單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙】
單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙】,含3張CAD圖紙,單片機(jī),控制,全自動(dòng),洗衣機(jī),設(shè)計(jì),CAD,圖紙
單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)
目 錄
第一章 前言 1
1.1概述 1
1.2.1 智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn) 2
1.2.2 智能滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理 2
第二章 設(shè)計(jì)方案的確定 4
2.1洗衣機(jī)的技術(shù)參數(shù)和主要功能 4
2.1.1 主要技術(shù)參數(shù) 4
2.1.2 洗衣機(jī)的主要功能 4
2.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 4
第三章 洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 6
3.1洗衣機(jī)的控制功能要求 6
3.2控制邏輯電路 6
3.3硬件描述 7
3.4電子元器件的計(jì)算與選型 8
3.4.1 時(shí)鐘電路 8
3.4.2 復(fù)位電路 9
3.4.3 電源電路 9
3.4.4 指示電路 10
3.4.5 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路 11
3.4.6 顯示電路 13
3.4.7 蜂鳴報(bào)警電路 14
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15
4.1洗衣機(jī)的控制功能要求 15
第五章 總結(jié) 18
致 謝 19
參考文獻(xiàn) 20
附錄A 控制系統(tǒng)電路圖 21
附錄B 洗衣機(jī)的控制原理圖 22
附錄C 設(shè)備材料清單 23
附錄D 軟件程序 24
-- 41 --
第一章 前言
1.1 概述
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,全自動(dòng)洗衣機(jī)作為將人們從繁復(fù)的家務(wù)勞動(dòng)中解放出來的好助手,愈來愈受到消費(fèi)者的歡迎。
洗衣機(jī)是利用電能產(chǎn)生機(jī)械作用來洗滌衣物的清潔電器。按其額定洗滌容量(一次可洗滌的最大干衣物重量,以kg計(jì)算)分為家用和集體用兩類。中國規(guī)定洗滌容量在6kg以下的屬于家用洗衣機(jī)。按結(jié)構(gòu)原理分為3種:①攪拌式(又稱擺動(dòng)葉式)。通過攪拌葉的連續(xù)往復(fù)擺動(dòng),帶動(dòng)洗滌液和洗滌物互相作用而進(jìn)行洗滌。②滾筒式(或稱滾桶式)。在一個(gè)水平放置的盛水用圓柱形外筒中,套裝一個(gè)可圍繞水平軸正反向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒,內(nèi)筒壁上有許多小孔和幾條凸筋;當(dāng)內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),洗滌物隨筒內(nèi)的凸筋上升而后被拋下,不斷翻滾摔打進(jìn)行洗滌。按投放洗滌物的位置不同,分為上裝入式和前裝入式。③波輪式。通過洗滌桶內(nèi)波輪的轉(zhuǎn)動(dòng),推動(dòng)洗滌液和洗滌物不斷翻滾、磨擦而進(jìn)行洗滌。波輪位于洗滌桶底部的稱為渦卷式,位于洗滌桶側(cè)面的稱為噴流式。
洗衣機(jī)主要由箱體、洗滌脫水桶(有的洗滌和脫水桶分開)、傳動(dòng)和控制系統(tǒng)等組成,有的還裝有加熱裝置。洗衣機(jī)的洗滌、漂洗和脫水等過程的控制,常采用由定時(shí)器給定的時(shí)間程序控制方式;其動(dòng)力來自驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。對(duì)于自動(dòng)洗衣機(jī),由定時(shí)器給出電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)出水閥的開閉、洗滌和脫水的時(shí)間轉(zhuǎn)換,全過程結(jié)束后,發(fā)出聲響信號(hào)。定時(shí)器有發(fā)條驅(qū)動(dòng)式、電動(dòng)式及電子式。新型定時(shí)器是電腦智能型控制器,它不僅能智能地控制洗衣全過程,而且能夠根據(jù)被洗衣物的質(zhì)地、重量、臟污程度等自動(dòng)地投放洗滌劑、選擇洗滌方式和時(shí)間以及判斷洗滌效果并調(diào)整之。
洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì):①電腦化:采用電腦控制,實(shí)現(xiàn)洗滌、漂洗、脫水、烘干全過程自動(dòng)化;利用傳感器,根據(jù)洗衣量、洗滌物臟污程度,自動(dòng)確定洗滌時(shí)間、漂洗時(shí)間和投入洗滌劑的數(shù)量,使洗滌過程最合理。①塑料化:已有全部使用塑料的洗衣機(jī)出現(xiàn)。③新型化:日本已有多種新水流和無波輪的洗衣機(jī)上市;蘇聯(lián)研制成功利用真空沸騰原理的不用洗衣粉的真空洗衣機(jī);不用電動(dòng)機(jī)的超聲波洗衣機(jī)、蒸汽洗衣機(jī)等新型洗衣機(jī)也已有報(bào)道。③大容量化:為減少洗衣次數(shù),洗衣機(jī)一次洗滌量已從2kg以下發(fā)展到3~5kg。
1.2 智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn)和洗滌原理
1.2.1 智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn)
目前在整個(gè)家用洗衣機(jī)市場(chǎng)上,滾筒式、波輪式、攪拌式洗衣機(jī)三足鼎立,其中滾筒式占60%,在歐美國家可高達(dá)90%以上。滾筒式洗衣機(jī)80年代末開始進(jìn)入中國,由于滾筒式洗衣機(jī)在許多性能上優(yōu)于傳統(tǒng)的波輪式,如對(duì)衣物的磨損小、洗滌量大、節(jié)水、不纏繞等,特別適合大批量及高檔服裝的洗滌,因而愈來愈受到廣大家庭的青睞,所以本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)是往滾筒式洗衣機(jī)方向設(shè)計(jì)的。
滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)有如下特點(diǎn):
⑴ 自動(dòng)化程度比較高:用戶只需要插上電源,放入衣物,調(diào)好程序選項(xiàng),以后一切任務(wù)則交于全自動(dòng)洗衣機(jī)了。預(yù)洗、主洗、漂洗、脫水及在主洗中加熱,在漂洗中防皺等,洗衣機(jī)都將根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)給以最好的洗滌效果。
⑵ 對(duì)衣物的磨損率低;洗滌容量大,洗滌范圍廣,滾筒式洗衣機(jī)采用滾動(dòng)加微摩擦方法的洗滌方式,洗滌中較為柔和,對(duì)衣物的磨損小,尤其適合洗滌毛料織物、羽絨織物及大件衣物。
⑶ 節(jié)能節(jié)水節(jié)電:滾筒式洗衣機(jī)的耗電量小,洗一次最多耗電0.3kW/h~0.4kW/h,洗滌過程中進(jìn)水次數(shù)不超過7次,每次進(jìn)水為20千克左右,整個(gè)洗滌過程下來不超過140千克。
⑷ 整機(jī)性能配置合理:機(jī)內(nèi)筒采用整體吊裝方式,內(nèi)筒底由兩個(gè)減振器支撐,工作穩(wěn)定,性能好,震動(dòng)小,無擺動(dòng)且噪音低。采用單片機(jī)控制器控制方式,抗干擾能力強(qiáng),使用壽命長。
⑸ 使用壽命長:滾筒式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)合理,用料講究,并且由控制器統(tǒng)一控制。在整機(jī)性能上,具有使用方便,故障少,壽命長(可達(dá)15年)的優(yōu)點(diǎn)。
1.2.2 智能滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理
滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理與其他類型洗衣機(jī)不同,其主要利用洗滌劑和加熱手段來達(dá)到洗凈衣物的目的。衣物放入洗衣機(jī)洗滌液中。加入洗滌劑,通過滾筒不同強(qiáng)度的正反轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中可以對(duì)洗滌進(jìn)行加熱。充分地利用機(jī)械作用,化學(xué)作用,熱作用,對(duì)衣物進(jìn)行洗滌、漂洗。離心式脫水方式可以采用不同的轉(zhuǎn)速度來合理的洗滌衣物。
⑴ 機(jī)械作用:滾筒式洗衣機(jī)其洗滌容器為一臥式水筒,稱為外筒或盛水桶,內(nèi)筒壁上有許多小孔的不銹鋼滾筒。通過小孔,洗滌液可以自由流入流出內(nèi)筒。衣物裝入內(nèi)筒之中,洗滌液盛放在外筒里。水位高度大約在內(nèi)筒的二分之一處,可使衣物處于半浸泡狀態(tài)。滾筒在電機(jī)的帶動(dòng)下作有規(guī)律的正反轉(zhuǎn)旋時(shí),洗滌衣物在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)揉搓,其滾筒揉撮可通過內(nèi)筒的凸筋以及內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)而摔打、揉搓衣物。
⑵ 化學(xué)作用;現(xiàn)代洗滌劑(也稱洗衣粉、洗衣膏)的化學(xué)成分較為復(fù)雜/洗滌劑主要起兩個(gè)功能:一方面起保護(hù)衣物,減小洗滌時(shí)對(duì)衣物的磨損作用;再一方面還起到溶解衣物的污垢,產(chǎn)生膨脹浸潤的作用,使洗滌衣物中的污垢脫落并使其懸浮于堿性溶液中的作用。洗滌劑一般含有費(fèi)皂和洗滌活性物質(zhì),降低水中石灰質(zhì)的聚磷酸鹽,以及增加洗滌效果的堿,增加洗衣香味的添加香料,此外還可以加入漂白、穩(wěn)定劑等。
⑶ 熱作用:智能滾筒式洗衣機(jī)可以對(duì)洗滌液進(jìn)行加熱選擇。加熱洗滌時(shí),不但可以增加分子運(yùn)動(dòng)的活性,還可以使洗滌劑充分發(fā)揮作用,特別是讓洗滌劑中的富氧物質(zhì)(達(dá)硼酸鹽)發(fā)揮作用。但高溫則會(huì)對(duì)衣物有損害,一般在40℃~60℃為宜,這樣不但可以提高洗凈度,還可以達(dá)到節(jié)能45%。
第二章 設(shè)計(jì)方案的確定
2.1 洗衣機(jī)的技術(shù)參數(shù)和主要功能
2.1.1 主要技術(shù)參數(shù)
額定洗衣量:3kg
電源:交流220V(50Hz)
洗滌功率:250W
脫水功率:250W
進(jìn)水閥:交流220V
排水閥:直流220V
2.1.2 洗衣機(jī)的主要功能
⑴ 程序:具有標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、單獨(dú)和排水程序。
⑵ 故障診斷、安全保護(hù)、防振。
⑶ 暫停、間歇工作的功能。
⑷ 聲光顯示功能。
2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
本設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體方案如圖2.1所示:
圖2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的總體系統(tǒng)方案圖
本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制方案是依據(jù)技術(shù)參數(shù)要求,本著線路簡單,可靠性高和成本低的原則選擇的。
根據(jù)洗衣機(jī)的技術(shù)條件和功能要求,選擇51系列單片機(jī)AT89C2051。
AT89C2051功能特性如下:
AT89C2051是一個(gè)低電壓,高性能CMOS 8位單片機(jī),功能強(qiáng)大,但它只有20個(gè)引腳。其主要功能特性為:
· 兼容MCS-51指令系統(tǒng)
· 15個(gè)雙向I/O口
· 兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器
· 時(shí)鐘頻率0-24MHz
· 兩個(gè)外部中斷源
· 可直接驅(qū)動(dòng)LED
· 低功耗睡眠功能
· 可編程UARL通道
· 2k可反復(fù)擦寫(>1000次)Flash ROM
· 6個(gè)中斷源
· 2.7-6.V的寬工作電壓范圍
· 128x8bit內(nèi)部RAM
· 兩個(gè)串行中斷
· 兩級(jí)加密位
· 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器
· 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能
按照功能可將硬件電路分為:
⑴ 單片機(jī)最小系統(tǒng):包括CPU AT89C2051,按鍵和顯示接口電路
⑵ 檢測(cè)電路:包括水位檢測(cè)電路和門狀態(tài)檢測(cè)電路
⑶ 驅(qū)動(dòng)電路:包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路,進(jìn)水閥、排水閥驅(qū)動(dòng)電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路
⑷ 人機(jī)對(duì)話驅(qū)動(dòng)電路:主要包括按鍵,顯示器。其中按鍵用于洗衣機(jī)程序設(shè)定,并控制洗衣機(jī)的運(yùn)行,發(fā)布有關(guān)指令信息。顯示器為用戶提供直觀的洗滌時(shí)間顯示。
⑸ 直流穩(wěn)壓電源電路
第三章 洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 洗衣機(jī)的控制功能要求
本設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能如下:
⑴ 洗滌功能。要求洗滌時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為3s,間歇時(shí)間為2s。
⑵ 4種洗衣工作程序,標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)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,具體是第一循環(huán)為洗滌,時(shí)間為4.5min,第二次循環(huán)為漂洗,時(shí)間分別為3 min 和1.5min.排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定,脫水時(shí)間為2min.經(jīng)濟(jì)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣,只是循環(huán)次數(shù)為二次。單獨(dú)程序是進(jìn)水—洗滌(4.5min)—結(jié)束(留水不排不脫)。排水程序是排水—脫水—結(jié)束,時(shí)間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。(每個(gè)程序結(jié)束后都會(huì)報(bào)警。
⑶ 浸泡功能。開啟浸泡功能后,在上述前三種工作程序的第一次進(jìn)水之后,會(huì)進(jìn)入浸泡環(huán)節(jié),先洗滌1min以攪勻衣物和洗滌劑,再停機(jī)浸泡10min,然后退出浸泡環(huán)節(jié)進(jìn)入洗滌環(huán)節(jié)。
⑷ 進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能。洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過程中,若在一定的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位,就說明進(jìn)、排水系統(tǒng)有故障,此故障由控制系統(tǒng)測(cè)知并通過警告程序發(fā)出警告信號(hào),提醒操作者進(jìn)行人工排除。
⑸ 安全保護(hù)和防振動(dòng)功能。洗衣機(jī)脫水期間,若打開機(jī)蓋時(shí),洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止脫水操作。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,洗衣機(jī)也會(huì)自動(dòng)停止脫水,以免振動(dòng)過大,待人工處理后恢復(fù)工作。
⑹ 間歇驅(qū)動(dòng)方式。脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式,以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng)4s,間歇2s,間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。
⑺ 暫停功能。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài),當(dāng)按下暫停鍵時(shí),洗衣機(jī)需暫停工作,待啟動(dòng)鍵按下后洗衣機(jī)又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。
⑻ 聲光顯示功能。洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示和顯示。
3.2 控制邏輯電路
全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)電路圖和控制原理圖分別如圖附錄A和圖附錄B所示。它由單片機(jī)AT89C2051為核心加上有關(guān)集成電路及元器件組成。
本設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作部件有3個(gè):電機(jī)、進(jìn)水閥和排水閥。電機(jī)是洗衣機(jī)的動(dòng)力源,它的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)洗衣機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng),從而時(shí)現(xiàn)對(duì)衣物的洗滌。進(jìn)水閥用于控制洗衣機(jī)的進(jìn)水量。排水閥用于控制洗衣機(jī)的排水。電機(jī)在脫水時(shí)還旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)衣物脫水。電機(jī)的狀態(tài)有3種,即正轉(zhuǎn).反轉(zhuǎn)及停止?fàn)顟B(tài)。電機(jī)一般工作在這三種狀態(tài)的不斷轉(zhuǎn)換之中,從而實(shí)現(xiàn)洗滌。但在脫水時(shí),只工作在正轉(zhuǎn)狀態(tài)。進(jìn)水閥和排水閥則只有開.關(guān)這兩種狀態(tài)。
3.3 硬件描述
⑴ 控核心部分
采用AT89C2051作為控制核心。其中P1.0和P1.1分別用于控制洗衣機(jī)的進(jìn)水閥和排水閥;P1.2和P1.3用于控制洗滌電機(jī)的正反轉(zhuǎn);P1.4和P1.5用作譯碼器74LS139的輸入線,74LS139譯碼器的四個(gè)輸出線分別用于連接LED1、LED2、LED3、 LED4四個(gè)LED燈。P1.6用于驅(qū)動(dòng)LED5。串行口VXD和TXD用于擴(kuò)展四個(gè)LED顯示器。外部中斷口INT0和INT1分別用做蓋開關(guān)K4和暫停/啟動(dòng)鍵K3的中斷口,P3.7用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。
⑵ 按鍵和開關(guān)部分
⒈程序選擇鍵K1 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)有四種工作程序,使用該鍵可循環(huán)選擇洗衣機(jī)的四種工作程序。
⒉暫停/啟動(dòng)鍵K2 該鍵采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)而具有三個(gè)功能。其一是在洗衣機(jī)未進(jìn)入工作狀態(tài)或者處于暫停狀態(tài)期間,K2用來啟動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)或者恢復(fù)到原來的工作狀態(tài);其二是在洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后,按觸該鍵則進(jìn)入暫停狀態(tài);其三是在故障報(bào)警期間,按下K2停止報(bào)警,并回到初試的待命狀態(tài)。
⒊蓋開關(guān)/平衡開關(guān)K3 脫水期間,若打開機(jī)蓋或者轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡時(shí),則K3閉合,引起中斷,洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止脫水操作,合上蓋或者恢復(fù)不平衡后又繼續(xù)脫水。
⒋水位開關(guān)K4 水滿時(shí),K4閉合。在進(jìn)水期間,系統(tǒng)不斷檢測(cè)K4,若在2.5分鐘內(nèi)檢測(cè)到K4閉合。則停止進(jìn)水。否則認(rèn)為進(jìn)水出故障,關(guān)閉進(jìn)水閥,并發(fā)聲提示;在排水期間,系統(tǒng)不斷檢測(cè)K4,若在1分鐘內(nèi)檢測(cè)不到K4斷開,則認(rèn)為排水出故障,關(guān)閉排水閥,并發(fā)聲提示,否則按正常處理。
⒌開啟/關(guān)閉浸泡鍵K5 該鍵用于開啟或者關(guān)閉洗衣機(jī)的浸泡功能。
⒍強(qiáng)制復(fù)位鍵K6 按下該鍵可以使單片機(jī)強(qiáng)行復(fù)位。
⑶ LED指示燈
LED1,LED2,LED3,LED4分別用來指示排水程序,單獨(dú)程序,經(jīng)濟(jì)程序,標(biāo)準(zhǔn)程序四種洗衣工作程序;LED5用于指示浸泡功能開啟,閃爍時(shí)表示正在浸泡衣物;LED6,LED7, LED8,分別用來表示洗滌,排水,進(jìn)水三種狀態(tài)。
⑷ 譯碼器
74LS139為雙2-4線譯碼器,之所以選用它是因?yàn)锳T89C2051單片機(jī)只有20個(gè)引腳,I/O線不足,選用它可解決CPU I/O線數(shù)量的不足。本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)有4種不同的工作程序,分別要用四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P3.0和P3.1兩口線即可提供4種不同顯示的驅(qū)動(dòng), 其邏輯關(guān)系是:P3.0,P3.1為“11”時(shí)LED1亮,指示標(biāo)準(zhǔn)程序;為“10”時(shí)LED2亮,指示經(jīng)濟(jì)程序;為“01”時(shí)LED3亮,指示單獨(dú)程序;為“00”時(shí)LED4亮,指示排水程序。
⑸ 固態(tài)繼電器
交流固態(tài)繼電器SSR(Solid state releys)是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān),為四端有源器件。其中兩個(gè)端子為輸入控制端,另外兩端為輸出受控端, 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,采用光電隔離,作為輸入輸出之間電氣隔離(浮空)。在輸入端加上直流或脈沖信號(hào),輸出端就能從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)(無信號(hào)時(shí)呈阻斷狀態(tài)),從而控制較大負(fù)載。整個(gè)器件無可動(dòng)部件及觸點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于常用的機(jī)械式電磁繼電器一樣的功能。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。?
⑹ 反相器
選用反相器是防止AT89C2051型號(hào)單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流不足,4個(gè)反相器可分別驅(qū)動(dòng)4個(gè)交流固態(tài)繼電器。
⑺ 移位寄存器
本設(shè)計(jì)CPU的I/O數(shù)量不是很多,考慮到這個(gè)問題,所以本設(shè)計(jì)時(shí)間顯示電路采用串行口擴(kuò)展,通過移位寄存器的輸出控制,可實(shí)現(xiàn)四位LED顯示器的驅(qū)動(dòng)控制
⑻ LED顯示器
四個(gè)共陽極LED顯示器分別顯示分、分、秒、秒。
3.4 電子元器件的計(jì)算與選型
3.4.1 時(shí)鐘電路
全自動(dòng)洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)的時(shí)鐘電路如圖3.1所示:
圖3.1時(shí)鐘電路
AT89C2051芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器。用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL0,輸出端為XTAL1,兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路兩個(gè)電容取30pF,可穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。本設(shè)計(jì)選用JA95A型號(hào)石英振蕩器,振蕩脈沖頻率選用6MHz。
3.4.2 復(fù)位電路
本設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位組合,其電路圖如圖3.2所示。
圖3.2 復(fù)位電路
上電自動(dòng)復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實(shí)現(xiàn)的。在通電瞬間,電容通過電阻充電,RST端出現(xiàn)正脈沖,用以復(fù)位。只要電源VCC的上升時(shí)間不超過1ms,就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。手動(dòng)復(fù)位是通過接通復(fù)位開關(guān),使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。
參數(shù)的選定:在振蕩穩(wěn)定后應(yīng)保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。本設(shè)計(jì)的晶體頻率為6MHz,取C=22μF,R=1K?。
3.4.3 電源電路
電源電路如圖3.3所示:
圖3.3電源電路
電源電路是采用220V的交流電先經(jīng)變壓器降壓,再經(jīng)橋式整流電路整流,最后用三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到5V的電壓作為整個(gè)控制器的工作電源。
本設(shè)計(jì)使用5V的電壓作為整個(gè)控制器的工作電源,故選用CWM7805型穩(wěn)壓器,CWM7805型穩(wěn)壓器的輸入電壓為7~35V,為了保證穩(wěn)壓性能,電源電路接三端穩(wěn)壓器時(shí),輸入電壓和輸出電壓至少要相差2V以上,但是也不能取得過大,因?yàn)樘髣t會(huì)增大器件本身的功耗以至于損壞器件,所以本設(shè)計(jì)在穩(wěn)壓器的輸入電壓取10V,在輸入和公共端,輸出和公共端之間分別接了0.1μF和0.33μF的電容,可以防止產(chǎn)生自激振蕩。
二極管的選型:
根據(jù)式Uo =1.2 Ui
式中:
Ui --------------- 整流電路的輸入電壓
Uo --------------- 整流電路的輸出電壓
因?yàn)殡娫措娐分械娜朔€(wěn)壓器CWM7805的輸入電壓取10V,所以整流電路的輸出電壓Uo=10V。
由式 Uo =1.2 Ui
可得:Ui =Uo/1.2=10/1.2=8.333 V
整流二極管所承受的最高反向電壓URW= 2Ui =11.783 V
選用2CZ52A型硅二極管,其最大整流電流為100mA,反向工作峰值URWN為25V,URWN>URM,
考慮到變壓器二次側(cè)繞組及管子上的壓降,變壓器的二次側(cè)電壓大約要高出10%,即8.333×1.1=9.1663≈9V。
3.4.4 指示電路
本系統(tǒng)的指示電路設(shè)計(jì)如圖3.4
圖3.4 指示電路
系統(tǒng)的所有LED指示燈全部選用BT系列LED,型號(hào)為BT101, BT101型號(hào)LED的反向擊穿電壓≥5伏,為了保證LED不被反向擊穿,使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R用下式計(jì)算:
R=(E-UF)/IF
式中:
E -------------------- 電源電壓,本設(shè)計(jì)E=5V
UF ------------------ 為LED的正向壓降,BT101型號(hào)LED的正向壓降UF≤2V,此處取1.5V,
IF ------------------- 為LED的工作電流,本設(shè)計(jì)取3.5mA.
所以LED的限流電阻 R= (E-UF)/IF
= (5-1.5)/3.5×10-3
= 100?
其中譯碼器選用74LS139型號(hào)2-4線譯碼器。
3.4.5 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路
電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路如圖3.5所示:
圖3.5 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路
電路的工作原理:當(dāng)P1.0~P1.3分別置1時(shí),輸出信號(hào)經(jīng)過反相器之后變?yōu)?,固態(tài)繼電器的輸入端獲得+5V電壓,使得輸出端導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)進(jìn)水閥、排水閥的開啟和電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)P1.0~P1.3分別置0時(shí),輸出信號(hào)經(jīng)過反相器之后變?yōu)?,固態(tài)繼電器的輸入端的電壓為0,固態(tài)繼電器關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)水閥、排水閥的關(guān)閉和電機(jī)的停轉(zhuǎn)。
本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)選用XDS型洗衣機(jī)用單相電容電動(dòng)機(jī),型號(hào)為XDS-250,額定功率為250W,額定電流為2A,電容器容量為16μF。
因?yàn)殡姍C(jī)是感性負(fù)載,所以選擇固態(tài)繼電器的額定電流取為電機(jī)額定電流的2.5倍,為此四種驅(qū)動(dòng)電路全部選用GTJ2-5A220V AC型交流固態(tài)繼電器。GTJ2-3A220V AC型交流固態(tài)繼電器的額定電壓為220V,額定電流為5A,控制電壓為3~32V DC,關(guān)斷電壓為1.2V DC,開啟電流為5mA,控制電流<25mA。故本設(shè)計(jì)控制電壓取4V DC,控制電流取10mA
交流固態(tài)繼電器的限流電阻R=(5-4)V/10×10-3A=100?
電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路中的二極管選用1N4148型硅開關(guān)二極管,其在IF=10 mA的測(cè)試條件下正向壓降VF≤1.0V,由上面的計(jì)算可知,流過發(fā)光二極管的電流為3.5mA,故此處1N4148型硅開關(guān)二極管的正向壓降VF取0.5V。
所以電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路中和發(fā)光二極管和開關(guān)二極管串連的限流的電阻:
R=(5-1.5-0.5)V/3.5×10-3A≈857? ,所以限流電阻R取820?
固態(tài)繼電器的電流為10mA,LED指示燈的電流為3.5mA,總共需要13.5mA的驅(qū)動(dòng)電流,本設(shè)計(jì)選用7406型號(hào)的反相器來提高驅(qū)動(dòng)能力。其低電平驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到40mA,足以滿足要求。
固態(tài)繼電器的輸出端并聯(lián)一吸收電路,可以有效的抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率,保護(hù)固態(tài)繼電器。吸收電路的電阻R取4.5K,電容取4700pF。
洗衣機(jī)的進(jìn)水閥選用江陰市電磁閥廠生產(chǎn)的XJD系列電磁塑料進(jìn)水電磁閥,型號(hào)為XJD—11。其適用電壓為AC220V,適用壓力為0.02~0.08MPa.
本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的排水方式為下排水方式,排水閥選用江陰市電磁閥廠生產(chǎn)的XFD系列電磁塑料排水電磁閥,型號(hào)為XFD—10,其適用電壓為DC220V,適用壓力為0.02~0.08MPa.
3.4.6 顯示電路
時(shí)間顯示電路如圖3.6所示:
圖3.6 時(shí)間顯示電路
考慮到本設(shè)計(jì)所選擇的CPU AT89C2051的I/O不多,時(shí)間顯示器采用串行口靜態(tài)擴(kuò)展。選用74HC164移位寄存器。74HC164是串入并出移位寄存器,并帶有清除端。
電路原理:串行口工作在方式0,即為同步移位寄存器輸入/輸出方式,串行數(shù)據(jù)通過RXD輸入,TXD用于輸出移位時(shí)鐘,作為74HC164移位寄存器的同步信號(hào)。在發(fā)送過程中,當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入緩沖器SBUF的指令時(shí),串行口把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以1/12的波特率從RXD端輸出。發(fā)送完畢置中斷標(biāo)志TI=1。在寫信號(hào)有效時(shí),相隔一個(gè)機(jī)器周期后發(fā)送控制端SEND有效,即允許RXD發(fā)送數(shù)據(jù),同時(shí),允許從TXD端輸出移位脈沖。
四個(gè)共陽極顯示器分別顯示分、分、秒、秒。移位寄存器選用74HC164。可實(shí)現(xiàn)串行輸入,并行輸出。選用BS211A-B型號(hào)共陽極顯示器,其最大工作電流IM為10mA,正向壓降UF≤2V,本設(shè)計(jì)共陽極顯示器的每個(gè)LED發(fā)光二極管的工作電流取3.5mA,正向壓降取1.5V。
固限流電阻R=(5-1.5)V/3.5×10-3A=1000?,限流電阻取1000 ?。
因?yàn)?4HC164允許通過的電流為8 mA,故不必添加驅(qū)動(dòng)電路。
3.4.7 蜂鳴報(bào)警電路
蜂鳴報(bào)警電路如圖3.7所示
圖3.7蜂鳴報(bào)警電路
蜂鳴器選用P231906-C34型號(hào)壓電式蜂鳴器。其額定電壓為4~8V,本設(shè)計(jì)使用5V,故不必使用限流電阻;額定電流≤15mA.電路中P3.7接晶體管輸入端。當(dāng).P3.7輸出高電平1時(shí),晶體管導(dǎo)通,壓電式蜂鳴器兩端獲得+5V的電壓而鳴叫;當(dāng)P3.7輸出低電平0時(shí),晶體管截止,蜂鳴器停止發(fā)聲。三極管選用2SC1815型號(hào)開關(guān)三極管。電路中的兩電阻分別選用3.3K?和5.6K?。
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1洗衣機(jī)的控制功能要求
⑴ 從程序圖4-1主流程圖中可以看出本程序設(shè)計(jì)的基本流程,系統(tǒng)上電復(fù)位后,首先進(jìn)行初始話,默認(rèn)的洗衣工作程序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序,然后掃描程序選擇鍵K1,開啟浸泡鍵K5和啟動(dòng)鍵K2,這時(shí)洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)。通過K1可修改洗衣工作程序,通過K5可開啟洗衣機(jī)的浸泡功能,掃描過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵K2按下時(shí),洗衣機(jī)即從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。
⑵ 洗衣機(jī)進(jìn)入工作程序后,系統(tǒng)首先根據(jù)RAM中57H單元的特征字判斷洗衣機(jī)的洗衣工作程序,若特征字為0F0H,為排水程序,程序直接跳轉(zhuǎn)進(jìn)入排水操作,而 01H為單獨(dú)程序,02H為經(jīng)濟(jì)程序,03H為標(biāo)準(zhǔn)程序。如果57H單元的特征字為01H,02H或者03H,則進(jìn)入進(jìn)水操作,P1.0置位驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥開啟。進(jìn)水期間系統(tǒng)不斷檢測(cè)水位開關(guān)K4的狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到K4閉合時(shí),說明進(jìn)水以達(dá)到預(yù)定水位。若在規(guī)定的2.5min極限內(nèi)沒有檢測(cè)到K4閉合,說明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生故障,此時(shí)洗衣機(jī)退出工作狀態(tài),程序跳轉(zhuǎn)到GUZHANGCHENGXU為標(biāo)號(hào)地址的故障處理程序段進(jìn)行報(bào)警,本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的故障處理方法是:將P1.0~P1.3位全部置“0”,中止洗衣機(jī)的各中操作,然后洗衣機(jī)以響1s停2s的規(guī)律不斷地發(fā)出報(bào)警信號(hào),直到人工干預(yù)即按下K2(暫停/啟動(dòng)鍵)鍵后為止(按下K2后,程序跳轉(zhuǎn)回主程起始地址,洗衣機(jī)又回到待命的初始狀態(tài)0)。
⑶ 在正常情況下,進(jìn)水期間檢測(cè)到K4閉合時(shí),說明進(jìn)水以達(dá)預(yù)定水位。這時(shí)洗衣機(jī)通過判斷55H單元中的內(nèi)容是否為01H,如果是則執(zhí)行浸泡功能,執(zhí)行浸泡功能后設(shè)置55H單元為00H,使得后面的漂洗環(huán)節(jié)不會(huì)再次執(zhí)行浸泡功能,執(zhí)行浸泡功能后即進(jìn)入洗滌工作程序;如果不是則洗衣機(jī)直接進(jìn)入洗滌工作程序。因?yàn)殡姍C(jī)在洗滌或漂洗工作時(shí)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(tài),所以用P1.2,P1.3兩線來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)這三種狀態(tài)的控制。其邏輯關(guān)系是:P1.3,P1.2為“00”時(shí)電機(jī)間歇,為“01”時(shí)正轉(zhuǎn),為“10”時(shí)反轉(zhuǎn)。洗滌時(shí)間為4.5min.洗滌結(jié)束后,判斷是否排水。由控制要求可知,若不排水則為單獨(dú)程序,這時(shí)程序直接跳到結(jié)束,否則進(jìn)入排水程序。
⑷ 本程序設(shè)計(jì)的排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定,其原理是:根據(jù)常用的空氣壓力水位開關(guān)的特性(即在進(jìn)水中當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定水位時(shí)水位開關(guān)就接通;在排水中當(dāng)桶內(nèi)水位下降11cm 后,水位開關(guān)才斷開),在排水過程中若從開始到開關(guān)斷開所需時(shí)間為D,則整個(gè)排水所用時(shí)間為2D+50s(查海爾洗衣機(jī)經(jīng)驗(yàn)值)。若在規(guī)定的1min極限時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)檢測(cè)不到水位開關(guān)K4斷開,說明排水系統(tǒng)有故障,程序跳轉(zhuǎn)至故障處理程序段發(fā)出警告信號(hào),其處理程序段發(fā)出告警信號(hào),其處理方法與進(jìn)水系統(tǒng)故障相同。
⑸排水結(jié)束后,洗衣機(jī)接著執(zhí)行脫水操作,P1.1維持置位狀態(tài),保持排水發(fā)開啟,P1.2按4s置位2s 清0的規(guī)律連續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)2min,然后脫水結(jié)束。脫水結(jié)束后系統(tǒng)通過一條判斷指令判斷整個(gè)洗衣工作是否結(jié)束。其原理:是洗衣機(jī)在每次洗滌或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束之后,洗衣工作程序標(biāo)志57H單元減1一次,在脫水工作結(jié)束,洗衣機(jī)報(bào)警三聲后,即返回初始待命狀態(tài)。若洗衣工作尚未結(jié)束,洗衣機(jī)再次執(zhí)行進(jìn)水操作,進(jìn)入下一循環(huán)。
⑹以上是本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)工作的主流程,工作過程中所需的各種計(jì)時(shí),均由定時(shí)器“1”定時(shí)中斷服務(wù)程序提供。定時(shí)器“1”設(shè)置為定時(shí)方式1,每10 ms產(chǎn)生一次中斷,因此,TL0,TH0裝入的常數(shù)分別為78H,0ECH。定時(shí)器“1”中斷服務(wù)子程序入口地址001BH單元中,洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后定時(shí)器每10 ms被啟動(dòng)中斷一次,20H單元累加1一次,累加到64H時(shí),為1s,此時(shí)51H和72H單元各累加1一次,每次定時(shí)前先將51H單元清0,因此根據(jù)51H單元就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)工作過程的定時(shí);同時(shí)當(dāng)72H單元累加至3CH時(shí),為1 min,這時(shí)71H單元累加1一次。當(dāng)71H單元累加到3CH時(shí),為1hour,這時(shí)70H單元累加1次,系統(tǒng)根據(jù)70H,71H,72H三個(gè)內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)就可以確定洗衣機(jī)工作各個(gè)進(jìn)程的時(shí)間,而且定時(shí)器每中斷1次就調(diào)用1次顯示子程序,實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)整個(gè)工作過程的時(shí)間顯示。在暫停中斷以及開蓋或不平衡中斷響應(yīng)期間,定時(shí)中斷被禁止,計(jì)時(shí)各單元內(nèi)容不變。
⑺洗衣機(jī)的暫停中斷在洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后,中斷請(qǐng)求即被設(shè)置為允許,中斷請(qǐng)求有效;而開蓋或不平衡中斷只有在洗衣機(jī)進(jìn)入脫水工作進(jìn)程時(shí),中斷請(qǐng)求才被設(shè)置為允許,請(qǐng)求信號(hào)有效。
洗衣機(jī)的工作程序流程圖如圖4.1所示:
圖4.1 主流程圖
第五章 總結(jié)
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì),主要任務(wù)是單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制軟件設(shè)計(jì)等。
因?yàn)槲业膶I(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì),整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)控制,因此不僅僅是對(duì)我四年來所學(xué)專業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)和總結(jié),同時(shí)要求學(xué)習(xí)許多單片機(jī)的知識(shí),經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的努力奮戰(zhàn),終于完成了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)整體完成預(yù)期的要求,但由于所學(xué)有限,設(shè)計(jì)水平還很稚嫩,肯定還存在許多不足或者有更好的實(shí)現(xiàn)方案。
通過這次設(shè)計(jì),我認(rèn)識(shí)到了自身存在的許多問題,在以后的學(xué)習(xí)和工作中會(huì)針對(duì)自己的問題去改正。還有就是學(xué)習(xí)知識(shí)要精益求精,遇到事情要多問幾個(gè)為什么,最終要的就是設(shè)計(jì)要結(jié)合現(xiàn)實(shí),不能想當(dāng)然的做。
這次設(shè)計(jì)中我也遇到不少困難,如了解各種電器元件和電路工作原理,為了完成設(shè)計(jì)要求應(yīng)該選擇怎樣的電路和單片機(jī)型號(hào)等等,設(shè)計(jì)起初,很迷茫,萬事開頭難,不知道從何入手,在請(qǐng)教老師和許多懂這方面知識(shí)同學(xué)后,在他們的幫助下,一點(diǎn)一點(diǎn)的把這些困難解決,最終做完有如釋重負(fù)的感覺同時(shí)還有一點(diǎn)小小的成就感。
總之,這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到很多,無論是學(xué)業(yè)上還是以后走上社會(huì)都很寶貴的東西,同時(shí)也深深的體會(huì)到知識(shí)的強(qiáng)大和自己所學(xué)東西的有限,學(xué)海無涯,在以后的道路上我知道自己要懂的還有很多,我也會(huì)為之而奮斗,努力的!
致 謝
光陰似箭,轉(zhuǎn)眼大學(xué)四年就快過去了,畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校對(duì)學(xué)生四年來所學(xué)知識(shí)的一次綜合考查,此次設(shè)計(jì)我選擇的題目是全自動(dòng)洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)。
這是第一次自己設(shè)計(jì)一個(gè)這么全面的課題,由于自己的知識(shí)是有限和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的問題,真的非常感謝xx老師對(duì)我精心指導(dǎo)和xxx老師的督促以及四年來各科老師的授業(yè)之恩還有同學(xué)的無私幫助,在此表示深深的感謝!
參考文獻(xiàn)
[1] 何立明.單片機(jī)高級(jí)教程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2000
[2] 陳明熒.8051單片機(jī)基礎(chǔ)教程[M].北京:科學(xué)出版社,2003
[3] 諶清平.東芝單片機(jī)原理及其在家用電器中的應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000
[4] 青島海爾集團(tuán).海爾家用洗衣機(jī)原理與維修[M].北京:人民郵電出版社,1999
[5] 船舶工業(yè)總公司七一三所.常用電子電器元件手冊(cè)[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1986
[6] 金續(xù)曾,陸魁玉.單相電動(dòng)機(jī)繞組修理與接線圖集[M].北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社,1999
[7] 秦曾煌. 電工學(xué)[M] 下冊(cè),電子技術(shù). 北京:高等教育出版社,2004
[8] 鄭緹,唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[9] 李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005
附錄A 控制系統(tǒng)電路圖
附錄B 洗衣機(jī)的控制原理圖
附錄C 設(shè)備材料清單
本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)備材料清單如下表所示:
序號(hào)
元器件
型號(hào)
數(shù)量
1
單片機(jī)
AT89C2051
1
2
固態(tài)繼電器
GTJ2-5A220V AC
4
3
電機(jī)
XDS-250
1
4
發(fā)光二極管
BT101
6
5
整流二極管
2CZ52A
8
6
開關(guān)二極管
1N4148
2
7
反相器
7406
4
8
共陽極顯示器
BS211A-B
4
9
移位寄存器
74SH164
4
10
開關(guān)三極管
2SC1815
1
11
蜂鳴器
P231906-C34
1
12
電阻器
5.6K
1
13
電阻器
4.5K
4
14
電阻器
3.3K
1
15
電阻器
1000
40
16
電阻器
820
2
17
電阻器
100
4
18
電容器
22μF
1
19
電容器
16μF
1
20
電容器
0.33μF
1
21
電容器
0.1μF
1
22
電容器
4700pF
4
23
電容器
30pF
2
24
進(jìn)水電磁閥
XJD-11
1
25
排水電磁閥
XFD-10
1
26
三端穩(wěn)壓器
CWM7805
1
27
晶振器
JA95A(6MHz)
1
附錄D 軟件程序
本設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的程序編寫如下:
MIN EQU 71H ;存放分鐘變量
SEC EQU 72H ;存放秒鐘變量
SEC0 EQU 73H ;存放舊的秒數(shù)
TAB EQU 80H ;存放段碼首地址
K1 EQU P3.5 ;按鍵1引腳定義
K2 EQU P3.2 ;按鍵2引腳定義
K3 EQU P3.3 ;按鍵3引腳定義
K4 EQU P3.4 ;按鍵4引腳定義
K5 EQU P1.6 ;按鍵5引腳定義
;====================================================
ORG 0000H ;程序代碼由地址0000H開始執(zhí)行
AJMP BEGIN ;初始化
ORG 0003H
AJMP INT0 CHENGXU ;暫停/啟動(dòng)中斷中斷向量
0RG 001BH
AJMP T1 CHENGXU ;定時(shí)器1中斷向量
0RG 0013H
AJMP INT1 CHENGXU ;開蓋、不平衡中斷向量
;====================================================
主程序開始
;====================================================
本設(shè)計(jì)定時(shí)器T1的工作在方式1。FOSC=6MHz,每10ms產(chǎn)生1次中斷。T1的方式1為16位計(jì)數(shù)方式。方式寄存器TMOD各個(gè)位的取值如下表格所示:
GATE
C/T#
M1
M0
GATE
C/T#
M1
M0
0
0
0
1
0
0
0
0
所以TMOD的取值為#10H;記數(shù)初值m為:
m=216-6×106×10×10-3/12
=EC78H
BEGIN:
MOV P1,#0F0H
MOV P3,#07FH
MOV SP, #35H
MOV 55H,#00 ;設(shè)置浸泡標(biāo)志單元為#00H
(指定55H為浸泡標(biāo)志單元)
MOV 56H,#0F0H ;#0F0H排水標(biāo)志
(指定56H為標(biāo)志單元)
MOV 57H,#03 ;洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序標(biāo)志(指定57H)
MOV 58H,#0FH ;漂洗4.5分鐘賦值(指定58H
存放,即15個(gè)30秒)
CLR A
MOV MIN, A
MOV SEC, A
MOV SEC0,A
MOV 51H, A
CLR ET0 ;禁止開蓋、不平衡中斷
SETB EA ;開總中斷
CLR IT0 ;設(shè)置外部中斷0為低電平
觸發(fā)
CLR IT1 ;設(shè)置外部中斷1為低電平
觸發(fā)
SETB ET0 ;開定時(shí)器0中斷
SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0
STEB PX0 ;設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)別
STEB PT0
STEB PX1
MOV TMOD,#10H ;設(shè)置定時(shí)器1工作在1方
式
MOV TL0,#78H ;設(shè)置10ms中斷時(shí)間常數(shù)
MOV TH0, #0ECH
;====================================================
以下為按鍵掃描程序
;====================================================
AJ: JNB K1, AJ1
AJMP AJ2
AJ1: ACALL CHENGXUXUANZE
AJ2: JNB K5, AJ3
AJMP AJ3
AJ3: ACALL JINPAOJIAN
JB K2,AJ ;按鍵掃描程序結(jié)束
MOV R5, #01H
ACALL DUANYANSHI ;按鍵消抖
KB: JB K2,AJ
ACALL FENGMINGQI ;按鍵掃描后蜂鳴器報(bào)警
JNB K2,$ ;等待鍵放開
SETB ET0 ;開定時(shí)器0中斷
SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器0
SETB EX0 ;允許外部INT0中斷
;====================================================
MOV A, 57H
CJNE A,#00H,JINSHUICHENGXU ;是排水程序?
AJMP PAISHUICHENGXU ;是則跳轉(zhuǎn)排水程序
;====================================================
以下為進(jìn)水程序
;====================================================
附錄2 圖1 進(jìn)水程序流程圖
JINSHUICHENGXU:
MOV 51H, #00H
STEB P1.0 ;打開進(jìn)水閥
JS: JNB K4, JS1 ;進(jìn)水達(dá)預(yù)定水位?
CJNE 51H,#150, JS ;進(jìn)水系統(tǒng)有故障?
AJMP GUZHANGCHENGXU ;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序
JS1: CPL P1.0 ;進(jìn)水結(jié)束,關(guān)閉進(jìn)水閥
;====================================================
MOV A,55H ;是否有開啟浸泡功能
CJNE A,#01H,XIDICHENGXU ;沒有開啟轉(zhuǎn)入洗滌程序
;====================================================
以下為浸泡程序
;====================================================
附錄2 圖2 浸泡程序流程圖
MOV 50H,#00H
MOV 51H,#00H ;先洗滌一分鐘
JP1: STEB P1.2
MOV R5 , #30
ACALL CHANGYANSHI
CPL P1.2
MOV R5,#20
ACALL CHANGYANSHI
STEB P1.3
MOV R5,#30
ACALL CHANGYANSHI
CPL P1.3
MOV R5,#20
ACALL CHANGYANSHI
CJNE 51H,#3CH,JP1 ;浸泡10分鐘
JP2: MOV 51H,#00H
JP3: MOV A,51H
CPL P1.6 ;浸泡開始后,LED以亮50ms,
停50ms的形式閃爍
MOV R5,#05H ;延時(shí)50ms
ACALL DUANYANSHI
CJNE A,#3CH,JP3
INC 50H
MOV A,50H
CJNE A,#0A,JP2 ;10min到了沒?
MOV 55H,#00H ;清除浸泡標(biāo)志單元
STEB P1.6 ;關(guān)閉浸泡指示燈
;====================================================
以下為洗滌/漂洗工作程序
;====================================================
本設(shè)計(jì)的洗滌時(shí)間為4.5min,洗滌的定時(shí)方法是先對(duì)50H和51H單元清零,之后每過30s,51H單元清零1次,50H單元自加1,然后通過比較50H和58H單元的大小,(本程序設(shè)計(jì)在初始化時(shí)設(shè)置58H單元為#15)則剛好為4.5min,之后如果是標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)程序,漂洗時(shí)間分別為3min和1.5min。則每次洗滌/漂洗完后,58H單元減去5,即減去1.5min。
附錄2圖3 洗滌/漂洗程序流程圖
XIDICHENGXU:
MOV 50H,#00H
XD:MOV 51H,#00H
STEB P1.2 ;正轉(zhuǎn)洗滌/漂洗驅(qū)動(dòng)3s
MOV R5,#30
ACALL CHANGYANSHI
CPL P1.2 ;洗滌/漂洗間歇2s
MOV R5,#20
ACALL CHANGYANSHI
STEB P1.3 ;反轉(zhuǎn)洗滌/漂洗驅(qū)動(dòng)3s
MOV R5,#30
ACALL CHANGYANSHI
CPL P1.3 ;洗滌/漂洗間歇2s
MOV R5,#20
ACALL CHANGYANSHI
CJNE 51H,#1EH,XD ;50H單元是否達(dá)到30s?
INC 50H
MOV A,50H
CJNE A,58H,XD ;洗滌/漂洗是否結(jié)束?
;====================================================
MOV A, 56H
CJNE A, #0F0H, PAISHUICHENGXU ;洗滌/漂洗工作結(jié)束
,排水否?
;====================================================
以下為排水程序
;====================================================
附錄2 圖4排水程序流程圖
PAISHUICHENGXU:
DEC 57H ;洗衣工作循環(huán)次數(shù)減1
MOV 51H,#00H
STEB P1.1 ;排水操作,打開排水閥
PS: CJNE 51H,#3CH,PS1 ;排水系統(tǒng)有故障?
AJMP GUZHANGCHENGXU ;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序
PS1:JNB K4,PS ;水位下降至預(yù)定水位?
MOV A,51H
ADD A,#50 ;排水時(shí)間延長d+50s
(經(jīng)驗(yàn)值)
MOV 51H,#00H
CJNE A ,51H,$
;====================================================
以下為脫水程序
;====================================================
附錄2 圖5 脫水程序流程圖
TUOSHUICHENGXU:
SETB EX1
收藏