節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦控制器

1、節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦控制器比賽編號(hào)：_a11093_ 日期：2002/8/20首名設(shè)計(jì)者為聯(lián)絡(luò)代表人。目錄內(nèi)容頁(yè)次1 引言32 設(shè)計(jì)概述3-53 硬件描述5-64 軟件描述7-105 結(jié)束語(yǔ)10節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦控制器一、引言隨著全自動(dòng)洗衣機(jī)的不斷普及，消費(fèi)者對(duì)其環(huán)保節(jié)能的要求越來(lái)越高，其中最主要的一項(xiàng)指標(biāo)就是耗水量，人們迫切需要有一種能節(jié)水的洗衣機(jī)來(lái)替代現(xiàn)在的洗衣機(jī)，這在全球水資源缺乏的今天尤為重要。我們從這一點(diǎn)切入，通過(guò)大量市場(chǎng)調(diào)研，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了這款節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦控制器。它通過(guò)對(duì)電腦控制器程序的精心設(shè)計(jì)，配合整機(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在不影響整機(jī)其它性能的前提下，達(dá)到了節(jié)水40%的優(yōu)良效

2、果，為全自動(dòng)洗衣機(jī)的節(jié)能課題提供了有價(jià)值的參考。二、設(shè)計(jì)概述1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)a 采用價(jià)廉物美的motorola單片機(jī)mc68hc08sr12作為控制核心。b 通過(guò)片內(nèi)a/d實(shí)現(xiàn)電源電壓的保護(hù)功能。c 通過(guò)片內(nèi)pll實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)控制。d 設(shè)計(jì)了在線編程的功能。e 顯示采用流行的led模塊，大面積圖案設(shè)計(jì)，新穎直觀，動(dòng)感力強(qiáng)，操作方便。f 具有預(yù)約洗衣和剩余時(shí)間顯示功能。g 使用capture 功能進(jìn)行水位的監(jiān)測(cè)。h 多個(gè)程序公用：利用sr12的rom較大的特點(diǎn)，可以將幾個(gè)程序（相似的兩個(gè)或幾個(gè)機(jī)型的程序）同時(shí)放在sr12上，根據(jù)pin口輸入選擇運(yùn)行不同的程序。i 多種故障報(bào)警功能：設(shè)計(jì)多種故障狀態(tài)報(bào)警

3、功能，提示用戶進(jìn)行處理,超過(guò)1小時(shí)不處理，則自動(dòng)切斷電源，保證洗衣機(jī)的安全。j 通過(guò)軟件、硬件的配合設(shè)計(jì)，控制器具有較強(qiáng)的emc性能。2 系統(tǒng)框圖 mc68hc908sr12pin口選擇pin口選擇門(mén)控開(kāi)關(guān)掃描顯示輸出/按鍵掃描輸入電源電壓采樣電源波形采樣電機(jī)正轉(zhuǎn)pin口選擇電機(jī)反轉(zhuǎn)蜂鳴器進(jìn)水閥下排水閥上排水閥驅(qū) 動(dòng) 模 塊水位傳感器采樣模塊 圖一、系統(tǒng)總體框圖3 節(jié)水工作原理a、采用水位傳感器提供多級(jí)水位讓用戶選擇采用水位傳感器，不同的水位通過(guò)水位傳感器可以產(chǎn)生不同的振蕩頻率，mcu可以精確地檢測(cè)到水位傳感器的振蕩頻率，也就是可以精確地檢測(cè)到當(dāng)前的水位及水量，這樣理論上可以做到無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)水位

4、。本設(shè)計(jì)演示采用了6級(jí)水位選擇，已能滿足用戶的洗衣需要。用戶可以根據(jù)洗滌量的多少合理選擇水位，即合理選擇最貼近的用水量，從而達(dá)到節(jié)水的目的。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中推薦了洗滌量與用水量的對(duì)應(yīng)選擇表供用戶參考選擇。b、采用噴淋脫水為了節(jié)水，洗衣機(jī)整機(jī)在結(jié)構(gòu)上有了很大的變化，大家知道全自動(dòng)洗衣機(jī)是有內(nèi)桶和外桶的套桶型。內(nèi)桶有許多小孔以便水可以流到外桶，從而達(dá)到外桶盛水排水、內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)脫水的功能。而新型的節(jié)水洗衣機(jī)其內(nèi)桶為無(wú)孔型，洗滌時(shí)內(nèi)桶盛水而外桶無(wú)水，這樣來(lái)達(dá)到節(jié)水的目的。同時(shí)，在洗滌的時(shí)候，洗衣機(jī)內(nèi)的洗滌劑濃度相對(duì)普通洗衣機(jī)大大提高，可以達(dá)到更高的去污效果。但是，在洗衣機(jī)進(jìn)行漂洗的時(shí)候，由于水量的減少，漂

5、洗效果將會(huì)大打折扣，洗滌劑的殘留量會(huì)大大超標(biāo)。為了解決這一問(wèn)題，本設(shè)計(jì)采用了噴淋脫水功能。即在洗衣機(jī)進(jìn)行漂洗后的脫水時(shí)，在脫水的前期，控制器間隙地打開(kāi)進(jìn)水閥進(jìn)行多次噴淋式進(jìn)水，這樣來(lái)提高漂洗效果。這是控制器為配合整機(jī)節(jié)水而增加的功能。c、洗滌和漂洗采用不同的水位一般洗衣機(jī)在選擇了一定的水位后，其洗滌和二次漂洗均采用同樣的用水量而不再改變。本設(shè)計(jì)在程序上進(jìn)行了修改，如用戶選擇x檔水位進(jìn)行工作，則在洗滌時(shí)采用x-1檔進(jìn)行，在第一次漂洗時(shí)采用x檔進(jìn)行，在第二次漂洗時(shí)采用x-1檔進(jìn)行，從而達(dá)到節(jié)水的效果。4其它功能介紹本控制器的其它一些功能有：a、 多種程序選擇，用戶可根據(jù)洗滌衣物的材質(zhì)選擇不同的程序

6、，如浸洗、標(biāo)準(zhǔn)、羊毛和快速等。b、 過(guò)程選擇，用戶可以選擇單獨(dú)洗滌以保留帶有洗滌劑的水進(jìn)行重復(fù)使用，可選擇單獨(dú)脫水，猶如脫水機(jī)一樣，等等。c、 預(yù)約洗滌，用戶可根據(jù)需要選擇幾小時(shí)后進(jìn)行洗滌，時(shí)間選擇范圍為1-24小時(shí)。d、 剩余時(shí)間顯示，用戶可以直接掌握洗滌時(shí)間。e、 故障自動(dòng)處理，如脫水時(shí)衣物過(guò)偏，本控制器可自動(dòng)進(jìn)行處理。三、硬件描述圖二、電路原理圖1 主控核心部分采用motorola單片機(jī)mc68hc08sr12作為控制核心,合理利用有效資源。2 按鍵和led控制部分采用動(dòng)態(tài)掃描來(lái)控制按鍵和led可以節(jié)省i/o口。由于led較多，電流較大，采用驅(qū)動(dòng)放大模塊來(lái)增加mcu的負(fù)載能力。3 輸出控

7、制部分輸出全部采用可控硅控制，包括控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥、排水閥和斷電開(kāi)關(guān)。由于有些可控硅的驅(qū)動(dòng)電流要求較大，所以也采用驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)放大。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可控硅上增加了阻容吸收回路來(lái)保護(hù)可控硅。4 電源部分采用典型的經(jīng)濟(jì)型小功率電源設(shè)計(jì)，降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓。適合家電的大批量生產(chǎn)。5 水位檢測(cè)部分水位傳感器輸入的頻率信號(hào)經(jīng)處理送入mcu。一種水位對(duì)應(yīng)一固定的頻率，當(dāng)mcu檢測(cè)到外部頻率與用戶選擇的水位頻率相等時(shí)，洗衣機(jī)停止進(jìn)水進(jìn)行洗滌。6 高壓保護(hù)部分為了提高準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)從電源端采樣，采樣信號(hào)送入mcu的a/d口進(jìn)行判別。當(dāng)電源電壓高到一限值時(shí)，控制器立即切斷電源。7 過(guò)零判部分為配合可控硅的控制

8、以及減少干擾，設(shè)計(jì)了過(guò)零判線路，mcu可以檢測(cè)到交流電源的過(guò)零點(diǎn)。8 pll部分進(jìn)行鎖相環(huán)控制。9 蜂鳴控制部分通過(guò)定時(shí)器產(chǎn)生一固定頻率的輸出脈沖來(lái)控制蜂鳴器。10.門(mén)控開(kāi)關(guān)部分檢測(cè)門(mén)蓋的開(kāi)關(guān)信號(hào)，在洗衣機(jī)脫水時(shí)，為了保證安全，門(mén)蓋打開(kāi)可暫停脫水，以防高速旋轉(zhuǎn)的脫水桶損傷用戶。四、軟件描述否是call 掃描子程序2ms?否是上電復(fù)位/初始化設(shè)置檢查pin口信號(hào) 設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志判斷電源信號(hào)可輸出？輸出控制信號(hào)清輸出口0.1s?否是call main 子程序圖三、 軟件主流程圖是置電壓高標(biāo)志call結(jié)束處理子程序序main 子程序入口電源電壓過(guò)高標(biāo)志置否是否a/d采樣檢測(cè)電壓電壓高否？是否清計(jì)數(shù)器延

9、時(shí)到否？否有報(bào)警否？是否有蜂鳴否？是否報(bào)警處理蜂鳴處理切斷電源否？否斷電處理returncall 過(guò)程控制子程序圖三、main 子程序流程圖掃描子程序主要處理按鍵的輸入和掃描輸出指示燈，此子程序的流程圖不再在此詳訴。另外，2ms 中斷服務(wù)程序的流程圖也不再詳細(xì)描述。過(guò)程控制子程序入口有浸泡洗否？是否有預(yù)約否？是否call 預(yù)約處理子程序return call 浸泡處理子程序return call 洗衣處理子程序return 有洗衣否？是否漂脫后否？是否call 洗衣處理子程序return 有脫水否？是否結(jié)束處理return call 排水處理子程序有漂洗否？是否已排水否？是否無(wú)水檢測(cè)否？是否call 脫水處理子程序return 圖四、過(guò)程控制子程序流程圖過(guò)程控制子程序中使用到的子程序，包括預(yù)約處理子程序、浸泡處理子程序、洗衣處理子程序、排