全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)概述

1、目錄摘要Abstract引言緒論第1章洗衣機(jī)控制系統(tǒng)概述1.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)介紹1.2 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的比較（單片機(jī)控制和PLC控制）1.3 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求第2章硬件設(shè)計(jì)2.1.0 電機(jī)的選擇2.2.0 單片機(jī)芯片選擇2.3.0 固態(tài)繼電器的選用第3章洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).3.5.0 主程序設(shè)計(jì)3.6.0 標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序設(shè)計(jì)3.7.0 洗滌程序的設(shè)計(jì)3.8.0 漂洗程序的設(shè)計(jì)3.9.0 脫水程序的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分析總結(jié).參考文獻(xiàn)附錄附錄A單片機(jī)控制原理圖附錄B程序流程框圖引言目前中國洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代的時(shí)期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也是越來越高。目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗

2、滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，但是在許多方面還是滿足不了人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更齊全、更人性化的洗衣機(jī)。讓洗衣服這項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，不再成為一種負(fù)擔(dān)。隨著加入世貿(mào)組織，跟多的國內(nèi)外強(qiáng)勢(shì)品牌加入，研究新的技術(shù)開發(fā)新的產(chǎn)品，洗衣機(jī)行業(yè)將爆發(fā)新一輪的以“綠色環(huán)保”、“節(jié)水節(jié)能”為主題的大戰(zhàn)，而技術(shù)制高點(diǎn)則是未來的競爭焦點(diǎn)。在國內(nèi)從洗衣機(jī)市場(chǎng)得到的商情顯示由于受水資源不斷減少自來水費(fèi)有所提高等因素的影響，市場(chǎng)上那些用水量比較大的洗衣機(jī)銷售受阻而具有節(jié)水功能的洗衣機(jī)的銷路不斷看好。針對(duì)市場(chǎng)需求的變化，一些生產(chǎn)廠家如小天鵝、小鴨、海爾

3、等先后向市場(chǎng)推出了一批節(jié)水型全自動(dòng)的洗衣機(jī)。然而隨著洗衣機(jī)市場(chǎng)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步創(chuàng)新，隨著滾筒洗衣機(jī)制作成本的下降，也讓滾筒洗衣機(jī)得到了很好的普及，市場(chǎng)占有率大幅提升。作為未來技術(shù)發(fā)展方向之一，變頻技術(shù)將帶動(dòng)整個(gè)洗衣機(jī)行業(yè)的技術(shù)提升，有利于洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多數(shù)的洗衣機(jī)生產(chǎn)的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能都是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，因此設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。并且隨著單片機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，單片機(jī)以其集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、可靠運(yùn)行、價(jià)格低廉等特點(diǎn)在過程控制

4、、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的核心，硬件線路及控制程序的設(shè)計(jì)室該系統(tǒng)的重要組成部分。硬件線路設(shè)計(jì)主要包括電源、功能及控制系統(tǒng)、洗衣機(jī)狀態(tài)顯示、輸出控制電路的設(shè)計(jì)?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)主要包括主程序、內(nèi)部定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)還介紹了與洗衣機(jī)有關(guān)的一些常見的電子元器件的基本功能。緒論隨著人民生活水平的提高，越來越多的人需要使用洗衣機(jī)?，F(xiàn)在洗衣機(jī)越來越高度自動(dòng)化，只要衣服放入洗衣機(jī)，簡單的按兩個(gè)鍵，就會(huì)自動(dòng)注水，一些先進(jìn)的電腦控制洗衣機(jī)，還能自動(dòng)的感覺衣物的重量，自動(dòng)的添加適合的水量和洗滌劑，自動(dòng)的設(shè)置

5、洗滌的時(shí)間和洗滌的力度，洗滌完以后自動(dòng)的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機(jī)還會(huì)將衣物烘干，整個(gè)洗衣的過程完成以后還會(huì)用動(dòng)聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程做其它的事，節(jié)省了不少的時(shí)間?？傊?，每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了洗衣過程自動(dòng)化程度的提高。目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等幾大功能，而洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，然而，基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。洗衣機(jī)是一種在家庭中不可缺少的家用電器，發(fā)展非?？?，而全自動(dòng)式洗衣機(jī)因使用方便更加得到大家的青睞，全自動(dòng)即進(jìn)水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動(dòng)完成，控制器通常設(shè)

6、有幾種洗滌程序，對(duì)不同的衣物可選擇不同的洗滌方式。近幾十年，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，全自動(dòng)洗衣機(jī)制造技術(shù)又得到迅速發(fā)展，其年總產(chǎn)量及社會(huì)普及率均以達(dá)到相當(dāng)高得水平。全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水流的改變、動(dòng)力的加大。現(xiàn)在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運(yùn)用，使洗衣機(jī)的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學(xué)作用和強(qiáng)弱變化的水流機(jī)械作用，向更高層次的健康、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變，特別是電解水、超音波技術(shù)在洗衣機(jī)行業(yè)的運(yùn)用幾乎改變了洗衣機(jī)的歷史一一洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學(xué)品對(duì)皮膚的損害和對(duì)環(huán)境的污染。電解水、臭氧、蒸汽的殺菌除味及消毒功能倍受青睞，引發(fā)了洗衣機(jī)消

7、費(fèi)健康潮。另一變化就是高度自動(dòng)化、智能化、人性化。從半自動(dòng)、全自動(dòng)到現(xiàn)在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕一切搞定！同時(shí)，用戶可以按照自己的洗衣習(xí)慣，自主選擇時(shí)間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨心所欲。人性化還表現(xiàn)在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣機(jī)可以做到不同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方便不需深彎腰；蒸汽烘干功能使得晾曬更加方便，DD直驅(qū)電機(jī)在節(jié)能降噪方面效果更加突出，等等。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)發(fā)展中倍受歡迎。第1章洗衣機(jī)控制系統(tǒng)概述2.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)介紹洗衣機(jī)通過控制系統(tǒng)設(shè)定洗衣程序，在內(nèi)桶自動(dòng)完

8、成注水、洗滌。漂洗、排水和脫水全過程。洗衣時(shí)，控制系統(tǒng)將打開進(jìn)水電磁閥，開始注水；當(dāng)洗滌脫水桶內(nèi)的水位達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)定值時(shí)，水位檢測(cè)器向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，通知控制系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)洗衣。電機(jī)在控制系統(tǒng)下進(jìn)行正傳、停、反轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)波輪執(zhí)行洗滌程序；當(dāng)洗滌時(shí)間結(jié)束了，控制系統(tǒng)將切斷電機(jī)電路，打開排水電磁閥。開始排水；然后再次注水，洗衣進(jìn)入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（通常為二次漂洗）；漂洗排水結(jié)束后，系統(tǒng)控制電機(jī)單方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成脫水程序；當(dāng)脫水程序終了，系統(tǒng)控制排水電磁鐵和電機(jī)斷點(diǎn)，排水閥和減速離合器的制動(dòng)臂復(fù)位，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。通知用戶整個(gè)洗衣過程結(jié)束。洗衣機(jī)的洗滌原理是

9、模擬人工衣物為基礎(chǔ)發(fā)展而來的，即通過翻滾、摩擦、水的沖刷等機(jī)械原理以及洗滌劑的表面活化清潔的作用，將附著在衣物上的污垢除掉。以達(dá)到清潔衣物的作用。目前，大多數(shù)的洗衣機(jī)都以單片機(jī)為核心來控制電路來控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥、數(shù)碼顯示管、及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機(jī)根據(jù)程序進(jìn)行工作。2.2 動(dòng)作介紹全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內(nèi)桶)是以同一中心安放的。外筒固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水(甩水)用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排閥打開，將水由外桶排

10、出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。1.2洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的比較(單片機(jī)控制和PLC控制)PLC的含義PLC(ProgrammablelogicController,)，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)裝置。在1987年國際電工委員會(huì)(InternationalElectricalCommittee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC下定義：“PLC是

11、一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”PLC的特點(diǎn)(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無

12、故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低，此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)|PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合.除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近

13、年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事打開了方便之門。(4)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了

14、控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種，小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。(5)體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。PLC未來展望21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)

15、格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國際競爭的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算集散控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。單片機(jī)的含義單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采

16、用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)的特點(diǎn)(1)集成度高、體積小。單片機(jī)將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等各種功能部件集成在一塊晶體芯片上，體積小，節(jié)省空間。能靈活，方便地應(yīng)用于各種智能化的控制設(shè)備和儀器，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。(2)可靠性高，抗干擾性強(qiáng)。單片機(jī)把各種功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，

17、其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下(3)低功耗。許多單片機(jī)的工作電壓只有24伏特，電流幾百微安，功耗很低，適用于便攜式系統(tǒng)(4)控制功能強(qiáng)。其CPU可以對(duì)I/O端口直接進(jìn)行操作，可以進(jìn)行位操作、分支轉(zhuǎn)移操作，還能方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)控制，使整個(gè)系統(tǒng)的控制效率大為提高，適用于專門的控制領(lǐng)域。(5)可擴(kuò)展性好。單片機(jī)具有靈活方便的外部擴(kuò)展總線接口，使得當(dāng)片內(nèi)資源不夠使用時(shí)可以非常方便地進(jìn)行片外擴(kuò)展。另外，現(xiàn)在單片機(jī)具有越來越豐富的通信接口：如異步用行口SCI、同步用行口SPI、I2C、CAN總線、甚至有的單片機(jī)還集成了USB接口或以太網(wǎng)接口，這些豐富的通信接口使得單片機(jī)系統(tǒng)與外部

18、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信變得非常容易。(6)性價(jià)比高單片機(jī)應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)批量大，產(chǎn)品供應(yīng)商的商業(yè)競爭使得單片機(jī)產(chǎn)品的性能越來越強(qiáng)而價(jià)格低廉，有優(yōu)異的性能價(jià)格比。單片機(jī)控制與plc控制的區(qū)別：都是計(jì)算機(jī)，有cpu存儲(chǔ)器等計(jì)算機(jī)具有的必要元件。.PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種可編程的集成芯片，換句話來說，plc就是由單片機(jī)加上外圍電路做成的，單片機(jī)開發(fā)式底層開發(fā)，比較麻煩，程序編寫用匯編或者c語言比如延時(shí)用單片機(jī)做程序，要從晶振來計(jì)算，而plc就不一樣，個(gè)廠家都提供一個(gè)編程軟件，可以用梯形圖編程，延時(shí)只需在時(shí)問繼電器里送一個(gè)數(shù)字而已。.單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大

19、型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例，單片機(jī)可以開發(fā)各種智能儀表，比如溫控儀，電視遙控器，豆?jié){機(jī)控制器，微波爐，智能玩具。.不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，通用性，可靠性，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)，plc是專業(yè)為工業(yè)開發(fā)的一種計(jì)算機(jī)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。.單片機(jī)開發(fā)成本低，一個(gè)單片機(jī)十幾塊到幾十塊，上百不等，但開發(fā)起來，麻煩。PLC的價(jià)格幾百，幾千，幾萬，但是開發(fā)周期短，見效快，可靠性高。5.應(yīng)用場(chǎng)合不一樣，單片機(jī)用于少量的控制點(diǎn)、量化的產(chǎn)品上，PLC更適合大系統(tǒng)。AT89S51

20、單片機(jī)作為控制部件，該型號(hào)單片機(jī)共有40個(gè)引腳采用雙列直插式的，下面是各個(gè)引腳的功能:工二OFLOPH1*03尸14EKM-AO當(dāng)尸工占AOE尸1丁IMT1IKTO1Z1T1PT0PPJSEJVTddXIKXDTXDFR4圖3.3AT89S51的引腳圖(1)輸入/輸出口線P0.0P0.7P0口的8位雙向口線。P1.0P1.7P1口的8位雙向口線;P2.0P2.7P2口的8位雙向口線;P3.0P3.7P3口的8位雙向口線;表3-1。內(nèi)部具有上拉電阻。內(nèi)部具有上拉電阻。內(nèi)部具有上拉電阻。還具有第二功能見表3-1P3口的第二功能口線第二功能信號(hào)名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送

21、P3.2INT0外部中斷0的申請(qǐng)P3.3INT1外部中斷1的申請(qǐng)P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部RAM寫選通P3.7RD外部RAM讀選通2）控制信號(hào)線RST-復(fù)位輸入信號(hào)高電平有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。EA/Vpp-外部程序存貯器訪問允許信號(hào)/編程電壓輸入端，當(dāng)EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始的，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。PSEN-低電平有效，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部ROM單元的讀操作。ALE/PROG-低字節(jié)地址鎖存信號(hào)/編程脈沖輸入端3）電源和外部晶振

22、引腳Vcc-電源電壓輸入引腳GND-電源地XAL1、XTAL2-外部晶振引腳4）存儲(chǔ)器的分配AT89S51的內(nèi)部共有256個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，通常把這256個(gè)單元按其功能劃分為兩部分：低128單元和高128單元，其中低128個(gè)單元供用戶暫存中間數(shù)據(jù)，可讀可寫，掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失；高128個(gè)單元被專用寄存器占用。其中內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配情況如圖3.4所示：特殊功能寄存器KUH3.3.2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(shí),將單片機(jī)存儲(chǔ)器復(fù)位，使其各項(xiàng)參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時(shí)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(dòng)復(fù)

23、位兩種形式，RST端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號(hào)則稱為手動(dòng)復(fù)位。圖3.5為兼有上電復(fù)位和手動(dòng)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相同，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(dòng)復(fù)位是利用開關(guān)K來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，此時(shí)電源Vcc經(jīng)兩電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個(gè)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。uINTPPPPPPPPPJOP21RKP13P24P25P2CP”RXDTW.二三PkEN單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，

24、在本次設(shè)計(jì)中采用手動(dòng)復(fù)位，如圖T1TOXIX2RESETRDwS圖3.5單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)的時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路由晶振元件與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)信號(hào)定時(shí)和計(jì)時(shí)。在AT89S51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端引腳為XTAL1,其輸出端為XTAL20只要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C4、C5,就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。本設(shè)計(jì)采用圖3.6所示電路。一般地，電容C1和C2取33pf左右；晶體振蕩器，簡稱晶振，頻率范圍是1.212MHz。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。在通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz

25、或12MHz的晶振。如果系統(tǒng)中使用了單片機(jī)的用行口通信，則一般使用頻率為11.0592MHz的晶振。而在本次設(shè)計(jì)中采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。C512V1口一XTATI圖3.6時(shí)鐘電路顯示電路顯示模塊由發(fā)光二極管和LED顯示器組成。.LED(LightEmitingDiode)是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫。本次設(shè)計(jì)中我們采用發(fā)光二極管主要是用來指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。5個(gè)發(fā)光二極管分別跟單片機(jī)的P1口的5個(gè)I/O連接，如圖3.7所示。當(dāng)發(fā)光二極管的負(fù)極所對(duì)應(yīng)的P1口為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通。圖3.7發(fā)光二極管電路.LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，所以在顯示器前面冠以“LED”。本

26、次設(shè)計(jì)只是顯示時(shí)間，所以采用LED顯示器就可以達(dá)到目的了。如圖3.8所示:而B05IRXDTEDAIXPPSEN常券普:1-二二-4-2r:-l2T-3r工二r._-圖3.8LED顯示器電路LED顯示器的結(jié)構(gòu)常用的LED為8段或7段。每一個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。這種顯示器有共陽極和共陰極2種。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。為了使LED顯示器顯示不同的符號(hào)或

27、數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要為LED顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼可使LED相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱之為段碼（或稱為字型碼）。LED顯示器工作原理LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示2種方式。LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（共陽極）連接在一起并接地（或+5V）;每位的段碼線（a-dp）分別與一個(gè)8位的鎖存器輸出相連。之所以稱之為靜態(tài)顯示，是因?yàn)楦鱾€(gè)LED的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)的段碼為止。正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示器的亮度都較高，但靜態(tài)現(xiàn)實(shí)的缺點(diǎn)是占用口線太多，如果顯示器的位數(shù)太多，則需要加鎖存器，因此一般情

28、況下采用動(dòng)態(tài)顯示。在多位LED顯示時(shí)，為簡化硬件電路，通常將所有位的段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由1個(gè)8位I/O口控制，形成段碼線的多路復(fù)用，而各位的共陰極或共陽極分別由相應(yīng)的I/O線控制，形成各位的分時(shí)選通。本次設(shè)計(jì)中我們采用的是2位共陽極數(shù)碼管，其中段碼線占用1個(gè)8位I/O口，即為P0口，而位選占用2個(gè)I/O口，在P2口。由于各位的段碼線并聯(lián)，8位I/O口輸出的段碼對(duì)各個(gè)顯示位來說都是相同的。因此，在同一時(shí)刻，如果各位位選都處于選通狀態(tài)的話，2位LED將顯示相同的字符。若要各位LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動(dòng)態(tài)顯示，即在某一時(shí)刻，只讓一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選

29、處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符段碼。這樣，在同一時(shí)刻，2位LED中只有選通的那位顯示字符，而其他1位則是熄滅的。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位都是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于LED顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。蜂鳴器報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采用無源蜂鳴器，單片機(jī)必須輸出固

30、定頻率的方波信號(hào)，其工作電壓范圍寬，4-12V,需要外圍元件少，電壓增益可調(diào)范圍為20-200。通過CPU的P3.5輸出高電平來控制蜂鳴器報(bào)警。如圖3.9所示:圖3.9蜂鳴器報(bào)警電路電動(dòng)機(jī)的控制電路.繼電器的作用繼電器是在自動(dòng)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(dòng)開關(guān)。.電動(dòng)機(jī)控制電路的工作原理電動(dòng)機(jī)M控制部分的電氣原理圖如圖3.10所示。電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)控制端，一端控制電機(jī)正傳該端與P2.0相連，另一端控制電機(jī)反轉(zhuǎn)該端與P2.1相連。系統(tǒng)供電時(shí)交流220V電壓經(jīng)過繼電器加在電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)控制端。當(dāng)洗衣機(jī)接到“正轉(zhuǎn)”指令時(shí)P2.0輸出高電平

31、經(jīng)過R19、Q1使得繼電器Kb線圈得電導(dǎo)通Kb,從而使得電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)洗衣機(jī)接到“反轉(zhuǎn)”的指令時(shí)P2.1輸出高電平經(jīng)過R20、Q2使得繼電器Ka線圈得電導(dǎo)通Ka,從而使得電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)水/排水電路如圖3.11所示，進(jìn)水閥受P1.6的控制，出水閥受P1.7的控制。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.6為“0”時(shí)，Ka線圈得電使得進(jìn)水閥打開。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.7為“0”時(shí)，Kb線圈得電使得出水閥打開。圖3.11進(jìn)水與出水控制電路圖1.3洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求洗衣流程一、完成一次洗衣過程的所需的動(dòng)作進(jìn)水動(dòng)作進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到水位的設(shè)定要求。洗衣機(jī)的進(jìn)水和水位判斷，是有水位開關(guān)盒進(jìn)水閥的通斷

32、來進(jìn)行控制的。當(dāng)桶內(nèi)沒有水或水量達(dá)不到設(shè)定的水位時(shí)，單片機(jī)程序?qū)⒖刂七M(jìn)水閥閉合，開始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定的水位時(shí)，水位開關(guān)受壓閉合，程序就可以進(jìn)入下一步(洗滌)處理。若在打開進(jìn)水閥后20分鐘內(nèi)不能進(jìn)水，則發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警，用戶只能關(guān)閉洗衣機(jī)電源進(jìn)行相關(guān)檢查后方能重新開機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)、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.水位開關(guān)水位開關(guān)又稱壓力開關(guān)。洗衣機(jī)洗滌桶進(jìn)水時(shí)的水位和洗滌桶排水時(shí)的狀況是由壓力開關(guān)檢測(cè)的。當(dāng)洗衣機(jī)工作在洗絳或漂洗程序時(shí)，若桶內(nèi)無水或水量不夠，壓力開關(guān)則發(fā)出供水信號(hào)。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí)，壓力開關(guān)將發(fā)出關(guān)閉水源的信號(hào)。微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)工作在排

33、水程序時(shí)，若排水系統(tǒng)有故障，水位開關(guān)則發(fā)出排水系統(tǒng)受阻信號(hào)。(1)結(jié)構(gòu)全自動(dòng)洗衣機(jī)上使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式，具結(jié)構(gòu)如圖所示。這類壓力開關(guān)按其功能可大致分為氣壓傳感裝置、控制裝置及觸點(diǎn)開關(guān)三部分。水位開關(guān)結(jié)構(gòu)及其水壓傳遞系統(tǒng)I一杠斤2一尋套3-調(diào)開楓釘4一壓力彈簧，一凸坨6一頂心7一開關(guān)小彈餐S-勒普片9一照料盤10噎腔幅11一吒室J2壓力軟管內(nèi)動(dòng)餐片外動(dòng)董片b(2)工作原理當(dāng)水注入內(nèi)桶時(shí)，氣章很快被封閉。隨著水位上升，封閉在氣室內(nèi)的空氣壓力也不斷提高，壓力經(jīng)軟管12傳到水位開關(guān)氣室11,水位開關(guān)氣室ll內(nèi)的空氣壓力向上推動(dòng)橡膠膜10和塑料盤9,推動(dòng)動(dòng)簧片8中的內(nèi)動(dòng)簧片向上移動(dòng)，壓力彈簧

34、4被壓縮。當(dāng)注水到了選定水位時(shí)，此時(shí)內(nèi)動(dòng)簧片移動(dòng)到預(yù)定的力平衡位置，開關(guān)小彈簧7將拉動(dòng)外動(dòng)簧片，并產(chǎn)生一個(gè)向下的推力，使開關(guān)的常閉觸點(diǎn)NC與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開，常開觸點(diǎn)NO與公共觸點(diǎn)COM閉合，從而發(fā)出關(guān)閉水源信號(hào)。排水時(shí)，當(dāng)水位下降到規(guī)定的復(fù)位水位時(shí)，水位產(chǎn)生的壓力減小，壓力彈簧4回復(fù)伸長，推動(dòng)頂心6,使動(dòng)簧片8中的內(nèi)動(dòng)簧片向下移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到預(yù)定的力平穩(wěn)位置時(shí)，開關(guān)小彈簧7對(duì)外動(dòng)簧片產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，使開關(guān)的常開觸點(diǎn)N0與公共觸點(diǎn)COM迅速斷開，常閉觸點(diǎn)NC與公共觸電C0M閉合，從而改變控制電路的通斷。2進(jìn)水電磁閥(1)結(jié)構(gòu)進(jìn)水電磁閥也稱為進(jìn)水閥或注水閥，其結(jié)構(gòu)如圖所示。出水口31進(jìn)水

35、閥結(jié)構(gòu)圖.幻斷電美用2通電開啟I金星過iff網(wǎng)2閥用3守就鐵框4一線.陶5一小掩簧6一鐵心7一小根放塞3一期梅盤學(xué)一概股前工作原理電磁閥線圈4斷電時(shí)，鐵心6在自重和小彈簧5作用下下壓，使鐵心6下端的小橡膠塞7堵住泄壓孔B,此時(shí)如果有水進(jìn)入進(jìn)水腔I,水便由加壓孔A進(jìn)入控制腔R,使控制腔R內(nèi)水壓逐漸增大，最終使橡膠閥9緊壓在出水管的上端口上，將閥關(guān)閉。同時(shí).因鐵心6上面空間與控制腔II相通，控制腔H內(nèi)水壓的增大還會(huì)使鐵心6上面空間氣體壓強(qiáng)增大.導(dǎo)致橡膠閥9更緊地壓在泄壓孔B上，增加了閥關(guān)閉的可靠性。當(dāng)進(jìn)水電磁閥線罔4通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將鐵心6向上吸起，泄壓孔B被打開。控制腔II內(nèi)的水迅速從泄壓

36、孔B中流入出水管，同時(shí)經(jīng)加壓孔A流人控制腔II的水又進(jìn)行補(bǔ)充。但由于加壓孔A比泄壓孔B小，使控制腔II內(nèi)的壓力迅速下降。當(dāng)控制腔II中的水壓降到低于進(jìn)水腔I水壓時(shí)，橡膠閥9被進(jìn)水腔I中的水向上推開，水從進(jìn)水腔I直接進(jìn)入出水管，進(jìn)而流人盛水桶。水到位后,由水位開關(guān)切斷進(jìn)水電磁閥線圈4的電源，進(jìn)水閥重新關(guān)閉。洗滌動(dòng)作洗滌動(dòng)作指的是周期性的“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止”，不同的洗衣過程，控制電機(jī)的執(zhí)行“正傳一停止一反轉(zhuǎn)一停止”的時(shí)間是不同的。標(biāo)準(zhǔn)洗滌過程可取：正轉(zhuǎn)3秒-停止1秒-反轉(zhuǎn)3秒-停止一秒。對(duì)于強(qiáng)弱洗滌這個(gè)時(shí)間要做相應(yīng)的調(diào)整。洗滌方式開關(guān)有通常和柔和2種方式可供選擇。在通常洗滌方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作

37、流程是：正轉(zhuǎn)27sf停轉(zhuǎn)3sf反轉(zhuǎn)27sf停轉(zhuǎn)3sf正轉(zhuǎn)27sf,循環(huán)工作；在柔和洗滌方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作流程是：正轉(zhuǎn)3s停轉(zhuǎn)7s反轉(zhuǎn)3s停轉(zhuǎn)7s正轉(zhuǎn)3s,循環(huán)工作洗滌過程中，若遇水位開關(guān)斷開或用戶要求（重新選擇水位），則要停止洗滌動(dòng)作并打開進(jìn)水閥進(jìn)水直至水位滿足要求再繼續(xù)。第一循環(huán)為洗滌，時(shí)間為6min,此外洗滌動(dòng)作最后15秒，電機(jī)還要進(jìn)行快速的“正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止”處理，以免衣服擰成一團(tuán)。洗衣同期選擇開關(guān)有標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)2種方式可供選擇。在標(biāo)準(zhǔn)方式時(shí)，洗衣過程是：洗滌6minf漂洗（清洗）4minf漂洗（清洗）2minf脫水5min；在經(jīng)濟(jì)方式時(shí)，洗衣過程是：洗滌6minf漂洗（清洗）2minf脫

38、水3.5min低水位10005排水00005排空檢測(cè)10006報(bào)警00006高水位檢測(cè)10007中水位檢測(cè)10008捽制器排水按鉗水位控制開關(guān)低水位開關(guān)洗滌電機(jī)漂洗動(dòng)作洗滌過程結(jié)束后，洗衣機(jī)排水閥接通，排除帶有泡沫的臟水，排水結(jié)束后，洗衣機(jī)進(jìn)水閥再次接通，開始向洗衣機(jī)供水，當(dāng)達(dá)到水位要求時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水，電機(jī)接通進(jìn)行“正傳-停-反轉(zhuǎn)-?！毖h(huán)運(yùn)動(dòng)。漂洗衣物，重復(fù)漂洗兩次，第一次漂洗時(shí)間為四分鐘，第二次漂洗時(shí)間為兩分鐘。脫水動(dòng)作漂洗后進(jìn)行排水，排水動(dòng)作結(jié)束后，脫水是通過點(diǎn)機(jī)的正轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)要求排水閥一直打開，也正是由于排水閥的打開，才使得脫水時(shí)的電機(jī)正傳速度不同于洗滌時(shí)的電機(jī)正傳速度

39、（通過機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)）脫水時(shí)間我們?cè)O(shè)置為長脫水，脫水時(shí)間2min。進(jìn)行脫水時(shí)若遇到洗衣機(jī)蓋打開，則暫停脫水并發(fā)出報(bào)警，直至用戶和尚桶蓋后，才能繼續(xù)進(jìn)行脫水。脫水結(jié)束后發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)關(guān)閉排水閥。1排水電磁閥排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成，如圖所示。電磁鐵和排水閥是兩個(gè)獨(dú)立的部件，兩者之間以電磁鐵拉桿聯(lián)接起來。排水閥的結(jié)構(gòu)與電磁鐵的裝配關(guān)系I一排水閥隨2橡膠閥3內(nèi)彈簧4.外伸簧5導(dǎo)套6一腳蓋7電磁鐵拉桿8銷釘9基板(鐵墊豳)】。一微動(dòng)開關(guān)壓鈕II一弓I線端子12一排水電磁鐵13一南鐵14一開口銷15外植16代套17蒯車扭簫伸出端(1)結(jié)構(gòu)排水閥是由排水閥座1、橡膠閥2、內(nèi)外彈簧3與4、導(dǎo)套5和閥蓋

40、6等組成。排水閥門采用橡膠材料制成，內(nèi)有一個(gè)由硬質(zhì)塑料制作的導(dǎo)套5。導(dǎo)套5內(nèi)裝有內(nèi)彈簧3,它一端卡在導(dǎo)套左邊槽口，另一端鉤掛在電磁鐵拉桿7上,內(nèi)彈簧3處于拉緊狀態(tài)。在導(dǎo)套5外裝有一個(gè)外彈簧4,它的剛度比內(nèi)彈簧3小,它的一端與閥蓋6接觸.另一端與導(dǎo)套5的基座接觸.外彈簧4處在壓縮變形狀(2)工作原理洗衣機(jī)處在進(jìn)水和洗滌時(shí)，排水閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)主要由外彈簧4把橡膠閥2緊壓在排水閥座1的底部。排水時(shí)，排水電磁鐵通電工作，銜鐵13被吸入，牽動(dòng)電磁鐵拉桿7。由于拉桿7位移，在它上面的擋套16撥動(dòng)制動(dòng)裝置的剎車扭簧伸出端17,使制動(dòng)裝置處于非制動(dòng)狀態(tài)(脫水狀態(tài))。另一方面隨著電磁鐵拉桿7的左端離開導(dǎo)套

41、5,外彈簧4被壓縮，使排水閥門打開正常排水時(shí)，橡膠閥2離開排水閥座l密封面的距離應(yīng)不小于8mm,排水電磁鐵的牽引力約為40N。第2章硬件設(shè)計(jì)電機(jī)的選擇在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，配有小型單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)因應(yīng)用類別的差異，一般可分為分相式電動(dòng)機(jī)、電容式電動(dòng)機(jī)、永久分相式電容電動(dòng)機(jī)、罩極式電動(dòng)機(jī)、永磁直流電動(dòng)機(jī)及交直流電動(dòng)機(jī)等類型.一般的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在接通三相交流電后，電機(jī)定子繞組通過交變電流后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并感應(yīng)轉(zhuǎn)子，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并相互作用而形成轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng).但單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，只能產(chǎn)生極性和強(qiáng)度交替變化的磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，因此單相交流電動(dòng)機(jī)必須另外設(shè)計(jì)使它產(chǎn)生

42、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子才能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以常見的單相交流電機(jī)有分相啟動(dòng)式/罩極式/電容啟動(dòng)式等種類.分相式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)分相式電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器中.該電機(jī)有一個(gè)鼠籠式轉(zhuǎn)子和主、副兩個(gè)定子繞組.兩個(gè)繞組相差一個(gè)很大的相位角，使副繞組中的電流和磁通達(dá)到最大值的時(shí)間比主繞組早一些，因而能產(chǎn)生一個(gè)環(huán)繞定子旋轉(zhuǎn)的磁通。這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通切割轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)一個(gè)較大的電流，電流所產(chǎn)生的磁通與定子磁通相互作用，轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩.當(dāng)電機(jī)一旦啟動(dòng)轉(zhuǎn)速上升至額定轉(zhuǎn)速70%時(shí),離心開關(guān)脫開副繞組即斷電，電機(jī)即可正常運(yùn)轉(zhuǎn).電容式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)該類電動(dòng)機(jī)可分為電容分相啟動(dòng)電機(jī)和永久分相電容電機(jī).這種電機(jī)機(jī)構(gòu)

43、簡單/啟動(dòng)快速/轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、抽油煙機(jī)等家用電器中.電容式電動(dòng)機(jī)在定子繞組上設(shè)有主繞組（啟動(dòng)繞組）,并在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)大容量啟動(dòng)電容器，使通電后主、副繞組的電相角成90度，從而能產(chǎn)生較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn).對(duì)于永久分相電容電機(jī)來說，其用接的電容器，當(dāng)電機(jī)在通電啟動(dòng)或者正常運(yùn)行時(shí)，均與啟動(dòng)繞組申接.由于永久分相電機(jī)具啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，因此很適于排風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)機(jī)等要求啟動(dòng)力矩低的電器設(shè)備中應(yīng)用.電容式電動(dòng)機(jī)，由于其運(yùn)行繞組分正、反相繞制設(shè)定，所以只要切換運(yùn)行繞組和啟動(dòng)繞組的用接方向即可方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)逆/順方向運(yùn)轉(zhuǎn).交直流兩用電動(dòng)機(jī)交直流兩用電動(dòng)機(jī)，在交流50Hz電源中運(yùn)行

44、，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的只能達(dá)到每分鐘3000轉(zhuǎn).而交直流兩用電動(dòng)機(jī)在交流和直流供電下，其電機(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)20000轉(zhuǎn),同時(shí)其電機(jī)的輸出啟動(dòng)力矩也很大，所以盡管電機(jī)體積小，但由于轉(zhuǎn)速高輸出功率大,因此交直流兩用電動(dòng)機(jī)在洗衣機(jī)領(lǐng)域得以普遍應(yīng)用.交、直流兩用電動(dòng)機(jī)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與單純的直流電機(jī)沒有很大差異，均由電機(jī)電刷經(jīng)護(hù)換向器將電流輸入電樞繞組，其磁場(chǎng)繞組與電樞繞組構(gòu)成串聯(lián)形式.為了充分減少轉(zhuǎn)子告訴運(yùn)行時(shí)電刷與換向器間產(chǎn)生的電火花干擾，而將電機(jī)的磁場(chǎng)線圈制成左右兩只，分別串聯(lián)在電樞兩側(cè).兩用電機(jī)的轉(zhuǎn)向切換很方便，只要切換開關(guān)將磁場(chǎng)線圈反接，即能實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的逆轉(zhuǎn)或順轉(zhuǎn).單片機(jī)芯片的選擇AT89C51單片機(jī)是

45、ATMEL公司AT89系列中經(jīng)濟(jì)低價(jià)產(chǎn)品，指令兼容MCS-51指令集，它內(nèi)含2KB可重編程的Flash存儲(chǔ)器和128字節(jié)的RAM,有15條可編程的I/O引線和5個(gè)中斷觸發(fā)源。在需要I/O線不多的控制場(chǎng)合，選用它作為核心控制芯片，可使電路極大地簡化，成本也較低MCS-51系列MCS-51系列優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。51系列在片內(nèi)RAME間還特別開辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址20H-2FH它既可作字節(jié)處理，也可作位處理（作位處理時(shí)，合128個(gè)位，相應(yīng)位地址為00H7FH）,使用極為靈活。

46、這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因?yàn)橐粋€(gè)較復(fù)雜的程序在運(yùn)行過程中會(huì)遇到很多分支，因而需建立很多標(biāo)志位，在運(yùn)行過程中，需要對(duì)有關(guān)的標(biāo)志位進(jìn)行置位、清零或檢測(cè)，以確定程序的運(yùn)行方向。而實(shí)施這一處理（包括前面所有的位功能），只需用一條位操作指令即可。MCS-51系列的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。八位除以八位的除法指令，商為八位，精度嫌不夠，用得不多。而八位乘八位的乘法指令，其積為十六位，精度還是能滿足要求的，用的較多。作乘法時(shí)，只需一條指令就行了，即MULABM個(gè)乘數(shù)分別在累加器A和寄存器B中。積的低位字節(jié)在累加器A中，高位字節(jié)在寄存器B中）。很多的八位單片機(jī)都不具備乘法

47、功能，作乘法時(shí)還得編上一段子程序調(diào)用，十分不便。MCS-51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各I/O均置高電平）。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mA具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十nA甚至更小（電流實(shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力。其原因是高電平時(shí)腳也同時(shí)作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進(jìn)行高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)，得利用外電路來實(shí)現(xiàn)，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光；低電平時(shí)，I/O腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED

48、滅（I/O腳導(dǎo)通時(shí)對(duì)地的電壓降小于1V,LED的域值1.51.8V）。綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用MCS-51系列，而51系列的典型產(chǎn)品是AT89C51AT89C51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(gè)中斷發(fā)源，指令與MCS-51系列完全兼容。選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(jì)制作全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路，該電路的組成相對(duì)簡單，工作原理清晰，易于理解。AT89C51弓I腳圖如圖2-1所示。1P10VCCP11P0.0P12PO.1P1.3P02PlAP0.3P15

49、PO.4P1.6P0,5P1.7P0.6RST/VPDPO.7P30/RxDEA/VppP3仃芯曲LE7PROGP32/INT0PSENP3.3/INT1P2.7P3,4m)P2.6P35JT1P2.5P36/WRP2.4P3.7/RDP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.04023933843753663573483393210311130122913281427152616251724132319222021洗衣機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)片的是AT89c51單片機(jī)，其要控制的對(duì)象包括：進(jìn)水閥、排水閥、電機(jī)。這些被控劉象是需要根據(jù)不同的沈衣程序來設(shè)定它們的不同工作狀況和工作時(shí)問的，進(jìn)水閥

50、和排水閥的控制還需要水位檢測(cè)，同時(shí)需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運(yùn)行剩余時(shí)間。發(fā)光二極管用來指示洗滌速度和脫水速度；按鍵用來控制程序的運(yùn)行和設(shè)置洗滌速度和脫水速度。固態(tài)繼電器的選用.1固態(tài)繼電器概述固態(tài)繼電器（SSR）與機(jī)電繼電器相比，是一種沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點(diǎn)，無火花地接通和斷開被控電路。2.3.2固態(tài)繼電器的組成輸入電路可固態(tài)繼電器由輸入電路，

51、隔離(耦合)和輸出電路。安輸入電壓的不同類別，分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOSt容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。做成原理圖如下：穌崛枚電熟固態(tài)繼電器的特點(diǎn)和作用1、特點(diǎn)：(1)高壽命，高可靠：SSR沒有機(jī)械零部件，有固體器件完成觸點(diǎn)功能，由于沒有運(yùn)動(dòng)的零部件，因此能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作，由于組成固

52、態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長，可靠性高。(2)靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動(dòng)功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。(3)快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因?yàn)椴捎霉腆w器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。(4)電磁干擾?。汗虘B(tài)繼電器沒有輸入線圈，沒有觸點(diǎn)燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通,零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。2、作用:固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電

53、器原理及選型固態(tài)繼電器(SolidStateRelays,縮寫SSR)是一種無觸點(diǎn)電子開關(guān)，由分立元器件、膜固定電阻網(wǎng)絡(luò)和芯片，采用混合工藝組裝來實(shí)現(xiàn)控制回路(輸入電路)與負(fù)載回路(輸出電路)的電隔離及信號(hào)耦合，由固態(tài)器件實(shí)現(xiàn)負(fù)載的通斷切換功能，內(nèi)部無任何可動(dòng)部件。盡管市場(chǎng)上的固態(tài)繼電器型號(hào)規(guī)格繁多，但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入（控制）電路，驅(qū)動(dòng)電路和輸出（負(fù)載）電路三部分組成。固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號(hào)提供一個(gè)回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號(hào)源。固態(tài)繼電器的輸入電路多為直流輸入，個(gè)別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入

54、電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路，在輸入電壓達(dá)到一定值時(shí)，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當(dāng)寬的輸入電壓范圍。固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光一三極管、光雙向可控硅、光二極管陣列（光伏）等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成約10MHz的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號(hào)傳遞到變壓器次級(jí)。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護(hù)、顯示等各種功能電路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號(hào)。固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號(hào)的控制下，實(shí)現(xiàn)固態(tài)繼電器的通斷

55、切換。輸出電路主要由輸出器件（芯片）和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時(shí)還包括反饋電路。目前，各種固態(tài)繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管（Transistor）單向可控硅（Thyristor或SCR）、雙向可控硅（Triac）、MOS場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）、絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）等。.固態(tài)繼電器選型：直流固態(tài)繼電器的控制電壓范圍通常為3.67V,其輸入電流典型值為7mA左右，可與TTL電路兼容。輸入可與CMOS電路兼容的固態(tài)繼電器，其輸入電流一般不超過250A,但需加偏置電壓。固態(tài)繼電器的輸出電壓通常是指加至繼電器輸出端的穩(wěn)態(tài)電壓。而瞬態(tài)電壓則是指繼電器輸出端可以承受的最大電壓。在使用中，一定要保證加至繼電器輸出端的最大電壓峰值低于繼電器的瞬態(tài)電壓值。在切換交流感性負(fù)載、單相電機(jī)和三相電機(jī)負(fù)載，或這些負(fù)載電路上電時(shí)，繼電器輸出端可能出現(xiàn)兩倍于電源電壓峰值的電壓。對(duì)于此類負(fù)載，選型時(shí)應(yīng)給固態(tài)繼電器的輸出電壓留出一定余量。對(duì)于感性負(fù)載和容性負(fù)載，當(dāng)交流固態(tài)繼電器在關(guān)斷時(shí)，有較大的dv/dt（電壓指數(shù)上升率）加至繼電器輸