基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

PAGE..目錄摘要IAbstractII1機(jī)械結(jié)構(gòu)1-外箱體1-彈性支承結(jié)構(gòu)1-面框3-1.2洗滌脫水系統(tǒng)3-盛水桶3-洗滌脫水桶3-波輪4-1.3.傳動(dòng)系統(tǒng)4-電動(dòng)機(jī)4-離合器5-電容器7-電動(dòng)排水牽引器8-1．4進(jìn)水、排水系統(tǒng)9-進(jìn)水電磁閥9-水位開(kāi)關(guān)10-排水電磁閥11-二、系統(tǒng)原理圖：132.1單片機(jī)的復(fù)位電路132.1單片機(jī)的復(fù)位電路132.2單片機(jī)的時(shí)鐘電路142.3蜂鳴器報(bào)警電路152.4電動(dòng)機(jī)的控制電路15繼電器的作用15電動(dòng)機(jī)控制電路的工作過(guò)程152.5進(jìn)水/排水電路16電動(dòng)式排水牽引器16排水電路工作原理16進(jìn)水電磁閥16進(jìn)水水電路工作原理172.6開(kāi)關(guān)復(fù)位電路182.7設(shè)置/開(kāi)始、暫停電路192.8狀態(tài)顯示電路202.9甩干時(shí)開(kāi)蓋暫停電路202.10PCB板21三、洗衣機(jī)程序233.1主要內(nèi)容233.2主要功能233.3程序介紹23四．調(diào)試過(guò)程344.1硬件設(shè)置344.2程序調(diào)試35程序分塊調(diào)試35五.測(cè)水的清澈度以檢測(cè)洗衣干凈程度395.1方案一、用光電池395.2方案二、水質(zhì)渾濁度傳感器41渾濁度傳感器的選擇及簡(jiǎn)介41渾濁度傳感器的原理42渾濁度傳感器的器件選擇與電路組成435.3、冬天給水加溫,加熱器及測(cè)溫系統(tǒng)45加熱系統(tǒng)45測(cè)溫系統(tǒng)465.4電解水殺菌功能495.5擺脫按鍵的繁瑣,基于語(yǔ)音識(shí)別模塊49六小結(jié)536.1問(wèn)題解析536.2設(shè)計(jì)心得55七．參考文獻(xiàn)57..1小天鵝洗衣機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析與研究小天鵝微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)XQB47-2003G是指可以完成洗滌、漂洗及脫水過(guò)程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,通常采用套桶方式,即將離心桶〔內(nèi)桶和盛水桶〔外桶同軸地套在一起,故又稱為套桶式洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)工作原理：在程控器的控制下自動(dòng)完成洗衣的全過(guò)程。洗滌時(shí),程控器將進(jìn)水閥打開(kāi)至水位達(dá)到設(shè)定值,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn),使水及衣物完成洗滌或漂洗過(guò)程；排水時(shí),程控器打開(kāi)排水閥,將洗滌液或水排出；脫水時(shí),程控器仍將排水閥打開(kāi),并使離合器動(dòng)作,完成機(jī)械轉(zhuǎn)換,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心桶高速旋轉(zhuǎn),完成脫水過(guò)程全自動(dòng)套筒洗衣機(jī)的其機(jī)械結(jié)構(gòu)基本相同,如圖1.1所示。主要由機(jī)械支撐系統(tǒng)、洗滌脫水系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)水排水系統(tǒng)等組成。圖1.1洗衣機(jī)1.1機(jī)械支撐系統(tǒng)機(jī)械支撐系統(tǒng)包括外箱體、彈性支承結(jié)構(gòu)、面框等部分。外箱體外箱體是洗衣機(jī)的外殼,價(jià)格在100元到120元。主要是對(duì)箱體內(nèi)部零部件起保護(hù)及支撐、緊固的作用。箱體正前方右下角裝有調(diào)整腳,保證洗衣機(jī)安放平穩(wěn)。箱體內(nèi)壁上貼有泡沫塑料襯墊,用以保護(hù)箱體。箱體上部的四角處裝有吊板,用于安裝吊桿,電容器通過(guò)固定夾固定在箱體的后側(cè)內(nèi)壁上,電源線、排水口蓋、后蓋板等也固定在箱體上。彈性支承結(jié)構(gòu)全自動(dòng)洗衣機(jī)脫水時(shí),由于洗滌物的分布不均勻是不可避免的,高速離心脫水將使內(nèi)外桶產(chǎn)生劇烈的震動(dòng)和晃動(dòng),為此,常采用將外桶吊掛在機(jī)箱殼上的一種彈性支承結(jié)構(gòu)來(lái)減震,即采用四根柔性吊桿將外桶吊掛在機(jī)箱的四個(gè)角上。全自動(dòng)洗衣機(jī)采用的一種彈性支承結(jié)構(gòu)外形如圖1.2所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.3所示,吊板固定在箱體上部四角處,外桶吊耳與盛水桶下部相連吊桿穿過(guò)吊板及外桶吊耳將兩者連在一起。吊桿為鋼絲,上部掛在吊桿掛頭上,吊桿掛頭可以轉(zhuǎn)動(dòng),吊桿下部套著阻尼筒,阻尼筒大約10元。阻尼筒內(nèi)裝有減震彈簧和阻尼膠碗,阻尼筒掛在外桶吊耳上,可見(jiàn),四根吊桿通過(guò)阻尼筒承受桶體的全部重量,而桶體的重量則將阻尼筒內(nèi)的減震彈簧壓縮。工作時(shí),由于桶內(nèi)水的多少不同使減震彈簧的壓縮量也不同,桶體的高低位置也不同。當(dāng)洗滌、脫水發(fā)生振動(dòng)時(shí),阻尼筒一方面沿吊桿掛頭擺動(dòng),另一方面沿吊桿上下滑動(dòng),這樣可以吸收振動(dòng)能量,減少由于桶體的振動(dòng)而引起的洗衣機(jī)振動(dòng)保持整機(jī)的平穩(wěn)工作。圖1.2彈性支承結(jié)構(gòu)圖1.3彈性支承結(jié)構(gòu)原理面框面框位于洗衣機(jī)的上部,主要用于安裝和固定電氣部件和操作部件,面框內(nèi)一般安裝有控制器、進(jìn)水閥、水位開(kāi)關(guān)、安全開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)、操作開(kāi)關(guān)等部件。如圖1.4所示圖1.4控制面框1.2洗滌脫水系統(tǒng)洗滌脫水系統(tǒng)主要包括盛水桶、洗滌脫水桶、波輪等部件。盛水桶盛水桶是盛放洗滌液和清水的容器,價(jià)格150元,是用具有耐酸堿、抗沖擊、耐熱等性能的塑料注塑成型,并固定在鋼制底盤上。盛水桶底部正中開(kāi)有圓孔,與離合器上的大水封配合,防止漏水。桶體底部有排水口,與排水閥相連接,由排水閥控制排放污水。盛水桶上部離桶口一定距離的桶壁上開(kāi)有溢水口,用于排出溢水和漂洗時(shí)的肥皂泡。盛水桶下部側(cè)壁上有一空氣室,并開(kāi)有導(dǎo)氣接嘴口,通過(guò)導(dǎo)氣軟管與水位開(kāi)關(guān)相連接,控制盛水桶內(nèi)水位的高度。1.2.2洗滌脫水桶洗滌脫水桶也稱為離心桶或內(nèi)桶,價(jià)格280元,全自動(dòng)洗衣機(jī)洗滌與脫水是在同一桶內(nèi)進(jìn)行,所以該桶既要滿足洗滌要求,又要滿足脫水要求。其外形如圖1.5所示。圖1.5洗滌脫水桶內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.6所示圖1.6洗滌脫水桶結(jié)構(gòu)脫水桶內(nèi)壁上設(shè)有多條凸筋和凹槽,洗滌時(shí)起到搓衣板似的搓揉作用。凸筋的另一作用是增強(qiáng)洗滌液的渦漩。洗滌脫水桶的凹槽內(nèi)鉆有許多小孔,脫水時(shí),水從小孔中甩出,進(jìn)入盛水桶內(nèi)而排出。洗滌脫水桶的內(nèi)壁上還嵌有回水管,回水管的底部與波輪相配合,洗滌時(shí),隨著波輪的旋轉(zhuǎn),洗滌液被波輪泵出,沿著回水管上升,從回水管上部的出口處吐出,重新回到桶內(nèi),這樣周而復(fù)始地不斷循環(huán),洗滌液中的絨毛、線屑等被濾網(wǎng)袋收集。洗滌脫水桶的上口裝有平衡圈,其作用是減少脫水時(shí)由于不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng)。波輪波輪價(jià)格16.5元。波輪安裝在洗滌脫水桶內(nèi),并固定在離合器的波輪軸上。波輪一般由塑料注塑成型,要求外表光滑、無(wú)毛刺、不變形。波輪是產(chǎn)生水流的主要部件,其形狀、高低、大小、安裝位置、轉(zhuǎn)速及運(yùn)轉(zhuǎn)方式等,對(duì)洗衣機(jī)的洗凈比和磨損率起著重要的作用。1.3.傳動(dòng)系統(tǒng)全自動(dòng)洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、離合器、三角皮帶和電容器組成。電動(dòng)機(jī)電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)價(jià)格不到100元。是洗衣機(jī)的重要部件之一。洗滌時(shí),電動(dòng)機(jī)在程序控制器的控制下,產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是短時(shí)的正轉(zhuǎn)一停一反轉(zhuǎn)。脫水時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)側(cè)的皮帶輪和離合器側(cè)的皮帶輪進(jìn)行減速,帶動(dòng)離合器中的脫水軸作單方向的高速旋轉(zhuǎn),外形如圖1.7所示圖1.7電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、定子繞組由主繞組〔工作繞組和副繞組〔起動(dòng)繞組組成。2、副繞組串接電容器3、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后副繞組繼續(xù)通電工作工作原理：是將電容器串接于啟動(dòng)繞組,再與工作繞組相并聯(lián)。兩相繞組在空間相位互差90℃。適當(dāng)選擇電容器C的容量,可使兩個(gè)繞組中的電流相位差為90°,這樣在空間上互成90°的兩相繞組通入互差90°的兩相交流電,產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。如圖1.8所示圖1.8電動(dòng)機(jī)原理離合器全自動(dòng)洗衣機(jī)離合器全稱減速離合器,價(jià)格在90-180元,離合器是洗衣機(jī)的主要傳動(dòng)、減速部件。其主要作用是完成洗衣機(jī)的洗滌、甩干工作狀態(tài)切換,甩干過(guò)程中的緊急制動(dòng)等動(dòng)作。甩干狀態(tài)時(shí),剎車帶連桿在牽引器的拉動(dòng)下,帶動(dòng)剎車帶松開(kāi)輪轂；同時(shí),剎車帶連桿帶動(dòng)棘爪與棘輪分離,離合套被離合簧鎖緊,內(nèi)軸與外軸形同整體并保持同步轉(zhuǎn)動(dòng),完成甩干狀態(tài)。洗滌狀態(tài)時(shí),牽引器松開(kāi)剎車帶連桿,在剎車帶連桿扭簧的作用下,剎車帶連桿帶動(dòng)剎車帶鎖緊輪轂,聯(lián)動(dòng)棘爪撥動(dòng)棘倫并帶動(dòng)離合簧的一端旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使離合套端的離合簧內(nèi)徑擴(kuò)大；而離合簧的另一端仍鎖緊在被單向軸承固定的外軸上,保持離合套離合簧的內(nèi)徑一直處于擴(kuò)大狀態(tài),使內(nèi)軸帶動(dòng)離合套可以在離合簧的腔體內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),完成洗滌狀態(tài)的切換態(tài)的切換。外部結(jié)構(gòu)如圖1.9所示,圖1.9離合器離合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.10所示圖1.10離合器內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容器小天鵝洗衣機(jī)采用的是單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī),電容器是其中一個(gè)重要組成部分。價(jià)格在10元左右。單相異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)使用的電容器通常為金屬化紙介質(zhì)或聚丙烯薄膜介質(zhì)電容器,容量為12～15μF,耐壓400V以上<交流>,外形有圓柱體形的,也有長(zhǎng)方體形的。如圖1.11所示圖1.11電容器電動(dòng)排水牽引器外形如圖1.12所示,圖1.12電動(dòng)排水牽引器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.13所示圖1.13內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作原理：牽引器通電后馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)馬達(dá)上的齒輪帶同其他齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而達(dá)到拉動(dòng)鋼索或齒條的作用,完成排水的作用。1．4進(jìn)水、排水系統(tǒng)全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水系統(tǒng)主要由進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和水位開(kāi)關(guān)等組成。進(jìn)水電磁閥進(jìn)水電磁閥稱為進(jìn)水閥或注水閥,型號(hào)為ICDZ70B1088J,其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)自動(dòng)注水和自動(dòng)停止注水。進(jìn)水閥由電磁線圈、可動(dòng)鐵心、橡皮膜、彈簧等組成,其外形如圖1.14所示。圖1.14進(jìn)水電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.15所示圖1.15內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.4.2水位開(kāi)關(guān)水位開(kāi)關(guān)型號(hào)為2000G。價(jià)格在10元左右。水位開(kāi)關(guān)與進(jìn)水電磁閥配合,根據(jù)洗衣桶內(nèi)水位的高低,控制進(jìn)水電磁閥的關(guān)閉或開(kāi)啟。水位開(kāi)關(guān)與程控器配合,根據(jù)洗衣程序與洗衣桶內(nèi)水位的高低,控制洗滌電動(dòng)機(jī)的通斷。水位開(kāi)關(guān)是實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、脫水以至排水的必經(jīng)之路。水位開(kāi)關(guān)又叫水位壓力開(kāi)關(guān),它是利用洗衣桶內(nèi)水位所產(chǎn)生的壓力來(lái)控制觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的通斷,外形如圖1.16。圖1.16水位開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.17圖1.17內(nèi)部結(jié)構(gòu)排水電磁閥排水電磁閥由電磁鐵與排水閥組成,電磁鐵和排水閥是兩個(gè)獨(dú)立的部件,兩者之間以排水閥桿連接起來(lái)。排水程序開(kāi)始時(shí),電磁鐵由于線圈通電而吸合銜鐵,銜鐵通過(guò)排水閥桿拉開(kāi)排水閥中與橡皮密封膜連成一體的閥門,從洗滌桶中來(lái)的污水因閥門開(kāi)放而排到機(jī)外。排水結(jié)束,電磁鐵因線圈斷電而將銜鐵釋放,閥中的壓縮彈簧推動(dòng)橡皮密封膜,使閥門與閥體端口平面貼緊,排水閥關(guān)閉。外形如圖1.18所示圖1.18排水電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1.19所示圖1.19排水電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)..2小天鵝洗衣機(jī)控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)的復(fù)位電路圖2-1系統(tǒng)原理圖2.1單片機(jī)的復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是復(fù)位。在單片機(jī)接上電源以后,或電源出現(xiàn)過(guò)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(kāi)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)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(guò)按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號(hào)則稱為手動(dòng)復(fù)位。下圖為兼有上電復(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(lái)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(kāi)關(guān)K來(lái)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(kāi)始工作。單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的,在本次設(shè)計(jì)中采用手動(dòng)復(fù)位,如圖2.1。圖2.1單片機(jī)的復(fù)位電路2.2單片機(jī)的時(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AT89c51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XTAL2。只要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C1、C2,就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。本設(shè)計(jì)采用下圖所示電路。電容C1和C2取30pf；采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。圖2.3時(shí)鐘電路2.3蜂鳴器報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采用無(wú)源蜂鳴器,單片機(jī)必須輸出固定頻率的方波信號(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(guò)CPU的P1.5給一個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)控制蜂鳴器報(bào)警。如下圖。當(dāng)按下控制面板的鍵時(shí)有聲音提醒,上蓋被打開(kāi)有聲音提醒,當(dāng)洗衣整個(gè)過(guò)程結(jié)束時(shí)程序控制蜂鳴器報(bào)警提醒洗衣完成及時(shí)取出衣服。圖2.4蜂鳴報(bào)警電路2.4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(lái)控制高電壓、大電流的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。電動(dòng)機(jī)控制電路的工作過(guò)程交流電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)線圈,當(dāng)一個(gè)線圈通電后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)另一個(gè)線圈通電后,電動(dòng)機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)次功能實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)。下圖該部分為原理圖,當(dāng)給P1.0口一個(gè)低電平后,繼電器RL1通電開(kāi)關(guān)閉合,即電動(dòng)機(jī)的一組線圈通電,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)給P1.0高電平,給P1.1低電平時(shí),繼電器RL1斷電斷開(kāi),繼電器RL2通電閉合,即電動(dòng)機(jī)的另一組線圈通電,電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2.5電動(dòng)機(jī)控制電路2.5進(jìn)水/排水電路2.5.1電動(dòng)式排水牽引器由電磁鐵與排水閥組成,如圖所示,電磁鐵和排水閥是兩個(gè)獨(dú)立的部件,兩者之間以排水閥桿連接起來(lái)。排水程序開(kāi)始時(shí),電磁鐵由于線圈通電而吸合銜鐵,銜鐵通過(guò)排水閥桿拉開(kāi)排水閥中與橡皮密封膜連成一體的門,從洗滌桶中來(lái)的污水因閥門開(kāi)放而排到機(jī)外。排水結(jié)束,電磁鐵因線圈斷電而將銜鐵釋放,閥中的壓縮彈簧推動(dòng)橡皮密封膜,使閥門與閥體端口平面貼緊,排水閥關(guān)閉。2.5.2排水電路工作原理如圖2.3,當(dāng)給P1.2口一個(gè)低電平時(shí),繼電器RL3通電閉合,電動(dòng)式排水牽引器通電,排水閥桿拉動(dòng)排水閥排水。P1.2給高電平后排水閥關(guān)閉。2.5.3進(jìn)水電磁閥進(jìn)水電磁閥稱為進(jìn)水閥或注水閥,其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)自動(dòng)注水和自動(dòng)停止注水。進(jìn)水閥由電磁線圈、可動(dòng)鐵心、橡皮膜、彈簧等組成。進(jìn)水電磁閥的開(kāi)關(guān)主要由閥內(nèi)的線圈控制動(dòng)鐵芯來(lái)完成。如果線圈不通電,這時(shí)打開(kāi)自來(lái)水龍頭,水不會(huì)流入洗衣機(jī)；當(dāng)線圈通電后,閥被打開(kāi),自來(lái)水通暢地流入洗衣機(jī)。進(jìn)水電磁閥基本結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)螺管電磁鐵和橡膠閥構(gòu)成。其工作原理是,電磁鐵線圈通電后,形成磁場(chǎng),吸引鐵質(zhì)閥芯上移,離開(kāi)膜片,水流導(dǎo)通。電磁鐵線圈失電后,在復(fù)位彈簧及重力作用下,閥芯下沉壓緊膜片堵住水道,停止向洗衣機(jī)內(nèi)注水。進(jìn)水電磁閥的進(jìn)水口一般有一個(gè)過(guò)濾網(wǎng),以防污垢堵塞進(jìn)水電磁閥橡膠閥。2.5.4進(jìn)水水電路工作原理如圖2.3,當(dāng)給P1.3口一個(gè)低電平時(shí),繼電器RL4通電閉合,進(jìn)水電磁閥通電,閥被打開(kāi),暢地流入洗衣機(jī)完成進(jìn)水。P1.3給高電平后進(jìn)水閥關(guān)閉,進(jìn)水結(jié)束。圖2.6牽引器圖2.7進(jìn)水閥圖2.8進(jìn)水排水電路2.6開(kāi)關(guān)復(fù)位電路圖2.9開(kāi)關(guān)復(fù)位電路圖2.10復(fù)位開(kāi)關(guān)按下后開(kāi)關(guān)閉合電路通電,當(dāng)給復(fù)位開(kāi)關(guān)一個(gè)復(fù)位電壓在電磁鐵作用下復(fù)位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電路斷電。開(kāi)關(guān)復(fù)位電路工作原理,在復(fù)位開(kāi)關(guān)按下后,當(dāng)給P1.4口一個(gè)低電平,繼電器RL5通電閉合,復(fù)位開(kāi)關(guān)斷開(kāi),實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)復(fù)位。2.7設(shè)置/開(kāi)始、暫停電路圖2.11設(shè)置/開(kāi)始暫停電路進(jìn)入設(shè)置程序按定時(shí)洗滌時(shí)間選擇按鍵,程序檢測(cè)到P2.0口變化,按鍵按一次定時(shí)2s,按二次定時(shí)4s,按三次定時(shí)6s；程序選擇按鍵在沒(méi)有按下時(shí)默認(rèn)變準(zhǔn)洗,按下后,檢測(cè)到P2.1口狀態(tài)變化,變?yōu)榭焖傧礌顟B(tài)；過(guò)程選擇按鍵,沒(méi)有按下時(shí)是洗滌加漂洗加甩干,通過(guò)檢測(cè)P2.2口狀態(tài)的變化切換過(guò)程,按一下進(jìn)入漂洗加甩干,按兩下是之甩干。按下開(kāi)始暫停,通過(guò)檢測(cè)P2.4口的變化,洗衣機(jī)進(jìn)入暫停狀態(tài)和回到原來(lái)運(yùn)行位置的作用。2.8狀態(tài)顯示電路圖2.12狀態(tài)顯示電路通過(guò)設(shè)置過(guò)程中按鍵的操作來(lái)調(diào)整指示狀態(tài),2s定時(shí)時(shí)D6亮,4s定時(shí)時(shí)D5亮,6s定時(shí)時(shí)D6亮,定時(shí)時(shí)間到定時(shí)指示燈都滅；程序處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)D7亮,處于快速狀態(tài)時(shí)D8亮；處于過(guò)程洗滌加漂洗加甩干時(shí)D9、D10、D11全亮,處于漂洗加甩干時(shí)D10、D11亮,處于甩干狀態(tài)時(shí)只有D11亮,工作結(jié)束后全滅。2.9甩干時(shí)開(kāi)蓋暫停電路當(dāng)處于甩干狀態(tài)時(shí)突然抬起洗衣機(jī)蓋,常閉開(kāi)關(guān)SW1斷開(kāi),P2.3口變?yōu)楦唠娖?進(jìn)入子程序電機(jī)停轉(zhuǎn),當(dāng)洗衣機(jī)蓋合上后,子程序退出,繼續(xù)甩干。圖2.13開(kāi)蓋暫停電路2.10PCB板圖2.14PCB板實(shí)際線路搭接,如圖2.15圖2.15實(shí)物連接圖3小天鵝洗衣機(jī)洗衣機(jī)控制程序3.1主要內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)用單片機(jī)控制的洗衣機(jī)控制器。以單片機(jī)為主的控制器,擴(kuò)展必要的外部電路,設(shè)計(jì)制作一個(gè)洗衣機(jī)控制器,如圖3.1所示。圖3.1控制流程圖3.2主要功能〔1標(biāo)準(zhǔn)洗滌：洗滌12分鐘；漂洗6分鐘,二次；脫水3分鐘?？焖傧礈欤合礈?分鐘；漂洗3分鐘,二次；脫水2分鐘?！?可根據(jù)用戶需要設(shè)置定時(shí)時(shí)間、程序、洗滌過(guò)程,洗衣工作中不可以更改設(shè)置?！?有啟動(dòng)／暫停按鈕控制：第一次啟動(dòng),完成設(shè)置,開(kāi)始工作；工作時(shí)按此按鈕暫停,再按則恢復(fù)工作。洗滌、漂洗4秒正轉(zhuǎn),停2秒,反轉(zhuǎn)4秒,停2秒?！?有脫水功能,并且在脫水時(shí),如果打開(kāi)蓋板〔P2.3插線斷開(kāi)表示,脫水暫停。〔5洗滌完時(shí)洗滌指示燈滅；漂洗完漂洗指示燈滅；脫水完脫水指示燈滅；全部結(jié)束后電源開(kāi)關(guān)復(fù)位。3.3程序介紹#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitzhengzh=P1^0; //電機(jī)正轉(zhuǎn)sbitfanzh=P1^1; //電機(jī)反轉(zhuǎn)sbitpaish=P1^2; //排水sbitjinsh=P1^3; //進(jìn)水sbitkaig=P1^4; //開(kāi)關(guān)復(fù)位sbitfengm=P1^5; //蜂鳴器sbitdingsh=P2^0; //定時(shí)洗滌時(shí)間選擇按鍵sbitchengx=P2^1; //程序選擇按鍵sbitguoch=P2^2; //過(guò)程選擇按鍵sbitkaishz=P2^4; //開(kāi)始暫停開(kāi)關(guān)sbitanq=P2^3; //安全開(kāi)關(guān)sbitled0=P0^0;sbitled1=P0^1;sbitled2=P0^2;sbitled3=P0^3;sbitled4=P0^4;sbitled5=P0^5;sbitled6=P0^6;sbitled7=P0^7;uchara=0,b=0,c=0;voiddelayms<uintz> //延時(shí)zms子程序{uintx,y;for<x=0;x<z;x++>for<y=0;y<110;y++>;}voidfeng<> //蜂鳴器響子程序{uintx,y=10;for<x=0;x<1000;x++>{fengm=1; y=10;while<y-->;fengm=0;y=10;while<y-->;}}voiddelay<uintz> //洗滌和漂洗延時(shí)子程序{uintx,y;for<x=0;x<z;x++>for<y=0;y<110;y++> {if<kaishz==0> //開(kāi)始暫停是否按下 { delayms<5>;//消抖 if<kaishz==0> //開(kāi)始暫停鍵按下〔暫停 { zhengzh=1; //停所有工作部分fanzh=1;paish=1;jinsh=1; feng<>; //蜂鳴器響 while<kaishz==0>; //等按鍵松開(kāi) delayms<5>; while<kaishz==1>; //等〔開(kāi)始按鍵按下 delayms<5>; while<kaishz==0>; //等按鍵松開(kāi) feng<>; } } }}voiddelay1<uintz> //甩干延時(shí)子程序{uintx,y;for<x=0;x<z;x++>for<y=0;y<110;y++> {if<kaishz==0> //是否按下開(kāi)始暫停 { delayms<10>;//消抖 if<kaishz==0> //〔暫停按鍵按下 { zhengzh=1; //停電機(jī)和排水牽引器減速paish=1; feng<>; while<kaishz==0>;//等按鍵松開(kāi) delayms<10>;//消抖 while<kaishz==1>;//等〔開(kāi)始按鍵按下 delayms<10>;//消抖 while<kaishz==0>;//等按鍵松開(kāi) delayms<10>;//消抖 paish=0; //排水開(kāi) feng<>; delayms<5000>;//等排水牽引器工作完成 } } }}voidjinshui<> //進(jìn)水閥進(jìn)水子程序{jinsh=0;delay<5000>;jinsh=1;} voidpaishui<>//排水閥排水子程序{ paish=0; delay<5000>; paish=1; delay<3000>;//必須要,可保證避開(kāi)在排水牽引器工作}voidshezhi<> //程序設(shè)置子程序{while<kaishz==1>//檢測(cè)開(kāi)始暫停是否按下{if<dingsh==0> //定時(shí)洗滌,可定時(shí)1,2,3分別為10S.20S.30S { delay<10>;//消抖 if<dingsh==0>//定時(shí)按鍵是否按下 { if<a<3> a++; else a=0; } feng<>; while<dingsh==0>;//等按鍵松開(kāi) } if<a==0> //定時(shí)燈不亮 {led0=1; led1=1; led2=1; } if<a==1> //10s定時(shí)燈亮 {led0=0; } if<a==2> //20s定時(shí)燈亮 {led0=1; led1=0; } if<a==3> //30s定時(shí)燈亮 {led0=1; led1=1; led2=0; } if<chengx==0> //程序選擇,0標(biāo)準(zhǔn)或1快速 { delay<10>;//消抖 if<chengx==0>//程序選擇按鍵按下 { if<b<1> b++; else b=0; } feng<>; while<chengx==0>;//等按鍵松開(kāi) } if<b==0> { led3=1; //標(biāo)準(zhǔn)燈亮 led4=0; } else { //快速燈亮 led3=0; led4=1; } if<guoch==0> //過(guò)程選擇,0<洗滌+漂洗+脫水0或 { //1〔漂洗+脫水或2〔脫水 delay<10>;//消抖 if<guoch==0>//過(guò)程按鍵按下 { if<c<2> c++; else c=0; } feng<>; while<guoch==0>;//等按鍵松開(kāi) } if<c==0>//洗滌加漂洗加甩干等亮 {led5=0; led6=0; led7=0; } if<c==1> //漂洗加甩干燈亮{led5=0; led6=0; led7=1; } if<c==2> //只甩干燈亮 {led5=0; led6=1; led7=1; }}feng<>;while<kaishz==0>; //等開(kāi)始鍵松開(kāi)}voiddingshi<> //定時(shí)子程序{switch<a>{case0: delay<0>;break; //不定時(shí) case1: delay<2000>;break;//定時(shí)2s case2: delay<4000>;break;//定時(shí)4s case3: delay<6000>;//定6s}led0=1; //定時(shí)指示熄滅led1=1;led2=1;}voidxidi<> //洗滌子程序{ucharb1,x1,x2,x3; //洗滌循環(huán)次數(shù)jinshui<>;if<b==0>b1=60; //標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)60,12minelseb1=30; //快速。循環(huán)35,7minfor<x1=0;x1<b1;x1++> //12s重復(fù)60或30次{ for<x2=0;x2<40;x2++>//正轉(zhuǎn)4s { zhengzh=0; delay<100>;//延時(shí)中可以檢測(cè)開(kāi)始暫停鍵 } zhengzh=1;//停2s delay<2000>; for<x3=0;x3<40;x3++>//反轉(zhuǎn)4s { fanzh=0; delay<100>;//延時(shí)中可以檢測(cè)開(kāi)始暫停鍵 } fanzh=1; delay<2000>;//停2s}paishui<>;led7=1; //關(guān)洗滌燈}voidpiaoxi<> //漂洗子程序{uintb2,z1,x2,x3,x4;if<b==0> //標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)30,6minb2=30;elseb2=15; //快速。循環(huán)15,3minfor<z1=0;z1<2;z1++> //漂洗2次{jinshui<>; for<x2=0;x2<b2;x2++> //12s重復(fù)30或15次{ for<x3=0;x3<40;x3++>//正轉(zhuǎn)4s { zhengzh=0; delay<100>;//延時(shí)中可以檢測(cè)開(kāi)始暫停鍵 } zhengzh=1; delay<2000>;//停2s for<x4=0;x4<40;x4++>//反轉(zhuǎn)4s { fanzh=0; delay<100>;//延時(shí)中可以檢測(cè)開(kāi)始暫停鍵 } fanzh=1; delay<2000>;}paishui<>;}led6=1; //關(guān)漂洗燈}voidshuaigan<> //甩干子程序{uintb3,x3;if<b==0> //標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)3,3*1min=0.1s*1800b3=1800;else //快速。循環(huán)2,2*1min=0.1s*1200b3=1200;paish=0;delayms<5000>;//等排水牽引器工作完for<x3=0;x3<b3;x3++>{ zhengzh=0; delay1<100>;//延時(shí)同時(shí)檢測(cè)開(kāi)始暫停鍵,繼續(xù)工作時(shí)先讓牽引器工作 if<anq==1>//安全開(kāi)關(guān)檢測(cè) { delay<10>; if<anq==1>//洗衣桶蓋打開(kāi) {//急停,報(bào)警 zhengzh=1; paish=1; feng<>; while<anq==1>;//洗衣機(jī)桶蓋關(guān)閉 paish=0;//先打開(kāi)排水牽引器一段時(shí)間后電機(jī)轉(zhuǎn) delay<5000>; } }}zhengzh=1;//電機(jī)斷電,自然減速delay<10000>;//自然減速paish=1;//強(qiáng)制停止led5=1; //關(guān)甩干燈}voidmain<>//主程序{shezhi<>;dingshi<>;switch<c>//過(guò)程判斷{ case0://洗滌+漂洗+甩干 xidi<>; piaoxi<>; shuaigan<>; break; case1://漂洗+甩干 piaoxi<>; shuaigan<>; break； case2://甩干 shuaigan<>;}feng<>;//結(jié)束提示kaig=0；//電源開(kāi)關(guān)復(fù)位}

4小天鵝洗衣機(jī)調(diào)試過(guò)程4.1硬件設(shè)置第一次硬件設(shè)計(jì)：將繼電器、NPN型三極管、LED、電阻焊接成外部模塊,與開(kāi)發(fā)板及洗衣機(jī)連接。經(jīng)調(diào)試不能正常工作,測(cè)量分析發(fā)現(xiàn)直接用單片機(jī)引腳驅(qū)動(dòng)三極管,會(huì)造成各引腳電壓異常,從而不能正常工作；另外,采用I/O口直接驅(qū)動(dòng)NPN型三極管時(shí),I/O口為高電平時(shí)三極管導(dǎo)通電磁閥工作。但當(dāng)剛開(kāi)機(jī)后程序執(zhí)行前的瞬間,單片機(jī)I/O口全為高電平,會(huì)出現(xiàn)開(kāi)機(jī)后電磁閥工作的現(xiàn)象。第二次硬件設(shè)計(jì)：經(jīng)分析后采用TLP521-2型光電耦合器與三極管連接來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥。將繼電器、TLP521-2型光電耦合器、NPN型三極管、LED、電阻焊接成外部模塊并與開(kāi)發(fā)板及洗衣機(jī)連接。圖4.1硬件控制電路圖4.2控制電路與開(kāi)發(fā)板連接圖4.3整體電路4.2程序調(diào)試4.2.1程序分塊調(diào)試將實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序下載到單片機(jī)中,按下開(kāi)始按鈕,實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn),經(jīng)觀察電機(jī)正常工作；同理調(diào)試進(jìn)水、排水,經(jīng)觀察均能正常工作；4.2.2程序組合調(diào)試1、"洗"過(guò)程：將電機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水、排水程序組合后下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試?，F(xiàn)象：進(jìn)水過(guò)程正常,電機(jī)不能正常工作。暫停后再次開(kāi)始不能正常工作。原因：程序開(kāi)始/暫停功能采用P3.2中斷方式實(shí)現(xiàn),因需求及限制原因,"開(kāi)始"前P3.2作為普通I/O口使用,"開(kāi)始"后設(shè)置為中斷方式工作。經(jīng)觀察,程序"開(kāi)始"后進(jìn)入設(shè)置中斷程序時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,分析后未找到原因。措施：取消中斷功能,改為查詢方式實(shí)現(xiàn)"開(kāi)始/暫停"功能,調(diào)試后可以正常工作。原程序：voidmain<>{init0<>;shezhi<>;dingshi<>;。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。}修改后程序：voidmain<>{shezhi<>;dingshi<>;。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。}voiddelay<uintz> /*洗滌和漂洗延時(shí)*/{uintx,y;for<x=0;x<z;x++>for<y=0;y<110;y++> {if<kaishz==0> //暫停是否按下 { delayms<5>; if<kaishz==0> { zhengzh=1; //停所有fanzh=1;paish=1;jinsh=1; feng<>; while<kaishz==0>; //等按鍵松開(kāi) delayms<5>; while<kaishz==1>; //等按鍵按下〔開(kāi)始 delayms<5>; while<kaishz==0>; //等按鍵松開(kāi)feng<>; } } }}2、"漂"過(guò)程：將電機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水、排水程序組合后下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試。該過(guò)程與洗過(guò)程相似,經(jīng)第一步調(diào)試改正后該過(guò)程未出現(xiàn)錯(cuò)誤。3、"甩"過(guò)程：將電機(jī)正轉(zhuǎn)、排水程序組合后下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試?，F(xiàn)象：開(kāi)始工作后波輪盤先轉(zhuǎn)動(dòng),延時(shí)一段時(shí)間內(nèi)筒與波輪盤一起工作；甩干過(guò)程停止時(shí)出現(xiàn)"急剎"現(xiàn)象。原因：開(kāi)始工作時(shí),牽引器完成工作前電機(jī)已開(kāi)始工作；結(jié)束工作時(shí),電機(jī)未完全停止?fàn)恳饕淹瓿晒ぷ?。措施：開(kāi)始工作時(shí)先進(jìn)行排水工作并延時(shí)適當(dāng)時(shí)間；工作結(jié)束時(shí)先關(guān)閉電機(jī),排水延時(shí)適當(dāng)時(shí)間后在進(jìn)行關(guān)閉。修改前程序：voidshuaigan<> /*甩干程序*/{uintb3,x3;if<b==0> // /*標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)3,3*1min=0.1s*1800*/b3=600;else // /*快速。循環(huán)2,2*1min=0.1s*1200*/b3=400;paish=0;delay1<3000>;。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。zhengzh=1;delay<10000>;paish=1;led5=1; //關(guān)甩干燈}修改后程序：voidshuaigan<> /*甩干程序*/{uintb3,x3;if<b==0> // /*標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)3,3*1min=0.1s*1800*/b3=600;else // /*快速。循環(huán)2,2*1min=0.1s*1200*/b3=400;paish=0;delay1<5000>;。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。zhengzh=1;delay<10000>;paish=1;led5=1; //關(guān)甩干燈}4、"漂""甩"過(guò)程組合：將"漂""甩"過(guò)程程序進(jìn)行組合,下載到單片機(jī)進(jìn)行調(diào)試。現(xiàn)象："漂""甩"過(guò)程過(guò)渡異常。原因："漂"過(guò)程結(jié)束后馬上開(kāi)始"甩"過(guò)程,但洗衣機(jī)反應(yīng)遲緩。措施："漂"過(guò)程結(jié)束后增加適當(dāng)延時(shí)。5、"洗""漂""甩"過(guò)程組合：現(xiàn)象："洗""漂"過(guò)程過(guò)渡異常,進(jìn)水閥與排水閥在過(guò)渡時(shí)會(huì)同時(shí)打開(kāi)。原因："洗"過(guò)程結(jié)束后馬上開(kāi)始"漂"過(guò)程,但洗衣機(jī)反應(yīng)遲緩。措施："洗"過(guò)程結(jié)束后增加適當(dāng)延時(shí)。

5小天鵝洗衣機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)5.1水質(zhì)渾濁度檢測(cè)方案一、光電池光電池工作原理是基于光生伏特效應(yīng),是可直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件。有光線作用時(shí)就是電源,如光電池。另一類用于檢測(cè)和自動(dòng)控制等。結(jié)構(gòu)原理：光電池實(shí)質(zhì)是一個(gè)大面積PN結(jié),結(jié)構(gòu)如下圖5.1所示,上電極為柵狀受光電極,柵狀電極下涂有抗反射膜,用以增加透光,減小反射,下電極是一層襯底鋁。當(dāng)光照射PN結(jié)的一個(gè)面時(shí),電子空穴對(duì)迅速擴(kuò)散,在結(jié)電場(chǎng)作用下建立一個(gè)與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì),一般可產(chǎn)生0.2V～0.6V電壓,50mA電流。光照硅光電池的P區(qū)時(shí),在P區(qū)產(chǎn)生電子-空穴對(duì),硅光電池表面的光子多,電子-空穴對(duì)也越多。在內(nèi)電場(chǎng)的作用下,電子向內(nèi)擴(kuò)散,在復(fù)合前到達(dá)P-N結(jié)過(guò)渡區(qū),內(nèi)電場(chǎng)的作用將這些電子推向N區(qū)。于是光照產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)中的電子流向N區(qū)；空穴則留在P區(qū),導(dǎo)致P區(qū)帶正電,N區(qū)帶負(fù)電,形成電位差。圖5.1光電池結(jié)構(gòu)圖圖5.2光電池工作原理圖開(kāi)路電壓與光照度關(guān)系是非線性關(guān)系,在照度位2000lx下趨于飽和。短路電流——短路電流ISC與照度EV之間關(guān)系稱短路電流曲線；短路電流是指,外接負(fù)載RL相對(duì)內(nèi)阻很小時(shí)的光電流,實(shí)驗(yàn)證明：負(fù)載電阻RL越小,曲線線性越好,線性范圍越寬；RL≈100Ω以下為好。短路電流曲線在很大范圍內(nèi)與光照度成線性關(guān)系,因此光電池作為測(cè)量元件使用時(shí),一般不作電壓源使用,而作為電流源的形式應(yīng)用。圖5.3光電池光照特性圖圖5.4光電池光照與負(fù)載的關(guān)系圖5.5硅、硒光電池的頻率特性頻率特性指光電池相對(duì)輸出電流與光的調(diào)制頻率之間關(guān)系。硅、硒光電池的頻率特性不同,硅光電池有較好的頻率響應(yīng),硒光電池較差。在一些測(cè)量系統(tǒng)中,光電池作為接受器件,測(cè)量調(diào)制光〔明暗變化的輸入信號(hào),所以高速計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換一般采用硅光電池作為傳感器元件。電路連接光電池作為控制元件時(shí)通常接非線性負(fù)載〔晶體管。鍺管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓降為0.2V～0.3V,硅光電池開(kāi)路電壓可達(dá)0.5V,可直接將光電池接入基極,控制晶體管工作。光照度變化時(shí),引起基極電流IB變化,集電極電流〔IC=βIB發(fā)生β倍的變化。電流IC與光照近似線性關(guān)系。硅管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓為0.6V～0.7V,這時(shí)光電池的0.5V電壓無(wú)法起到控制作用,可以將兩個(gè)光電池串聯(lián)后接入基極,或者用偏壓電阻和二極管產(chǎn)生附加電壓。光電池作為電源使用時(shí),根據(jù)使用要求進(jìn)行連接。需要高電壓時(shí)應(yīng)將光電池串聯(lián)使用；需要大電流時(shí)應(yīng)將光電池并聯(lián)使用。圖5.6光電池接收電路方案二、水質(zhì)渾濁度傳感器渾濁度傳感器的選擇及簡(jiǎn)介渾濁度傳感器主要用于檢測(cè)洗衣機(jī)桶內(nèi)水的渾濁程度,以判斷洗滌狀態(tài),它的測(cè)試特性直接影響洗凈度、洗滌時(shí)間等參數(shù)。經(jīng)查證,相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有渾濁度的一般定義,而是給出了自來(lái)水的具體標(biāo)準(zhǔn)〔GB8538-6-1987該標(biāo)準(zhǔn)指出:水的渾濁度是由泥土、沙質(zhì)、細(xì)微的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物、可容的有色的有機(jī)化合物以及浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)所造成的,這是反映天然水及飲用水的物理狀態(tài)的一項(xiàng)指標(biāo)。這一定義說(shuō)明渾濁度的含義是廣義的,完全適用于對(duì)洗衣機(jī)洗滌液的渾濁度定義?？梢砸罁?jù)這一標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)洗滌液的渾濁程度。按自來(lái)水及環(huán)保部門對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)辦法,以GB5750-85規(guī)定的甲醛聚合物〔福爾馬金標(biāo)準(zhǔn)液作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)物。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定常用范圍為0~400度〔這是衡量渾濁度的一個(gè)單位。而我們根據(jù)洗衣機(jī)桶內(nèi)洗滌液的渾濁度的實(shí)際情況,洗滌液的臟污程度比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍要高。實(shí)驗(yàn)分析,在采用上述標(biāo)準(zhǔn)的條件下,將渾濁度的覆蓋范圍從0~400度擴(kuò)大到0~800度。渾濁度傳感器的原理我們知道紅外線的穿透能力強(qiáng),且透射光的強(qiáng)度隨著傳播介質(zhì)的變化而變化。所以如圖5.7所示,把渾濁度傳感器的外殼固定在被測(cè)通道上,采用一定波長(zhǎng)的紅外發(fā)光二極管作為檢測(cè)光源,穿透被測(cè)溶液,檢測(cè)其透射光強(qiáng)來(lái)檢測(cè)溶液渾濁的程度。紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光穿透被測(cè)溶液的介質(zhì),被接收端的光電三極管接收,產(chǎn)生光電流。由于溶液含有的雜質(zhì)、灰塵的顆粒大小、密度不同,光電三極管的光電流近似為線性的變化。經(jīng)濾波后輸出,即得到與渾濁度相關(guān)的檢測(cè)信號(hào)。圖5.7渾濁度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖渾濁度傳感器的紅外發(fā)光二極管被施加定值激勵(lì)信號(hào),改變透光強(qiáng)度,通過(guò)光電三極管及信號(hào)處理電路得到輸出特性。實(shí)驗(yàn)得出,紅外發(fā)光二極管的波長(zhǎng)與洗衣機(jī)桶內(nèi)渾濁流體的渾濁懸浮顆粒徑向尺寸相適應(yīng),紅外發(fā)光二極管輸出特性曲線與光電三極管的輸出特性曲線如圖5.8、圖5.9所示。根據(jù)特性曲線確定正確的工作電流和理想的工作點(diǎn),以保證在測(cè)試范圍內(nèi)傳感器工作在線性工作區(qū)。圖5.8 紅外發(fā)光二極管輸出特性曲線圖5.9光電三極管輸出特性曲線渾濁度對(duì)應(yīng)關(guān)系的建立設(shè)傳感器的紅外發(fā)光二極管光強(qiáng)為E0,紅外光穿越被測(cè)溶液的直線距離為L(zhǎng),穿越后的光強(qiáng)為E1,根據(jù)郎伯-比爾定律,定義溶液的渾濁度為T,則T=-1/BL*ln<E1/E0>〔式5-1式中B為與溶液性質(zhì)有關(guān)的介質(zhì)散射系數(shù)；L為被測(cè)溶液的直線距離,mm；E0為發(fā)光二極管照度,lx；E1為穿越后的照度,lx。根據(jù)光電檢測(cè)原理及特性,在一定范圍內(nèi),發(fā)光二極管的輻射照度E0與驅(qū)動(dòng)電流I0成正比,光電三極管的短路輸出電流IL與入射照度E1成正比。在驅(qū)動(dòng)電流I0恒定的情況下,式〔5-1可改寫為T=-1/BL*ln<IL/C>〔式5-2式中C為一常數(shù)；IL為光電三極管的短路輸出電流,mA。通過(guò)式〔5-2可以看出：最終的檢測(cè)結(jié)果,反映在光電三極管的輸出電流和相應(yīng)的電壓上。渾濁度傳感器的器件選擇與電路組成傳感器外殼采用工程塑料ABS經(jīng)模具加工制成,各部分尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求,保證能可靠安裝在洗衣機(jī)溶液測(cè)試位。光電三極管輸入波長(zhǎng)與紅外發(fā)光二極管光譜特性要匹配,保證其一致性。在渾濁度的電路圖中,我用了一個(gè)PWM〔脈寬調(diào)制,PWM是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式,其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置,來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變,這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定,是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。在PWM這里,因?yàn)锳T89C51單片機(jī)沒(méi)有PWM模塊,但是可以用軟件實(shí)現(xiàn),所以我用單片機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)PWM模塊的方波輸出。圖5.10WM信號(hào)產(chǎn)生電路圖圖5.10信號(hào)產(chǎn)生電路圖渾濁度傳感器的檢測(cè)電路如圖5.11所示。PWM輸出口可對(duì)渾濁度傳感器中紅外發(fā)光二極管L1施加脈沖寬度可調(diào)的方波。為減小電源電壓波動(dòng)對(duì)紅外發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)功率的影響,采用恒流源供電。恒流源電路由上端電路TL431構(gòu)成,其參考端可提供精密的2.5V電壓,而且,其偏置電流很小。調(diào)整圖中的電阻Rp,使紅外發(fā)光二極管L1驅(qū)動(dòng)電流為20mA。渾濁度傳感器通過(guò)三極管VT3端接收到從紅外發(fā)光二極管發(fā)出的脈沖波,經(jīng)測(cè)試后,接到ADC0809端,輸出數(shù)字信號(hào)。測(cè)量等級(jí)分為八個(gè)等級(jí),分為0,100,200,300,400,500,600,700,800度。通過(guò)發(fā)光二極管閃爍的強(qiáng)弱程度的不同來(lái)判斷渾濁程度。圖5.11渾濁度傳感器電路..5.2冬天給水加溫,加熱器及測(cè)溫系統(tǒng)5.2.1加熱系統(tǒng)MOC3041芯片是一種集成的帶有光耦合的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路.它內(nèi)部集成了發(fā)光二極管、雙向可控硅和過(guò)零觸發(fā)電路等器件.它由輸入和輸出兩部分組成。輸入部分是一個(gè)砷化鎵發(fā)光二極管,在5～15mA正向電流的作用下發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光去觸發(fā)輸出部分；輸出部分包括一個(gè)硅光敏雙向可控硅和過(guò)零觸發(fā)器,在紅外線的作用下,雙向可控硅雙向?qū)?與過(guò)零觸發(fā)器一起輸出同步觸發(fā)脈沖,去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)——外部的雙向可控硅。用于邏輯控制電路系統(tǒng),如固態(tài)繼電器,工業(yè)控制,電機(jī),電磁鐵和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等。下圖左為MOC3041實(shí)物圖,右下為管腳原理圖5.12。1陽(yáng)極2陰極3空4輸出１5空6輸出２圖5.12光電耦合器MOC3041管腳功能MOC3041與飲水機(jī)的加熱器相連,實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器的驅(qū)動(dòng)和控制。本系統(tǒng)用單片機(jī)的P3.1口與MOC3041連接,當(dāng)P3.1口輸出低電平時(shí),MOC3041輸入部分的發(fā)光二極管導(dǎo)通,發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光去觸發(fā)輸出部分,控制可控硅導(dǎo)通,從而打開(kāi)加熱器；當(dāng)P3.1口輸出高電平時(shí),MOC3041輸入部分的發(fā)光二極管截止,可控硅斷開(kāi),關(guān)閉加熱器。圖5.13MOC3041和雙向可控硅構(gòu)成的輸出通道5.2.2測(cè)溫系統(tǒng)該水溫控制系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)采集與控制。溫度信號(hào)由"一線總線"數(shù)字化溫度傳感器DS18B20提供,DS18B20在-10～+85°C范圍內(nèi),固有測(cè)溫分辨率為0.5℃。水溫實(shí)時(shí)控制采用繼電器控制電熱絲和風(fēng)扇進(jìn)行升溫、降溫控制。系統(tǒng)具備較高的測(cè)量精度和控制精度,能完成升溫和降溫控制。采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20。DS18B20為數(shù)字式溫度傳感器,無(wú)需其他外加電路,直接輸出數(shù)字量?？芍苯优c單片機(jī)通信,讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),電路簡(jiǎn)單。如圖5.14所示。DS18B20與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比,他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線〔單線接口讀寫,因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單,可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面帶來(lái)了令人滿意的效果。圖5.14DS18B20測(cè)溫電路〔1DSI8B20的測(cè)溫功能的實(shí)現(xiàn)：其測(cè)溫電路的實(shí)現(xiàn)是依靠單片機(jī)軟件的編程上。當(dāng)DSI8B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后,開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的0,1字節(jié)。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù),讀取時(shí)低位在前,高位在后,數(shù)據(jù)格式以0．0625℃／LSB形式表示。溫度值格式如表所示,其中"S"為標(biāo)志位,對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí),直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí),先將補(bǔ)碼變換為原碼,再計(jì)算十進(jìn)制值。DSI8B20完成溫度轉(zhuǎn)換后,就把測(cè)得的溫度值與TH做比較,若T>TH或T<TL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位,并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令做出響應(yīng)。表5.1DS18B20溫度值格式表LSByteMSByteSSSSS〔2、DSl820工作過(guò)程中的協(xié)議初始化->RoM操作命令->存儲(chǔ)器操作命令->處理數(shù)據(jù)①初始化單總線上的所有處理均從初始化開(kāi)始②ROM操作命令總線主機(jī)檢測(cè)到DSl820的存在便可以發(fā)出ROM操作命令之一這些命令如表所示表5.2ROM操作命令表指令代碼ReadROM<讀ROM>33HMatchROM<匹配ROM>55HSkipROM<跳過(guò)ROM]CCHSearchROM<搜索ROM>F0HAlarmsearch<告警搜索>ECH③存儲(chǔ)器操作命令如表示表5.3存儲(chǔ)器操作命令表指令代碼WriteScratchpad<寫暫存存儲(chǔ)器>4EHReadScratchpad<讀暫存存儲(chǔ)器>BEHCopyScratchpad<復(fù)制暫存存儲(chǔ)器>48HConvertTemperature<溫度變換>44HRecallEPROM<重新調(diào)出>B8HReadPowersupply<讀電源>B4H〔3溫度轉(zhuǎn)換算法及分析由于DS18B20轉(zhuǎn)換后的代碼并不是實(shí)際的溫度值,所以要進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換。溫度高字節(jié)〔MSByte高5位是用來(lái)保存溫度的正負(fù)〔標(biāo)志為S的bit11～bit15,高字節(jié)〔MSByte低3位和低字節(jié)來(lái)保存溫度值〔bit0~bit10。其中低字節(jié)〔LSByte的低4位來(lái)保存溫度的小數(shù)位〔bit0~bit3。由于本程序采用的是0.0625的精度,小數(shù)部分的值,可以用后四位代表的實(shí)際數(shù)值乘以0.0625,得到真正的數(shù)值,數(shù)值可能帶幾個(gè)小數(shù)位,所以采取小數(shù)舍入,保留一位小數(shù)即可。也就說(shuō),本系統(tǒng)的溫度精確到了0.1度。算法核心：首先程序判斷溫度是否是零下,如果是,則DS18B20保存的是溫度的補(bǔ)碼值,需要對(duì)其低8位〔LSByte取反加一變成原碼。處理過(guò)后把DS18B20的溫度Copy到單片機(jī)的RAM中,里面已經(jīng)是溫度值的Hex碼了,然后轉(zhuǎn)換Hex碼到BCD碼,分別把小數(shù)位,個(gè)位,十位的BCD碼存入RAM中。圖5.15DS18B20測(cè)溫電路圖5.3電解水殺菌功能洗衣機(jī)內(nèi)安裝電解水裝置,自來(lái)水通過(guò)水管輸進(jìn)洗衣機(jī)后,由點(diǎn)解裝置將水電解為弱堿性和弱酸性電解水,弱堿性水用于洗滌程序,弱酸性用于漂洗殺菌消毒。據(jù)檢測(cè),殺菌率達(dá)到90%以上,更重要的是,由于弱堿性可起到清潔作用,故可不用洗衣粉就可達(dá)到健康洗滌功效,輕松實(shí)現(xiàn)衣物潔凈,具有普通洗衣機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的健康效果。5.4擺脫按鍵的繁瑣,基于語(yǔ)音識(shí)別模塊新型單片語(yǔ)音識(shí)別電路HL7003-02,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外圍元器件少,設(shè)計(jì)、制作、調(diào)式及操作十分容易,適合愛(ài)好者制作各種由語(yǔ)控制的游藝機(jī)、家電控制、智能玩具、語(yǔ)音門鎖、門鐘等等方面。它是根據(jù)用戶自己的聲音輸入而識(shí)別的音晶片識(shí)音辯識(shí)的單片IC,它能識(shí)別12個(gè)不同的字句,可控制不同的輸出開(kāi)關(guān),完成指定的功能。1、特點(diǎn)：內(nèi)置麥克風(fēng)放大器、內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器、12個(gè)1.5秒長(zhǎng)的字句識(shí)別、多功能I/O口、2個(gè)普通輸入腳,4個(gè)觸發(fā)輸入腳、2個(gè)輸出端口,包含一個(gè)4輸出口及一個(gè)輸出口、2個(gè)LED輸出驅(qū)動(dòng)動(dòng)、不同的編碼方式,可做成專用的線路、2.4V~3.3V工作電壓、低功耗,自動(dòng)斷電功能。2、功能說(shuō)明操作分為兩大部分,首先必須將字句錄入,第二步操作才是識(shí)別模式,此外,操作中AP7003-01能夠判斷是否有信號(hào)輸入,這一切均按內(nèi)部程序或是特定編碼選擇所決定。

在你需做識(shí)別操作時(shí),目標(biāo)的字句必須已存入內(nèi)部存12個(gè)存貯區(qū),存貯12個(gè)不同字句的特征。每個(gè)存貯區(qū)可以存放長(zhǎng)達(dá)1.5秒的字句。你可以用鍵盤來(lái)選擇存貯區(qū)或用適當(dāng)?shù)拿羁刂?將字句錄入?？捎猛獠康柠溈孙L(fēng)或其它媒體輸入語(yǔ)音或字句內(nèi)容,經(jīng)過(guò)內(nèi)部麥克風(fēng)放大器準(zhǔn)確放大之后,語(yǔ)音信號(hào)被內(nèi)容的A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化。內(nèi)部聲效處理器將處理數(shù)字化后的語(yǔ)音及將字句里的特征進(jìn)行抽樣。當(dāng)被識(shí)別的目標(biāo)字句,錄入之后,你現(xiàn)在可以開(kāi)識(shí)別操作,進(jìn)入內(nèi)部字句識(shí)別操作模式,輸入的語(yǔ)音被聲音處理器特征抽樣,同存貯在內(nèi)部的目標(biāo)字句的抽樣特征進(jìn)行比較,必須是剛好同所選擇的識(shí)別的目標(biāo)字匹配。結(jié)果才輸入信號(hào)至PA口或其它輸出端。在一定時(shí)間內(nèi),無(wú)操作時(shí),會(huì)將電源關(guān)閉以節(jié)省損耗,后可用按鍵喚醒。5.16單片語(yǔ)音識(shí)別電路HL7003-02操作方法：1、通電后,先按①鍵,LED1和POA1<LED3>同時(shí)亮,此時(shí)立刻對(duì)著話筒發(fā)話<語(yǔ)音長(zhǎng)度不超過(guò)1.5秒>,POA1滅,LED1亮,再對(duì)著話筒進(jìn)行"學(xué)習(xí)",LED2、POA1同時(shí)亮,表示"學(xué)習(xí)"成功。接著再按②鍵,LED1、POA2同時(shí)亮,。依此類推,直至1~12鍵全部學(xué)習(xí)完畢。也可以對(duì)某一鍵或某幾個(gè)鍵進(jìn)行無(wú)序輸入和