至已確定的水位，波輪轉(zhuǎn)動(dòng)15s，斷電，進(jìn)行布質(zhì)分析判斷，溫度檢測(cè)。通過(guò)測(cè)得的數(shù)據(jù)初步得出洗滌時(shí)間，進(jìn)入“洗滌”過(guò)程。洗滌有三種模式：標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式、快速洗滌模式、脫水模式?！?〕標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式：首先將衣物浸泡至規(guī)定的時(shí)間，然后通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)對(duì)衣物進(jìn)行洗滌，并通過(guò)對(duì)洗滌劑濁度的分析來(lái)修正洗滌時(shí)間。洗滌完畢，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，接通排水閥電機(jī)，翻開(kāi)排水閥，開(kāi)始排水。當(dāng)水位到達(dá)0水位時(shí)，進(jìn)行漂洗前的脫水過(guò)程。電機(jī)通電，進(jìn)行脫水。到達(dá)預(yù)約時(shí)間后，電機(jī)斷電，稍后關(guān)閉排水閥。翻開(kāi)進(jìn)水閥，進(jìn)水至規(guī)定水位，起動(dòng)電機(jī)，進(jìn)行衣物的漂洗。漂洗時(shí)間到，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，翻開(kāi)排水閥進(jìn)行排水，檢測(cè)水的濁度，假設(shè)濁度不達(dá)標(biāo)需重復(fù)漂洗程序〔重復(fù)漂洗程序時(shí)要先進(jìn)行脫水〕，漂洗程序最多重復(fù)兩次。漂洗結(jié)束之后，進(jìn)行最后的脫水程序。開(kāi)啟排水閥，排水至0水位，電機(jī)間斷和連續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)規(guī)定時(shí)間后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉排水閥，蜂鳴器提示洗滌結(jié)束，軟件切斷電源?！?〕快速洗滌模式：電機(jī)正反轉(zhuǎn)對(duì)衣物進(jìn)行洗滌，至預(yù)約時(shí)間，進(jìn)入漂洗程序。第一次漂洗完后，排水時(shí)檢測(cè)水的濁度，待脫水完畢，假設(shè)測(cè)得的濁度不達(dá)標(biāo)那么進(jìn)行二次漂洗，二次漂洗之后進(jìn)行最后脫水。脫水完畢，蜂鳴器提示洗滌結(jié)束，軟件切斷電源?！?〕脫水模式：翻開(kāi)排水閥進(jìn)行排水，待水位為0水位，啟動(dòng)電機(jī)，進(jìn)行脫水，至預(yù)約脫水時(shí)間，蜂鳴器提示脫水結(jié)束，軟件切斷電源。2系統(tǒng)概述2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹如圖1所示為智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)為主控制芯片。外圍電路包括電源電路，振蕩電路，復(fù)位電路，驅(qū)動(dòng)電路，蜂鳴器電路，負(fù)載傳感器模塊，水位傳感器模塊，溫度傳感器模塊，濁度傳感器模塊，LCD顯示模塊，鍵盤(pán)輸入模塊等。電源電路電源電路振蕩電路復(fù)位電路鍵盤(pán)輸入溫度傳感器水位傳感器負(fù)載傳感器溫度傳感器驅(qū)動(dòng)電路排水閥開(kāi)關(guān)線圈進(jìn)水閥電機(jī)LCD顯示蜂鳴器電路AT89C52單片機(jī)圖1 智能洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)框圖〔1〕電源電路本次設(shè)計(jì)中電源電路用于將220V的市交流電轉(zhuǎn)為所需要的直流電壓。220V市電先經(jīng)變壓器降壓，然后經(jīng)過(guò)二極管橋式整流，電容濾波后送入集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，然后將穩(wěn)定的直流電壓輸送給智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)電路的其他用電模塊。〔2〕驅(qū)動(dòng)電路洗衣機(jī)所用的電動(dòng)機(jī)，電源開(kāi)關(guān)線圈，進(jìn)水電磁閥，排水電磁閥均為需要220V市電來(lái)帶動(dòng)的負(fù)載，而單片機(jī)不能直接控制市電，因此驅(qū)動(dòng)電動(dòng)在本次設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要。本設(shè)計(jì)中采用的驅(qū)動(dòng)電路由光電耦合器MOC3041和大功率晶閘管構(gòu)成。MOC3041是常用的雙向晶閘管輸出的光電耦合器，帶過(guò)零觸發(fā)電路，輸入端的控制電流為15mA，輸出端額定電壓為400V，最大重復(fù)浪電流為1A，輸入輸出端隔離電壓為7500V，有很好的隔離性。單片機(jī)將控制信號(hào)傳遞給MOC3041的輸入端，經(jīng)MOC3041的輸出端來(lái)控制大功率晶閘管的控制端，從而由大功率晶閘管來(lái)控制相應(yīng)的負(fù)載。這種設(shè)計(jì)方式可以使系統(tǒng)強(qiáng)弱電之間具有很好的隔離效果，控制方便，性能穩(wěn)定?！?〕傳感器模塊傳感器模塊包括溫度傳感器模塊，水位傳感器模塊，負(fù)載傳感器模塊和濁度傳感器模塊。傳感器模塊主要是用來(lái)將相應(yīng)傳感器檢測(cè)的信號(hào)送入AT89C52單片機(jī)中。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)特定信號(hào)的檢測(cè)，使洗衣機(jī)得以實(shí)現(xiàn)智能控制?！?〕鍵盤(pán)輸入模塊本次設(shè)計(jì)中鍵盤(pán)輸入電路的設(shè)計(jì)是方便用戶來(lái)自行選擇洗滌模式和控制洗滌程序的啟動(dòng)/暫停的。由于本次設(shè)計(jì)力求使洗衣機(jī)使用更為簡(jiǎn)單，高度實(shí)現(xiàn)智能化，鍵盤(pán)按鍵僅有兩個(gè)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用獨(dú)立鍵盤(pán)形式?！?〕蜂鳴器電路用蜂鳴器作為發(fā)聲元件，可以在需要的時(shí)候發(fā)出聲響，在洗衣機(jī)系統(tǒng)中可用于提示洗衣過(guò)程結(jié)束及對(duì)洗滌過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行報(bào)警。2.2主要芯片及元器件介紹1．AT89C52單片機(jī)本設(shè)計(jì)采用的主控芯片為AT89C52單片機(jī)。AT89C52單片機(jī)由ATMEL公司生產(chǎn)，屬于51系列單片機(jī)的一種，是一種低電壓、高性能的8位CMOS單片機(jī)，片內(nèi)置有通用8位中央處理器和FLASH單元，兼容MCS-51指令系統(tǒng)。AT89C52單片機(jī)存儲(chǔ)器采用哈佛結(jié)構(gòu)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間是相互獨(dú)立，分別是含有8K可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，兩種存儲(chǔ)器都有各自獨(dú)立的尋址方式和尋址空間。如圖2所示為AT89C52單片機(jī)的引腳示意圖。AT89C52單片機(jī)共40個(gè)引腳，有32個(gè)雙向輸入/輸出〔I/O〕端口，內(nèi)含2個(gè)外部中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線。圖2 AT89C52單片機(jī)引腳示意圖其引腳功能如下：〔1〕主電源引腳〔2根〕VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源GND(Pin20)：接地線〔2〕外接晶振引腳〔2根〕XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，此引腳接微調(diào)電容和石英晶體；當(dāng)采用外接時(shí)鐘源時(shí)，引腳接振蕩器信號(hào)。XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，和Pin19的接法一樣；當(dāng)采用外部時(shí)鐘源時(shí)，此引腳懸空?！?〕控制引腳〔4根〕RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。Vpp為第二引腳功能，當(dāng)對(duì)片內(nèi)Flash進(jìn)行編程時(shí)，此引腳接入編程電壓。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)。假設(shè)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器〔ROM〕和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，ALE將用于鎖存低8位的地址。此時(shí)，ALE仍會(huì)以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出一個(gè)固定的脈沖信號(hào)，可用于對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)。此外，可通過(guò)對(duì)特殊功能存放器〔SFR〕中的8EH單元的D0位置位，可以禁止ALE操作。該位置位后，只有MOVX和MOVC指令才能把ALE激活。PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，當(dāng)為低電平時(shí)外部存儲(chǔ)器讀選通。EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通信號(hào)，接低電平時(shí)從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，接高電平那么從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令?！?〕可編程輸入/輸出引腳〔32根〕AT89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個(gè)口有8位〔8根引腳〕，共32根。P0口〔P0.0～P0.7〕：8位雙向I/O口線。P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的I/O口。作為輸出口，每一位均可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)對(duì)某個(gè)P0端口寫(xiě)入“1”時(shí)，該引腳可以用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為地址總線〔低8位〕和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。在這種模式下，P0不需要外加上拉電阻。P0口也可以作為I/O口使用，也可以用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，此時(shí)需要加10K-4.7K的外部上拉電阻。P1口〔P1.0～P1.7〕：8位準(zhǔn)雙向I/O口線。P1口內(nèi)部具有上拉電阻，P1口輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。假設(shè)對(duì)P1口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)可以用作輸入口。當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將輸出電流。此外，P1.0和P1.2分別可以作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入。P2口〔P2.0～P2.7〕：8位準(zhǔn)雙向I/O口線。P2輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)對(duì)P2端口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)就可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將會(huì)輸出電流。在訪問(wèn)其外部ROM或用16位地址讀取外部RAM時(shí)，P2口就會(huì)送出高八位地址。此時(shí)，P2口利用內(nèi)部上拉發(fā)送“1”。當(dāng)使用8位地址，訪問(wèn)其外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕時(shí)，P2口將會(huì)輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在Flash編程或者校驗(yàn)時(shí)，P2口也用于接收高8位地址和某些控制信號(hào)。P3口〔P3.0～P3.7〕：8位準(zhǔn)雙向I/O口線。P3口其內(nèi)部具有上拉電阻，P2口輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)對(duì)P3口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)就可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將會(huì)輸出電流。P3口也作為STC8C52具有第二功能的引腳使用，如表1所示。表1P3口第二功能引腳圖引腳第二功能說(shuō)明P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2INT0外中斷0P3.3INT1外中斷1P3.4T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通2．點(diǎn)陣型LCD2864簡(jiǎn)介12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。表2為12864的引腳功能表。表212864引腳功能表引腳號(hào)引腳名稱LEVER管腳功能1VSS0電源地2VDD+5.0V電源電壓3V0——液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓4D/I(RS)H/LD/I=“H”，表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)D/I=“L”，表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”，E=“H”數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0R/W=“L”，E=“H→L”數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR6EH/LR/W=“L”，E信號(hào)下降沿鎖存DB7~DB0R/W=“H”，E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7~DB07DB0H/L數(shù)據(jù)線8DB1H/L數(shù)據(jù)線9DB2H/L數(shù)據(jù)線10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線14DB7H/L數(shù)據(jù)線15CS1H/LCS1＝H，選擇芯片右半屏信號(hào)16CS2H/LCS2＝H，選擇芯片左半屏信號(hào)17RETH/L復(fù)位信號(hào)，RET＝L復(fù)位18VOUT-10VLCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓19LED+——LED背光板電源20LED-——LED背光板電源12864LCD的指令系統(tǒng)及時(shí)序。12864液晶顯示模塊〔即KS0108B及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器〕的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，總共只有七種。其指令表如表3所示：表312864指令表指令名稱控制信號(hào)控制代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示開(kāi)關(guān)0000111111/0顯示起始行設(shè)置0011XXXXXX頁(yè)設(shè)置0010111XXX列地址設(shè)置0001XXXXXX讀狀態(tài)10BUSY0ON/OFFRST0000寫(xiě)數(shù)據(jù)11寫(xiě)數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)11讀數(shù)據(jù)3．負(fù)載傳感器負(fù)載傳感器由電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路，光耦合器和濾波電路組成?？梢詼y(cè)得電動(dòng)機(jī)在不同階段的反電動(dòng)勢(shì).應(yīng)用于洗衣機(jī)中可以通過(guò)模糊推論得出布量和布質(zhì)的信息.其電路示意圖如圖3所示：圖3 負(fù)載傳感器電路示意圖起動(dòng)主電機(jī)旋轉(zhuǎn)，等電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后切斷電源，主電機(jī)由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到停止.在主電機(jī)斷電慣性旋轉(zhuǎn)時(shí)，主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出.如果負(fù)載較大主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就長(zhǎng)，如果負(fù)載較小那么主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就相對(duì)較短。如圖4所示：整形脈沖整形脈沖時(shí)間斷電后電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 圖4(a) 負(fù)載小整形脈沖整形脈沖時(shí)間斷電后電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 圖4(b) 負(fù)載大圖4電機(jī)斷電后負(fù)載與整形脈沖的關(guān)系圖將負(fù)載傳感器應(yīng)用于洗衣機(jī)中就可以以通過(guò)屢次測(cè)量負(fù)載的方式來(lái)判斷衣物的布質(zhì)和布量。4．溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的一款超小體積，超低硬件開(kāi)銷的溫度傳感器。DS18B20采用先進(jìn)的單總路線數(shù)據(jù)通信，能夠進(jìn)行全數(shù)字的溫度轉(zhuǎn)換及輸出，其分辨率最小的公作周期為750毫秒，可檢測(cè)溫度范圍為-55℃～+125℃。它可以提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出，因此從主機(jī)CPU到DSl8B20僅需一條線(和地線)，不需要用戶自行去進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖5為溫度傳感器DS18B20。 圖5 DS18B20DS18B20共三個(gè)引腳，引腳1接電壓地，引腳2接單數(shù)據(jù)總線，引腳3接高電平電源。5．諧振式水位傳感器諧振式水位傳感器，采用了新型的傳感原理，把水位的上下轉(zhuǎn)化成水位與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于在洗衣機(jī)中作為洗衣機(jī)特定的水位傳感器使用。如圖6所示是諧振式水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖。洗衣機(jī)的水位H轉(zhuǎn)換成導(dǎo)管口中的氣壓，導(dǎo)管中的水通過(guò)通過(guò)入嘴進(jìn)入氣室。由于氣室上面是封閉的，與水位H成正比的氣壓被傳到隔膜上。隔膜上嵌裝有導(dǎo)板，當(dāng)水位H上升時(shí)，氣壓增大，導(dǎo)板向上移動(dòng)，當(dāng)水位下降時(shí)，氣壓降低，在彈簧的作用下，導(dǎo)板向下移動(dòng)。導(dǎo)板中心有導(dǎo)向軸，受外殼的支撐點(diǎn)限位，使導(dǎo)板上下平行移動(dòng)，不致偏移。導(dǎo)板上有固定支架，裝有磁性元件，在導(dǎo)管內(nèi)氣壓作用下導(dǎo)板上下平行移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)磁性元件使其與線圈之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，因此線圈的電感量發(fā)生變化。該電感與電容組成三點(diǎn)式振蕩電路，振蕩的固有頻率隨水位的變化而變化，因此我們只要測(cè)得振蕩頻率就可以測(cè)知水位。圖6 諧振式水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖圖7為水位與振蕩頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。由圖可以看出諧振式水們傳感器的輸出特性曲線根本上呈線性變化。在洗衣機(jī)進(jìn)水和排水過(guò)程中，水位從50～450mm任意一頻率的誤差可忽略不計(jì)。調(diào)試后的水位傳感器的測(cè)量氣壓的范圍為0～5.5kPa，電感的變化范圍為3.3～5.40mH。當(dāng)水位〔0～450mm〕高度一定時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的傳感器輸出頻率在〔26.8～23.04kHz〕范圍內(nèi)可以任意設(shè)定。圖7水位與振蕩頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖6．濁度傳感器TS濁度傳感器是GE公司專門(mén)為了用于家電產(chǎn)品中的檢測(cè)水濁度的低本錢傳感器，主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測(cè)量。通過(guò)測(cè)量水的污濁程度來(lái)判斷所洗物品潔凈程度，從而確定最正確的洗滌時(shí)間。TS濁度傳感器采用一定的紅外發(fā)光二極管作為檢測(cè)光源，穿透洗滌劑，檢測(cè)其透光強(qiáng)度。當(dāng)光線穿過(guò)一定量的水時(shí)，光線的透過(guò)量取決于該水的污濁程度，水越污濁，透過(guò)的光就越少。光接收端把透過(guò)的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流大小，透過(guò)的光多，電流大，反之透過(guò)的光少，電流小。通過(guò)測(cè)量接收端電流的大小，就可以計(jì)算出水的污濁程度。其原理圖如圖8所示：濁度電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R1轉(zhuǎn)換為0V～5V電壓信號(hào)，利用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣處理，單片機(jī)就可以獲知當(dāng)前水的污濁度。圖8 濁度傳感器電路圖3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)電源電路如圖9所示，電源電路由變壓器，橋式整流電路，電容，集成穩(wěn)壓器7815和集成穩(wěn)壓器7805組成。從集成穩(wěn)壓器7815輸出端輸出的15V電壓直接用于給V/F轉(zhuǎn)換器供電，從集成穩(wěn)壓器7805輸出端輸出的5V電壓用于給其他直流低壓局部提供電源。圖9電源電路3.2溫度檢測(cè)電路如圖10所示，溫度檢測(cè)電路主要由溫度傳感器DS18B20來(lái)實(shí)現(xiàn)，輸出端DQ與單片機(jī)P2.1口相連，將由DS18B20檢測(cè)到的溫度信號(hào)由P2.1口送到單片機(jī)中。圖10 溫度檢測(cè)電路3.3水位檢測(cè)電路如圖11所示為水位檢測(cè)電路。為了使計(jì)算機(jī)直接讀數(shù)，傳感器采用敏感元件，L為傳感器內(nèi)部線圈，匝數(shù)為480匝，電感量在(3.30～5.40mH)，初始電感量為3.30mH。電容C1、C3選用0.22uF/63V。R5為1k，R8為4.7k。L、C1、C3組成的諧振電路與數(shù)字反向器7404連接輸出標(biāo)準(zhǔn)方波，隨著水位的變化，諧振頻率作相應(yīng)的改變。圖11 水位檢測(cè)電路3.4濁度檢測(cè)電路如圖12所示，濁度檢測(cè)電路由濁度傳感器和壓頻轉(zhuǎn)換電路組成。濁度傳感器輸出端Q的電壓信號(hào)送到壓頻轉(zhuǎn)換LMX31的7號(hào)引腳，LMX31將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)經(jīng)3號(hào)引腳送入到單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，從而判斷出洗滌劑的濁度及其變化率。圖12 濁度檢測(cè)電路3.5液晶顯示電路LCD12864是一種常用的液晶顯示器，內(nèi)含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)。通過(guò)使用LCD12864可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所需要的顯示效果。如圖13所示，12864的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的P0口相連，通過(guò)控制P0口的輸出即可調(diào)整液晶顯示的字符。RS、RW、EN為L(zhǎng)CD與單片機(jī)之間的讀寫(xiě)控制信號(hào)，通過(guò)對(duì)其控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD的讀寫(xiě)控制。圖13 液晶顯示電路3.6迅響電路如圖14所示，AT89C52的P1.3與9012的基極相連。當(dāng)P1.3輸出高電平時(shí)，9012截止，蜂鳴器不發(fā)生；當(dāng)P1.3輸出低電平時(shí)，9012導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。圖14 訊響電路3.7鍵盤(pán)輸入電路本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立鍵盤(pán)進(jìn)行手動(dòng)控制。如圖15所示，獨(dú)立鍵盤(pán)共有兩個(gè)按鍵，其中一個(gè)按鍵用于選擇洗滌模式，另一個(gè)用于控制洗衣機(jī)的啟動(dòng)和暫停。圖15 鍵盤(pán)輸入電路3.8驅(qū)動(dòng)電路本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)電路由光電耦合器MOC3041和大功率晶閘管構(gòu)成。如圖16所示，當(dāng)MOC3041的2號(hào)引腳為高電平時(shí)，5號(hào)和6號(hào)引腳之間不導(dǎo)通，大功率晶閘管不導(dǎo)通，相應(yīng)負(fù)載斷電；當(dāng)MOC3041的2號(hào)引腳為低電平時(shí)，其5號(hào)和6號(hào)引腳之間導(dǎo)通，大功率晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的負(fù)載處于啟動(dòng)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。圖16 驅(qū)動(dòng)電路3.9負(fù)載檢測(cè)電路負(fù)載檢測(cè)電路是本次設(shè)計(jì)中洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)的關(guān)鍵電路。其電路圖如圖17所示。經(jīng)電動(dòng)機(jī)兩端輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先后經(jīng)過(guò)半波整流，光耦，濾波送入到單片機(jī)的P2.7口進(jìn)行分析檢測(cè)出負(fù)載信息。圖17負(fù)載檢測(cè)電路圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1智能洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)1．布質(zhì)布量及濁度的檢測(cè)〔1〕布量檢測(cè)洗衣機(jī)的額定洗凈率是按額定容量設(shè)計(jì)的。當(dāng)衣物量減少時(shí)，由于衣物間的摩擦和翻滾都發(fā)生了變化，其洗凈率也會(huì)發(fā)生變化，特別是衣物量與額定洗滌容量相差較大時(shí)，這個(gè)變化尤為明顯。根據(jù)模糊控制的要求，我們專門(mén)研究了衣物量變化時(shí)，洗凈率與水位、洗滌時(shí)間的關(guān)系。洗滌電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然切斷電源，由于慣性作用，會(huì)維持短時(shí)間旋轉(zhuǎn)，這時(shí)轉(zhuǎn)子剩磁切割定子繞組而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，該電勢(shì)可以從定子繞組兩端檢出。由于衣物的阻尼作用，電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，感應(yīng)電勢(shì)相應(yīng)衰減，其衰減時(shí)間與衣物量成一定比例。由于測(cè)反電勢(shì)的方法不需增加專用傳感器，只需從電機(jī)起動(dòng)電容兩端取出信號(hào)，經(jīng)過(guò)隔離、放大、整形后，由計(jì)算機(jī)檢測(cè)出反電勢(shì)的脈沖個(gè)數(shù)，即可得到衣物量的信息。布量與整形脈沖數(shù)的關(guān)系如圖18所示。(a)布量多整形脈沖(a)布量多整形脈沖斷電后電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)間整形脈沖時(shí)間電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定(b)布量少圖18布量與整形脈沖數(shù)的關(guān)系圖〔2〕布質(zhì)檢測(cè)衣物纖維根本上可以分為棉質(zhì)和化纖兩大類。對(duì)棉質(zhì)衣物，由于污質(zhì)易于滲入纖維里，因此洗滌較為困難，同時(shí)，棉質(zhì)衣物易于吸水變沉，使衣物在洗滌過(guò)程中翻滾困難。對(duì)于化纖衣物，污質(zhì)一般只會(huì)粘附于衣物外表，而不會(huì)滲于纖維內(nèi)部，因而較易洗滌。因此，對(duì)于不同衣質(zhì)類型其洗滌方式有所不同。棉質(zhì)衣物和化纖衣物在不同水位有不同的阻尼，反響在電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)感應(yīng)電勢(shì)的脈沖個(gè)數(shù)的特性如圖19。脈沖數(shù)n脈沖數(shù)n水位高時(shí)水位低時(shí)棉布混紡化纖圖19棉質(zhì)衣物和化纖衣物的阻尼特性從圖中可以看出，當(dāng)衣物是化纖時(shí)，兩種測(cè)定過(guò)程中得到的脈沖數(shù)差值較小，而衣物是棉質(zhì)時(shí)，兩種測(cè)定過(guò)程中得到的脈沖數(shù)差值較大。〔3〕濁度的檢測(cè)衣物的臟污(包括臟污程度和臟污性質(zhì))檢測(cè)是由紅外光電傳感器，通過(guò)分析透光率的變化關(guān)系，從而檢測(cè)臟污程度和臟污性質(zhì)。圖20為洗滌過(guò)程中，紅外光電傳感器透光率的變化曲線。從圖20〔a〕可以看出，臟污程度較重的，在洗滌一段時(shí)間后，透光率變化較大;臟污程度較輕的，在洗滌一段時(shí)間后，透光率變化較小。圖20(b)中的兩條曲線在洗滌一段時(shí)間后比較接近，但其變化速率不一樣。對(duì)于油污性質(zhì)的臟污，由于其溶解速度慢，因而透光率的變化率較小;反之，對(duì)于泥性臟污，由于易于脫落，因而透光率的變化較大。因此，可通過(guò)檢測(cè)紅外光電傳感透光率變化的絕對(duì)量和相對(duì)量，檢測(cè)衣物的臟污程度和臟污性質(zhì)。為了檢測(cè)衣物的污濁程度，采用如下特殊處理過(guò)程：在洗滌的過(guò)程中檢測(cè)濁度，濁度的檢測(cè)點(diǎn)在電機(jī)停止的時(shí)隙中完成。此時(shí)洗滌劑較為平靜，水中氣泡揮發(fā)氣泡的影響較小，污濁度檢測(cè)的誤差較小。在排水過(guò)程中檢測(cè)濁度，要等排水管中排水狀態(tài)穩(wěn)定前方可檢測(cè)濁度。臟污程度重臟污程度重臟污程度低洗滌時(shí)間透光率圖20〔a〕臟污程度與洗滌時(shí)間的關(guān)系油污洗滌時(shí)間泥污透光率圖20〔a〕油污和泥污與洗滌時(shí)間的關(guān)系圖20 臟污洗滌時(shí)間與透光率的關(guān)系對(duì)濁度傳感器輸出信號(hào)的采樣和處理，就是連續(xù)采樣10個(gè)數(shù)據(jù)，累加取平均值，將得到數(shù)據(jù)作為結(jié)果。數(shù)據(jù)采樣處理過(guò)程可以在中斷中進(jìn)行。洗滌過(guò)程中濁度的變化率檢測(cè)為兩次濁度測(cè)量結(jié)果的差值來(lái)判斷，當(dāng)差值在一定的范圍內(nèi)表示衣物洗凈，否那么洗滌加時(shí)；排水過(guò)程中對(duì)濁度的檢測(cè)要求判斷濁度的值，當(dāng)濁度值在一定范圍內(nèi)那么表示漂洗干凈，否那么要進(jìn)行再次漂洗。2．模糊控制規(guī)那么在本次設(shè)計(jì)中，模糊控制即是利用檢測(cè)到的衣質(zhì)、衣量、水溫、濁度等信息進(jìn)行分段就評(píng)估計(jì)算使其模糊化，再根據(jù)模糊規(guī)那么進(jìn)行推理，然后根據(jù)推理的結(jié)果來(lái)進(jìn)行模糊判決確定最適宜的水位、浸泡時(shí)間、洗滌時(shí)間、漂洗時(shí)間、脫水時(shí)間及進(jìn)/排水時(shí)間。智能洗衣機(jī)的模糊控制結(jié)構(gòu)如圖21所示?！?〕水量確實(shí)定如果檢測(cè)到的衣量較多，那么水位為高；如果檢測(cè)到的衣量為中，那么水位為中；如果檢測(cè)到的衣量較少，那么水位為低。負(fù)載傳感器模糊推理溫度傳感器水位傳感器負(fù)載傳感器模糊推理溫度傳感器水位傳感器濁度傳感器漂洗時(shí)間脫水時(shí)間進(jìn)水時(shí)間排水時(shí)間洗滌時(shí)間水位〔2〕浸泡時(shí)間確實(shí)定如果測(cè)得的溫度為室溫，那么浸泡時(shí)間短；如果測(cè)得的溫度為低溫，測(cè)浸泡時(shí)間長(zhǎng)?！?〕進(jìn)/排水時(shí)間確實(shí)定如果檢測(cè)到的衣量較多，進(jìn)/排水時(shí)間較長(zhǎng)；如果檢測(cè)到的衣量為中，進(jìn)/排水時(shí)間為中；如果檢測(cè)到的衣量較少，進(jìn)/排水時(shí)間較短。如果檢測(cè)到的衣量較少，排水時(shí)間較短?！?〕洗滌時(shí)間確實(shí)定如表4所示為洗滌時(shí)間確實(shí)定規(guī)那么。表4 洗滌時(shí)間確實(shí)定規(guī)那么表衣量時(shí)間水溫衣量較多衣量適中衣量較少棉多化纖多棉多化纖多棉多化纖多適溫長(zhǎng)較長(zhǎng)中較短短加短低溫加長(zhǎng)長(zhǎng)較長(zhǎng)中較短短〔5〕漂洗時(shí)間確實(shí)定如表5所示為洗滌時(shí)間確實(shí)定規(guī)那么表5 漂洗時(shí)間確實(shí)定規(guī)那么表衣量時(shí)間水溫衣量較多衣量適中衣量較少棉多化纖多棉多化纖多棉多化纖多適溫長(zhǎng)較長(zhǎng)中較短短加短低溫加長(zhǎng)長(zhǎng)較長(zhǎng)中較短短〔6〕脫水時(shí)間確實(shí)定如果檢測(cè)到的衣量較多，脫水時(shí)間較長(zhǎng)；如果檢測(cè)到的衣量為中，脫水時(shí)間為中；如果檢測(cè)到的衣量較少，脫水時(shí)間較短?！?〕濁度對(duì)時(shí)間的影響為了能盡可能將衣物洗的干凈，在洗滌的過(guò)程中同時(shí)還會(huì)對(duì)洗滌劑的濁度進(jìn)行測(cè)量，如果洗滌時(shí)間到了但是濁度的變化率不達(dá)標(biāo)那么認(rèn)定洗衣過(guò)程還沒(méi)有結(jié)束，需要調(diào)整洗滌時(shí)間，調(diào)整時(shí)間的次數(shù)最多為兩次；在每次漂洗結(jié)束之后也要對(duì)排出的洗滌劑進(jìn)行濁度檢測(cè)，假設(shè)此時(shí)濁度不達(dá)標(biāo)那么要增加漂洗次數(shù)，漂洗次數(shù)最多為3次。4.2系統(tǒng)主要流程圖1．系統(tǒng)主程序流程圖開(kāi)始開(kāi)始初始化12864初始化t0轉(zhuǎn)鍵盤(pán)掃描子程序圖22 主程序流程圖2．鍵盤(pán)掃描流程圖開(kāi)始開(kāi)始有鍵按下？否是是啟動(dòng)鍵？按下次數(shù)為3x+1？是否轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式按下次數(shù)為3x+2？轉(zhuǎn)向快速洗滌模式轉(zhuǎn)向脫水模式是否否圖23鍵盤(pán)掃描流程圖3．洗衣機(jī)自檢流程圖開(kāi)始開(kāi)始電機(jī)正轉(zhuǎn)3s3s時(shí)間到了？是否初步確定水位，進(jìn)水至檢測(cè)水位電機(jī)正轉(zhuǎn)30s30s時(shí)間到了？是否檢測(cè)布量，進(jìn)水至標(biāo)準(zhǔn)水位電機(jī)正轉(zhuǎn)15s15s時(shí)間到了？否是檢測(cè)布質(zhì)，初步確定洗滌時(shí)間圖24洗衣機(jī)自檢流程圖4．標(biāo)準(zhǔn)洗滌模式流程圖開(kāi)始洗衣機(jī)自檢浸泡到規(guī)定時(shí)間洗滌到規(guī)定時(shí)間開(kāi)始洗衣機(jī)自檢浸泡到規(guī)定時(shí)間洗滌到規(guī)定時(shí)間檢測(cè)洗滌劑濁度濁度變化率達(dá)標(biāo)？否是排水脫水第三次還不達(dá)標(biāo)？洗滌加時(shí)否是進(jìn)水至規(guī)定水位漂洗到規(guī)定時(shí)間排水，檢測(cè)洗滌劑濁度濁度達(dá)標(biāo)？第三次不達(dá)標(biāo)？脫水結(jié)束否是否是5．快速洗滌模式流程圖開(kāi)始開(kāi)始洗衣機(jī)自檢洗滌到規(guī)定時(shí)間排水脫水進(jìn)水至規(guī)定水位漂洗到規(guī)定時(shí)間排水，檢測(cè)洗滌劑濁度濁度達(dá)標(biāo)了？是第三次漂洗？脫水結(jié)束否是是否圖26 快速洗滌模式流程圖6.脫水模式流程圖開(kāi)始開(kāi)始洗衣機(jī)自檢排水脫水到規(guī)定時(shí)間圖27 脫水模式流程圖4.3系統(tǒng)程序代碼源程序//====================================================================// //洗衣機(jī)控制模型--C程序////=================================AT89S52============================// //晶振頻率為24MHz////====================================================================//#ifndef__KEYSCAN_H__#define__KEYSCAN_H__#include<reg52.h>#include"lcd_12864.h"#include"wash.h"#include"delay.h"sbitmode=P1^4; //設(shè)置按鍵sbitstart_pause=P1^5;//啟動(dòng)暫停按鍵voidkeyscan();#endif//====================================================================//#include"keyscan.h"uintmodenum;externxidimode;voidkeyscan(){ if(mode==0) { delay_ms(5); //延時(shí)消抖 if(mode==0) {while(!mode); //松手檢測(cè) modenum++; if(modenum==1) { photodisplay(0，1，5); }//反白顯示 if(modenum==2) { photodisplay(0，2，5); } if(modenum==3) {photodisplay(0，3，5); } if(modenum==4) { modenum=1; photodisplay(0，1，5); } } } if(start_pause==0) { delay_ms(5); if(start_pause==0) { while(!start_pause); //松手檢測(cè) if(modenum==1) { biaozhun(); xidimode=0; //標(biāo)準(zhǔn)洗滌 } if(modenum==2) { fast(); xidimode=2; //快速洗滌 } if(modenum==3) { tuoshui(); xidimode=3; //脫水 } } }}//====================================================================//#ifndef__DS18B20_H__#define__DS18B20_H__#include<reg52.h>#include"delay.h"sbitDQ=P2^0;bitInit_DS18B20();voidWriteOneChar(uchardat);ucharReadOneChar();uintReadTemp();#endif//====================================================================//#include"DS18B20.h"bitInit_DS18B20(){ bitdat=0; DQ=1;//DQ復(fù)位 DelayUs2x(5);//稍做延時(shí) DQ=0;//單片機(jī)將DQ拉低 DelayUs2x(200);//精確延時(shí)大于480us小于960us DelayUs2x(200); DQ=1;//拉高總線 DelayUs2x(50);//15~60us后接收60-240us的存在脈沖 dat=DQ;//如果x=0那么初始化成功，x=1那么初始化失敗 DelayUs2x(25);//稍作延時(shí)返回 returndat;}voidWriteOneChar(uchardat){ uchari; for(i=8;i>0;i--) { DQ=0; DQ=dat&0x01; //按位與 DelayUs2x(25); DQ=1; dat>>=1; } DelayUs2x(25);}ucharReadOneChar(){ chari; uchardat=0; for(i=8;i>0;i--) { DQ=0;//給脈沖信號(hào) dat>>=1; //稍微延時(shí) DQ=1;//給脈沖信號(hào) if(DQ==1) dat|=0x80; DelayUs2x(25); } return(dat);}uintReadTemp()/*讀取溫度值并轉(zhuǎn)換*/{ uintt，LSB，MSB; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xcc);//跳過(guò)讀序列號(hào)的操作 WriteOneChar(0x44);//*啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換*/ delay_ms(10); Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xcc);//跳過(guò)讀序列號(hào)的操作 WriteOneChar(0xbe);//*讀取溫度*/ LSB=ReadOneChar();//低位 MSB=ReadOneChar();//高位 Init_DS18B20(); //中止讀取后面不需要的字節(jié)以減少讀取時(shí)間 t=(int)(((MSB<<8)|LSB)*0.0625); return(t);}//====================================================================//#ifndef__LCD_12864_H__#define__LCD_12864_H__#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include"delay.h"#defineLCD_dataP0//數(shù)據(jù)口#definedelayNOP();{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};/*sbitlcdrs=P1^0;sbitlcdrw=P1^1;sbitlcden=P1^2;*/sbitlcdrs=P2^5;sbitlcdrw=P2^6;sbitlcden=P2^7;voidCheck_Busy();voidwrite_com(ucharcom);voidwrite_date(uchardate);voidwrite_str(uchar*p);voiddiyihang(uintz);voiddierhang(uintz);voiddisanhang(uintz);voiddisihang(uintz);voidkaishi_window();//voidqueren_window();voidinit_12864();voidphotodisplay(ucharx，uchary，ucharwidth);voidfanbai_ready();#endif//====================================================================//#include"lcd_12864.h"ucharcodestr1[]="請(qǐng)選擇洗滌模式";ucharcodestr2[]="1.標(biāo)準(zhǔn)洗滌";ucharcodestr3[]="2.快速洗滌";ucharcodestr4[]="3.脫水";voidCheck_Busy(){lcdrs=0;lcdrw=1;lcden=1;P0=0xff;while((P0&0x80)==0x80);//忙那么等待lcden=0;}voidwrite_com(ucharcmd)//寫(xiě)命令{ Check_Busy();lcdrs=0;lcdrw=0; LCD_data=cmd; lcden=1;delayNOP();lcden=0;}voidwrite_date(uchardat)//寫(xiě)數(shù)據(jù){ Check_Busy();lcdrs=1;lcdrw=0;LCD_data=dat; lcden=1; delayNOP();lcden=0;}voidwrite_str(uchar*p){ while(*p) write_date(*p++);}voiddiyihang(uintz){z--;write_com(0x80+z);}voiddierhang(uintz){ z--; write_com(0x90+z);}voiddisanhang(uintz){z--;write_com(0x88+z);}voiddisihang(uintz){z--;write_com(0x98+z);}voidkaishi_window(){ write_com(0x01);//清屏 delay_ms(5); diyihang(1); write_str(str1); delay_ms(30); dierhang(1); write_str(str2); disanhang(1); write_str(str3); disihang(1); write_str(str4);}/*voidqueren_window(){ write_com(0x01);//清屏 delay_ms(5); dierhang(1); write_str(str5); delay_ms(30);}*/voidinit_12864(){ delay_ms(60);write_com(0x30);//模式 delay_ms(5); write_com(0x30);//模式 delay_ms(1);write_com(0x0c);//整體顯示、無(wú)光標(biāo)、不反白 delay_ms(5); write_com(0x01);//清屏 delay_ms(20);write_com(0x06);//指針自動(dòng)加1整屏不移動(dòng) delay_ms(1); kaishi_window();}voidfanbai_ready() //為反白做準(zhǔn)備，目地是在圖形顯示時(shí)防止有噪點(diǎn){ uchari，j; write_com(0x34);//寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)閉圖形顯示 for(i=0;i<32;i++) { write_com(0x80+i);//先寫(xiě)入水平坐標(biāo)值 write_com(0x80);//寫(xiě)入垂直坐標(biāo)值 for(j=0;j<16;j++)//再寫(xiě)入兩個(gè)8位元的數(shù)據(jù) write_date(0x00); delay_ms(1); } for(i=0;i<32;i++) {write_com(0x80+i); write_com(0x88); for(j=0;j<16;j++) write_date(0x00); delay_ms(1); } write_com(0x36);//寫(xiě)完數(shù)據(jù)，開(kāi)圖形顯示}voidphotodisplay(ucharx，uchary，ucharwidth)//反白，X為0-7，Y為0-3，width為行反白格數(shù){ uchari，j，fanbaiflag=0x00; fanbai_ready(); if(y>1) {fanbaiflag=0x08; y=y-2; } write_com(0x34);//寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)閉圖形顯示，且翻開(kāi)擴(kuò)展指令集 for(i=0;i<16;i++) { write_com(0x80+(y<<4)+i); write_com(0x80+fanbaiflag+x); for(j=0;j<width;j++) { write_date(0xff); write_date(0xff); } delay_ms(1); } write_com(0x36);//寫(xiě)完數(shù)據(jù)，開(kāi)圖形顯示 write_com(0x30);//從擴(kuò)展指令到根本指令}//================================