基于單片機的全自動洗衣機 控制系統(tǒng)設計

1、編號編號 XXXXXXXXXX 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 20212021 屆本科屆本科題題 目：目： 基于單片機的全自動洗衣機基于單片機的全自動洗衣機 控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)設計 學學 院：院： 物理與機電工程學院物理與機電工程學院 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 作者姓名：作者姓名： XXXXXX 指導教師：指導教師： XXXXXX 職稱：職稱： XXXXXX 完成日期：完成日期： 20212021 年年 5 5 月月 5 5 日日二一二 年 五五 月目 錄基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng).5第一章 功能設計.61.1 程控器功能設計及說明.61.1.1 六個全自動程序功

2、能設計.61.1.2 預約功能設計.6.3 不平衡調整功能設計.61.1.4 自動斷電功能設計.71.1.5 運動浸泡功能設計.71.1.6 故障報警功能設計.71.1.7 桶潔凈功能設計.71.1.8 童鎖功能設計.71.1.9 冷、熱進水功能設計.71.2 面板簡圖.8第二章 設計方案選擇和確定.9目前主要應用的單片機機型.9負載控制電路的選擇.9第三章 系統(tǒng)硬件電路的設計.103.1 硬件結構概述及組成框圖.103.1.1 概述.103.1.2 組成框圖.103.2 微處理器.103.2.1 TMP86C846N 的封裝及引腳功能.103.3 雙向晶閘管控制驅動電路設計.133.3.1

3、雙向晶閘管的結構及工作原理.13雙向晶閘管控制驅動電路原理圖及工作原理.14蜂鳴器.153.5 水位傳感器.153.6 LED 和數碼管顯示及按鍵電路.16第四章系統(tǒng)軟件設計.194.1 軟件編程思路.194.2 各模塊程序流程圖.194.2.1 監(jiān)控程序模塊.19主洗程序模塊.214.2.3 漂洗程序模塊.224.2.4 脫水程序模塊.23總 結.24參考文獻.25致 謝.26附 錄.27基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計設計摘摘 要：要：全自動洗衣機電腦程控器由東芝單片機控制。由于其具有內存容量大、輸入輸出口多、I/O 的驅動能力強、指令系統(tǒng)豐富等特點，將

4、其應用在家用電器控制中，可大大簡化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。采用雙向晶閘管實現無觸點控制電機和電磁閥，利用諧振式水位傳感器檢測水位，發(fā)光二極管及數碼管顯示，按鍵掃描共用 I/O 端口，單片機電源引腳及直流電源處都有容阻吸收和電容濾波電路實現硬件濾波。軟件編程實現多功能、多程序方便用戶選擇和出廠調試。關鍵字關鍵字：東芝；單片機；雙向晶閘管；軟件編程；AbstractAbstract：automatic washing machine with a computer programmed by Toshiba SCM control. Because of its large cap

5、acity memory, input and output port, I / O-driven capability and Instruction System features rich, In its application to control household appliances, greatly simplify the hardware circuit, the system has higher reliability. Two-way, non-contact thyristor controlled motors and solenoids, use of reso

6、nant water level sensors, LED and LED display, keypad scanning shared I / O ports, Power MCU pins and DC Power Department has resistance capacity to absorb and filter capacitor filter circuit hardware. Software programming multi-function, multi-user-friendly procedures for the selection and testing

7、manufactured.Keywords：Toshiba；SCM control；Two-way; Software programming第一章 功能設計洗衣機是一種在家庭中不可缺少的家用電器，開展非?？?，全自動式洗衣機因使用方便得到大家的青睞，全自動即進水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動完成，控制器通常設有幾種洗滌程序，對不同的衣物可供用戶選擇。變頻控制依其高性能、節(jié)能等優(yōu)點在洗衣機的控制中得到廣泛應用，而單片機在洗衣機中的控制做用是決定性作用的。1.1 程控器功能設計及說明參考數據：1最高工作電壓為2最低工作電壓與時鐘頻率有關：16MHZ 時為，8MHZ 時為3在該洗衣機控制電路中需

8、要+5V 直流電供應單片機及顯示局部，+12V 直流電源驅動繼電器和蜂鳴器，220V 交流電源驅動電機和各種交流電磁閥。4洗衣機的電源電壓為 220 伏特，50 赫茲。1 六個全自動程序功能設計六個全自動程序，各程序洗衣特點如表 1-1 所示：表 1-1 六種全自動程序洗衣特點程序水流及特點缺省時間標準洗滌 12 分鐘，漂洗 2 次，脫水 6 分鐘，洗凈能力強。43 分鐘快洗洗滌分鐘，漂洗 1 次并噴淋，脫水分鐘，洗凈能力較輕。10 分鐘纖細洗滌 10 分鐘，漂洗 2 次，脫水 2 分鐘，適合洗滌纖細及高檔衣物。33 分鐘大物洗滌 15 分鐘，漂洗 2 次，脫水 7 分鐘，洗滌能力特別強。47

9、 分鐘防皺洗滌 8 分，漂洗 2 次，免脫水(僅排水)，洗滌怕脫水時皺折衣物。27 分鐘羊毛洗滌 15 分鐘，漂洗 2 次，免脫水(僅排水)，適合洗滌羊毛衫。34 分鐘 預約功能設計按動預約鍵，數碼管閃爍顯示預約洗衣開始時間進入預約設定狀態(tài)，可在48小時之間選擇。每按一次預約鍵，預約時間增加 1 小時。到 48 小時后再按一次回到起始狀態(tài)。按住預約鍵不放，時間自動連續(xù)增加，可一次設置48 小時。在預約啟動后假設開蓋，那么程序報警提示。 不平衡調整功能設計.1 不平衡調整的判斷在平安開關接通的狀態(tài)下，假設間歇脫水或脫水過程中，出現 45520010ms 的瞬間斷開，那么進入不平衡調整狀態(tài)。斷開超

10、過 200ms，判斷為開蓋。斷開缺乏40ms，不予處理。.2 不平衡調整的工作過程進入不平衡調整狀態(tài)，在漂洗狀態(tài)原選中的燈進行閃爍顯示，脫水狀態(tài)那么回到漂洗燈閃爍顯示。同時，注水到當前設定水位后，擺平水流運行 1 分鐘，結束后排水回到原來脫水行程中。假設進行如此 2 次修正無效后，那么蜂鳴器報警，等待人工處理。1 自動斷電功能設計啟動自動斷電功能的工作情況：第一，開機 10 分鐘后，不啟動程序，那么自動切斷電源。第二，洗衣程序結束并進行六次蜂鳴后即時自動切斷電源。 運動浸泡功能設計其洗滌方式是首先預備洗滌攪拌，然后浸泡,攪拌,如此循環(huán)。具體洗滌方式如表1-2 所示。表 1-2 運動浸泡的洗滌方

11、式浸泡過程20攪拌2浸泡3攪拌1浸泡4攪拌2浸泡3攪拌1浸泡4 故障報警功能設計在洗衣機工作過程中，假設出現表 1-3 所列的故障，那么單片機能檢測故障類型，同時發(fā)出報警信號，提醒操作者排除故障。表 1-3 故障報警工作狀況故障原因故障顯示蜂鳴報警報警解除進水報警進水 16 分鐘不到設定水位數碼顯示“E1排水報警排水 4 分鐘不到空水位數碼顯示“E4開蓋報警預約啟動后開蓋；進入脫水狀態(tài)時開蓋數碼顯示“E2不平衡報警 第 3 次不平衡檢測數碼顯示“E3蜂鳴器連續(xù)鳴響10 秒鐘，假設報警未被解除,以后每隔 16 分鐘重復蜂鳴 10 秒鐘翻開機蓋,處理故障,然后關上機蓋，解除報警 桶潔凈功能設計目的

12、就是洗衣結束后清潔洗衣桶。翻開電源，在未啟動狀態(tài)下，按程序預約鍵可選那么桶潔凈功能，然后按啟/停鍵即進入潔桶程序。在此工作狀態(tài)下只有啟/停鍵及電源鍵響應，僅有脫水一個燈閃爍。 童鎖功能設計程序啟動后，按水位功能鍵即可啟動童鎖功能。在童鎖工作狀態(tài)下，數碼管顯示“CL ，而且所有按鍵均封鎖住不可選，再按水位功能鍵可以解除童鎖功能。 冷、熱進水功能設計冷水燈亮進水時，由冷水進水閥翻開；熱水燈亮進水時，由熱水進水閥翻開；冷、熱水燈同時亮那么進水時兩進水閥同時翻開。1.2 面板簡圖如圖 1-1 所示：8 檔水位采用 4 個燈，一個發(fā)光二極管可以顯示兩種狀態(tài)，到達節(jié)省硬件的目的。程序按鍵對應的三個燈也是如

13、此，一個燈可以表示兩個狀態(tài)。圖 1-1 面板簡圖第二章 設計方案選擇和確定1Intel 公司的單片機Intel 是最早推出單片機的公司之一，主要有 MCS-48、MCS-51 系列 8 位單片機和MCS-96 系列的 16 位單片機。在 20 世紀八、九十年代，MCS-51 和 MCS-96 曾經是我國最流行的單片機，得到廣泛的應用。這幾年 Intel 公司注重于奔騰系列微處理器，沒有推出新的單片機。2東芝(TOSHIBA)公司的單片機東芝公司主要有 TLCS-870、TLCS-870/X、TLCS-870/C 等系列的 8 位單片機，TLCS-900 系列的 16 位單片機，這些單片機是近幾

14、年推出的新型單片機，功能強、可靠性高。在本洗衣機控制系統(tǒng)中，要求洗衣機能自動檢測水位、水溫、門開關等參數，自動確定標準洗及快速洗等時間、漂洗次數，并能自動控制洗衣機電機、進水閥、排水閥的工作，同時要求有七個按鍵輸入和六路顯示電路，因此該系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出系統(tǒng)。假設用 Intel 的 51 系列單片機，要么需要進行 I/O 擴展，要么由于這些單片機驅動能力有限，需外加驅動電路，從而使硬件電路過于復雜。綜合上述考慮，決定選用內部有 A/D 轉換器、驅動能力強的 TOSHIBA 單片機作為該系統(tǒng)的微處理器，TMP86C846N 單片機是 TLCS-870/C 系列單片機中的典型產品，具有高速率

15、、高性能、低功耗的優(yōu)點，且結構先進、功能強大。因此我們選擇TMP86C846N 單片機作為主芯片。在洗衣機工作過程中，需要電機的正反轉、進水電磁閥及排水電磁閥的頻繁動作，因此就需要一種能適應工作于頻繁切換場合的開關器件來控制這些負載的工作。普通開關設備，均屬于有觸點開關。由于這些開關在開斷的過程中，存在著機械觸點的位移和產生電火花的可能，所以一般都有著動作速度慢和維修工作量大等缺陷。普通開關的壽命和開斷的次數相關，因此在頻繁切換的場合其應用受到了一定的限制。晶閘管作為交流無觸點開關沒有以上普通開關的各種缺陷，在控制中有著動作快、維修量少、通斷次數幾乎無限制和沒有噪音等優(yōu)點，因此應用廣泛。鑒于晶

16、閘管自身不可替代的優(yōu)點，在本控制系統(tǒng)中，采用雙向晶閘管作為開關器件來控制電機的正反轉及各種電磁閥的通斷。第三章 系統(tǒng)硬件電路的設計3.1 硬件結構概述及組成框圖 概述本程控器有七個按鍵(水位 K1、程序 K2、功能 K3、水溫 K4、啟動/暫停 K5、預約K6、電源 K7)，十四個發(fā)光二極管四個八檔水位顯示、三個程序顯示、四個功能顯示、兩個進水顯示、一個預約顯示 ，一個雙位數碼管，實現對洗衣機運行狀態(tài)的選擇和顯示。通過不同顏色接插件與洗衣機的冷熱進水電磁閥、排水牽引器、電機、水位傳感器、平安門開關相連接，由雙向晶閘管來控制負載，按設定程序實時執(zhí)行動作。 組成框圖單片機按鍵輸入電機正轉蜂鳴報警排

17、水牽引線熱水進水閥冷水進水閥LED顯示器電機反轉水位頻率信號圖 3-1 硬件結構組成框圖3.2 微處理器 TMP86C846N 的封裝及引腳功能TMP86C846N 為 SDIP42 密腳雙列直插封裝，引腳排列如圖 3-2 所示。圖 3-2 TMP86C846N 引腳排列圖表 3-1 為 TMP86C846N 引腳功能說明。表 3-1 TMP86C46N 的引腳功能引腳名一般 I/O 功能特殊 I/O 功能P07(INT4)外部中斷 4(INT4)信號輸入端P06()SCK同步串行口 SIO 時鐘輸入/輸出腳P05(SI)同步串行口 SIO 串行數據輸入腳P04(SO)同步串行口 SIO 串行

18、數據輸出腳P03(TXD)異步串行口 UART 串行數據輸出腳P02(RXD)異步串行口 UART 串行數據輸入腳P01(/)4PWM4TCPDO4/PPG4)定時器 TC4 輸入輸出腳P00(INT0)8 位雙向輸入/輸出口外部中斷 0(INT0)信號輸入端P15(INT3)P14(PPG)P13(DVO)P12(INT2/TC1)P11(INT1)P10(PWM3/TC3/PDO3)6 位雙向輸入/輸出口P20(INT5/STOP1)P21(XTIN)P22(XTOUT)3 位雙向輸入/輸出口P37(AIN7/STOP5)P36(AIN6/STOP4)P35(AIN5/STOP3)P34(

19、AIN4/STOP2)模擬量信號 AIN4AIN7 輸入腳或使 CPU 退出 STOP 方式的信號STOP2STOP5 輸入腳P33(AIN3)P32(AIN2)P31(AIN1)P30(AIN0)8 位雙向輸入/輸出口模擬量信號 AIN0AIN3 輸入腳P47P46P45P44P43P42P41P408 位雙向輸入/輸出口TEST測試控制輸入腳，用戶系統(tǒng)中接地RESET外部復位信號輸入腳或內部復位信號輸出腳XIN高頻時鐘輸入腳XOUT高頻時鐘輸出腳VSS接地VDD+5VAVSS模擬地AVDD模擬電路電源+5VVAREFAD 參考電源輸入端. I/O 口資源分配按鍵、水位、門開關等信號需要輸入

20、單片機，給單片機提供判斷處理的依據，所以相應的 I/O 口設置為輸入口。而顯示及控制驅動電路需要輸出控制及驅動信號，所以相應的 I/O 口設置為輸出口。表 3-2 為單片機各個 I/O 口資源分配表。表 3-2 I/O 口資源分配表I/O引腳功能P40P41P42P43P44P45P469101112131415輸出，七段 LED 數碼管顯示其中，兼作水位、功能、程序、進水的狀態(tài)顯示P22P472316輸入，第 1 行按鍵 K1K6 輸入輸入，第 2 行按鍵 K7 輸入P30P31P32P35P36P37404142345輸出，第 6 列按鍵及低位數碼管顯示控制輸出，第 5 列按鍵及高位數碼管

21、顯示控制輸出，第 4 列按鍵及進水狀態(tài)顯示控制輸出，第 1 列按鍵及水位狀態(tài)顯示控制輸出，第 2 列按鍵及程序狀態(tài)顯示控制輸出，第 3 列按鍵及功能狀態(tài)顯示控制P34P10P12P13出，排水電磁閥驅動電路控制輸出，熱水進水電磁閥驅動電路控制輸出，冷水進水電磁閥驅動電路控制輸出，電機正轉驅動電路控制輸出，電機反轉驅動電路控制P1534輸出，繼電器線圈通斷電控制P0026輸入，交流過零檢測信號輸入P0127輸出，蜂鳴器控制P2025輸入，水位傳感器頻率信號輸入P2122輸入，門開關檢測信號輸入3.3 雙向晶閘管控制驅動電路設計 雙向晶閘管的結構及工作原理雙向晶閘管的結構

22、如下列圖所示。其引出端子分別為 MT1，MT2，門極。通常以MT1 作為電壓測量的基準點。如圖 3-3 可知，在端子 MT2 與 MT1 之間相當于一個 PNPN 與一個 NPNP 器件的并聯。當門極無信號輸入時，它與 SCR 相同，在 MT2 與 MT1 之間不導通。如果 MT2施加的電壓高于 MT1，且門極有正極性信號時，這就可使雙向晶閘管導通，電流 MT2向 MT1 流動；如果 MT1 施加的電壓高于 MT2，且門極有負極性信號時，這就可使雙向晶閘管導通，電流 MT1 向 MT2 流動。雙向晶閘管控制驅動電路原理圖及工作原理雙向晶閘管采用直流觸發(fā)，鑒于單片機輸出觸發(fā)信號缺乏以觸發(fā)雙向晶閘

23、管，故需將觸發(fā)功率放大。如圖 3-4 所示，負載驅動電路主要包括七達林頓驅動電路 ULN2004，電阻R33R35、R41R42、R39R38，電容 C16C21、C28，雙向晶閘管 TR1-TR5 等組成。電路中的雙向可控硅分別控制電機正轉、反轉，進水熱水、冷水電磁閥、排水牽引器的通斷。由單片機根據按鍵輸入指令或接收到的檢測信號，輸出相應的控制信號，該信號由芯片 ULN2004 驅動放大后對可控硅門極施加觸發(fā)電壓，觸發(fā)可控硅導通，使可控硅處于通路狀態(tài)。220V 交流電路經過負載形成回路，使相應的負載得電運行。.1 電機正、反轉及排水牽引器驅動控制原理當 P14 腳輸出高電平過零脈沖時，經驅動

24、芯片 ULN2004 輸出低電平，那么這時來自直流電源電路的+5V 電壓經 TR1雙向晶閘管的 T1 極和 G 極，在經過限流電阻R33 到 ULN2004 內部接地而構成通路，使 TR1 的 T1 極和 G 極間電阻R3833R3933C16473C17473C18473C19473C200.01uC210.01uC22473C23473C2533uC26100uTR18ATR28ATR31ATR41AC28473TR51A位位位位位位位位位位1ZID1HONGD1CHENGD1BAID1HUANGD12345678910111213141516ULN20 04IC3ULN2004R3310

25、0R34100R35270R41270R42270冷220VP34P10P12P13P14圖 3-4 雙向晶閘管控制驅動電路約為 100產生一個電壓降，使 TR1 導通，于是電動機正轉。同樣道理，當 P13 腳輸出高電平過零脈沖時，電動機反轉。假設要使電動機停轉，紙鷂使 P14、P13 腳都輸出低電平即可。此時，只要交流電壓一過零點，可控硅就因T1 和 G 間電壓為零而自動截止，電動機失電停止運轉。同時，控制電機的兩個雙向晶閘管在任何時候不能同時導通，否那么會損壞晶閘管，甚至燒壞電機。當 P34 腳輸出高電平過零脈沖時，可控制排水牽引器的啟動停止。.2 冷、熱進水閥驅動控制原理當 P12 腳輸

26、出高電平過零脈沖時，經驅動芯片 ULN2004 輸出低電平，那么這時來自直流電源電路的+5V 電壓經 TR3雙向晶閘管的 T1 極和 G 極，在經過限流電阻R35 接到 ULN2004 內部接地而構成通路，使 TR1 的 T1 極和 G 極間電阻約為 100產生一個電壓降，使 TR3 導通，于是電磁閥線圈帶電翻開冷進水閥閥門。同樣道理，當 P10 腳輸出高電平過零脈沖時，熱進水閥閥門翻開。要使閥門關閉，只要使 P12 或 P10 腳輸出低電平即可。這時，只要交流電壓一過零點，可控硅就因T1 和 G 間電壓為零而自動截止，電磁閥不帶電而關閉閥門。.3 抗干擾措施電容 C16C19、C28 起濾波

27、抗干擾作用，當突然出現干擾信號時，因電容電壓不能突變，而不會引起 ULN2004 內部的變化而造成雙向晶閘管的誤導通或誤截止。由于電機的電感較大，感應反電勢也較大，如果這個電壓出現非常迅速，那么雙向晶閘管將重新導通而失去控制，因此需要在兩個 8A 的雙向晶閘管的兩個主極上并聯一個電阻和電容，組成容阻回路。電容將起到限制感應電勢的作用，而電阻用來限制來自器件觸發(fā)時電容器的浪涌電流和阻尼由電容和電感構成的振蕩。如圖 3-21，在雙向晶閘管的兩端并聯 RC 串聯網絡，該網絡常稱為 RC 阻容吸收電路。為保證洗衣機的平安工作，當洗衣機出現問題或故障時，洗衣機應立即發(fā)出蜂鳴報警，提醒用戶及時處理，此即全

28、自動洗衣機的故障自診斷功能。在洗衣機電源接通后，單片機就不斷地對接收到的按鍵、門開關、水位傳感器等輸入信號進行分析，并結合內部時鐘信號，作出當前工作狀態(tài)是否正常的判斷，假設出現異常情況，那么進行蜂鳴報警。3.5 水位傳感器水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數。對于全自動洗衣機,要求水位的檢測必須是連續(xù)的,故常采用諧振式水位傳感器。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路 LC 作為傳感器的敏感元件,將被測物體的變化轉變?yōu)?LC 參數的變化,最終以頻率參數輸出。其工作原理是:將水位的上下通過導管轉換成一個測試內腔氣體變化的壓力,驅動內腔上方的一塊隔膜移動,帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內

29、移動,從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。3.6 LED 和數碼管顯示及按鍵電路如圖 3-5 所示，本程控器設有七個按鍵(水位 K1、程序 K2、功能 K3、水溫 K4、啟動/暫停 K5、預約 K6、電源 K7)，十四個發(fā)光二極管四個八檔水位顯示、三個程序顯示、四個功能顯示、兩個進水顯示、一個預約顯示 ，一個雙位數碼管，實現對洗衣機運行狀態(tài)的選擇和顯示。通過 LED 的點亮/閃爍指示洗衣機的各種工作狀態(tài)，利用數碼管顯示預約及各種洗衣程序的剩余時間和四種錯誤類型E1、E2、E3、E4 。采用動態(tài)掃描顯示的方法。動態(tài)掃描顯示法是把所有顯示器件的各個相同端互相連接在一起,接到

30、一個輸出口上，而顯示器的公共端 COM 分別接在另外輸出口上，通過這兩個輸出口的兩組信號相互作用來產生顯示效果。即讓各位數碼管及 LED 顯示器件按照一定順序輪流顯示，只要掃描頻率足夠高，由于人眼的“視覺暫留特性，就觀察不到閃爍現象，而是連續(xù)穩(wěn)定的顯示。其特點R13.3KR23.3KR33.3KR43.3KR53.3KR63.3KR7100R8100R9100R10100R11100R12100R13100R141KR151KR2310KR2410KQ12907Q22907Q32907Q42907Q52907Q62907LED37/8LED25/6LED13/4LED7冷冷LED6冷冷LED5

31、冷冷LED41/2LED11冷冷LED10冷冷LED9冷冷LED8冷冷LED14冷冷LED13冷冷LED12冷冷D1IN4001D2IN4001D3IN4001D4IN4001D5IN4001D6IN4001K2位位K3位位K6位位K5位/位K7位位K1位位C3473C4473K4位位LEDgnggeeffddeebbaaLLHHbfcgdebfcgdeaaSMG+5VP30P31P32P41P40P37P36P35P42P43P44P45P46P22P47圖 3-5LED 和數碼管顯示及按鍵電路在于能顯著降低顯示局部本錢，大大減少顯示接口的連線結構，易于編程。開機后，由 P30P32 和 P

32、35P37 輸出不同時段的掃描方波,用來檢測按鍵的輸入。動態(tài)掃描方波信號鍵掃描信號是 50HZ 頻率(間隔 20 ms)的脈沖序列，有嚴格的時序關系，其中一個 I/O 口輸出低電平時，其余 I/O 口皆為高電平(例如 111101 等)。掃描信號經限流電阻 R1R6(3.3K)后加載到三極管 Q1Q6 的基極。當 P30P32 和P35P37 中某個管腳輸出低電平時，相應的三極管飽和導通，從而使高電平驅動相應的顯示器件工作。同時，軟件不斷檢測 P22、P47 的輸入。當有鍵按下時，軟件便會檢測到此按鍵輸入口的高電平。根據掃描方波，可判斷按下的是哪一個鍵，然后調出存在程序存貯器中的相應按鍵子程序

33、。在相應子程序中，由單片機控制從 P40P47 輸出不同的段值，用來控制相應的 LED 指示燈點亮/閃爍及數碼管點亮/熄滅的工作狀態(tài)，并在相應輸出口輸出控制信號，控制洗衣機電動機、進水電磁閥、排水電磁閥的動作。在按鍵的輸入處均設有容阻吸收電路，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。二極管 D1D6 作用是防止多個按鍵同時按下時，發(fā)生短路。第四章系統(tǒng)軟件設計4.1 軟件編程思路全自動洗衣機控制軟件系統(tǒng)根據其功能要求，主要分為以下幾個大程序模塊：監(jiān)控程序模塊；主洗程序模塊；漂洗程序模塊；脫水程序模塊。4.2 各模塊程序流程圖 監(jiān)控程序模塊監(jiān)控程序模塊負責在非洗衣狀態(tài)下，監(jiān)視按鍵和刷新顯示工作。在監(jiān)控狀態(tài)下，程序不

34、斷掃描 7 個按鍵電源、啟動、程序、預約、水位、功能和水溫的狀態(tài)。只有在電源鍵被按下后，按動其它鍵才能有效響應。監(jiān)控程序模塊的流程圖如圖 4-1 所示。YNNY開 始NY轉相應工作程序調相應自檢程序啟動鍵?自檢?有鍵按下？調顯示子程序調打開LED顯示調按鍵掃描子程序調讀取鍵值子程序調洗衣機方式設置程序電源鍵按下？調讀取鍵值子程序有鍵按下？設置棧堆指針調用洗衣機初始化子程序調上電數據恢復模塊按鍵掃描子程序調顯示子程序圖一 監(jiān)控程序模塊圖NYN開基本定時器中斷圖 4-1 監(jiān)控程序模塊框圖在洗衣機通上電源后，單片機上電復位。程序首先運行在監(jiān)控程序模塊中。洗衣機初始化內容包括：I/O 口初始化、工作過

35、程初始化主洗洗滌時間、漂洗洗滌時間、漂洗次數、脫水時間、進水時間等參數 。因為洗衣機上電后默認洗滌方式為標準洗，故參數初始化主要是對標準洗狀態(tài)下的參數的預置。上電數據恢復模塊主要用來判斷洗衣機上電是否為洗滌時突然掉電。假設為洗滌過程中掉電，那么上電后進行恢復斷點工作，否那么程序返回進入到對按鍵監(jiān)視和刷新顯示的循環(huán)過程中。在按下電源鍵后，洗衣機進入到復位狀態(tài)，在此狀態(tài)下可進行參數設置，如選擇水溫、是否防皺、水位、程序等。假設不設定的話，洗衣機啟動后處于標準洗滌狀態(tài)。假設同時按下幾個鍵，那么進入到自檢，如同時按下水位和電源鍵，這個功能是無水檢測，用來檢測發(fā)光二極管、數碼管和蜂鳴器等是否能正常工作；

36、如在洗滌過程中同時按下水位和功能鍵，啟動童鎖功能,所有按鍵均封鎖不可選。假設按下啟動鍵，那么洗衣機開始洗滌。主洗程序模塊當洗衣機上電后默認主洗時間為 43 分鐘。洗衣機的洗滌過程是否進入到主洗程序模塊，由用戶操作決定。假設用戶選擇主洗，那么允許標準洗標志有效。主洗過程是一個包括進水、洗滌、排水洗和脫水全過程。程序框圖如圖 4-2 所示。NY返回清除主洗標志滅主洗燈調脫水子程序設置脫水時間返回允許主洗？調排水子程序調主洗洗滌子程序主洗燈閃爍調進水子程序程序入口圖 4-2 主洗程序模塊 漂洗程序模塊 在洗衣機上電后默認漂洗次數為 4 次。用戶可選擇漂洗次數，也可以只漂洗，不脫水。當用戶選擇漂洗過程

37、后，此標志有效。在整個漂洗過程中，漂洗燈一直閃爍,程序框圖如圖 4-3 所示。NNYYNNN返回滅漂洗燈清漂洗標志清四漂標志第四次漂洗子程序第四次漂洗？清三漂標志第三次漂洗？調三漂子程序返回清二漂標志Y調二漂子程序第二次漂洗？清一漂標志Y調一漂子程序第一次漂洗？Y漂洗燈閃爍允許漂洗？程序入口圖 4-3 漂洗程序模塊框圖 脫水程序模塊脫水是洗衣過程中可有可無的環(huán)節(jié)。脫水時間由用戶設定，在脫水過程中排水閥一直翻開，且脫水指示燈一直閃爍顯示。脫水程序模塊如圖 4-4 所示。NNYY返 回關排水泵調電機停止子程序脫水時間完？調鍵盤時間顯示調剩余時間顯示調電機啟動子程序設置轉速為預定轉速調電機反轉子程序

38、15S倒計時=0?置脫水時間于倒計時緩沖器設置轉速為低速15秒倒計時開始入 口調開排水泵調電機啟動子程序圖 4-4 脫水程序模塊框圖總 結 全自動洗衣機由東芝單片機控制。由于其具有內存容量大、輸入輸出口多、I/O 的驅動能力強、指令系統(tǒng)豐富等特點，將其應用在家用電器控制中，可大大簡化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。本設計經過設計到達了預期的各種功能，完全符合全自動洗衣機的各項要求。在本次設計中，因為以前的時候總是覺得設計只要有總體思路就可以了，所以在設計電路的時候，特別是對雙向晶閘管的使用的時候，只是從書上了解到了無觸點的優(yōu)點但是卻沒有想到其實雙向晶閘管的過壓和過流性是十分的脆弱的，設

39、計的時候就直接用它去控制了電機和電磁閥，這樣的穩(wěn)定性在實際的使用中不能穩(wěn)定使用，所以設計沒有實際意義。這點讓我充分的認識到我的缺乏，我在設計和平時總是對自己的細節(jié)的注意不夠，這就使得很多看似成立的東西失去了本來的實際意義，也讓會導致很多事情的失敗。本次設計對與我來說是一次對自己性格鍛煉，它讓我充分的認識自己所學習知識的不夠，讓我明白小事、小細節(jié)對于全局的重要性，使我認識到自己的學習和生活的關系，讓我知道自己以后做事的態(tài)度和行為，所以本次設計對我自身的是起到很重要的審視作用。參考文獻1 余永權，汪明慧，黃英單片機在控制系統(tǒng)中的應用北京：電子工業(yè)出版社,20032 扈剛，王延峰.諧振式水位傳感器.

40、傳感器技術.2002.3 謝宋和,湛清平.東芝單片機在家用電器中應用.北京:北京航空航天大學出版,1996.4 周德林，張雙慶全自動洗衣機故障檢測技術北京：金盾出版社，20045 張毅剛，修林成.MCS-51單片機應用設計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1992. 6 陳汝全，林水生實用微機與單片機控制技術成都：電子科技大學出版社,1998 7 王幸之,王雷等單片機應用系統(tǒng)抗干擾技術北京：北京航空航天大學出版社1999 8 牛洪濤工控軟件的抗干擾設計微型機與應用1998 9 邵貝貝單片機嵌入式應用的在先開發(fā)方法北京：清華大學出版社,200410 王柏林.單片機系統(tǒng)設計的誤區(qū)與對策.計算機應用.

41、2002. 11 王曉明電動機的單片機控制北京：北京航空航天大學出版社，2002致 謝經過這一學期的努力我的畢業(yè)論文終于順利完成了。本文是在老師指導下完成的。老師治學嚴謹、品德高尚、平易近人，在洗衣機控制課題等方面具有豐富的知識和很高的科研水平。從選題、方案論證到具體設計和論文撰寫的各個環(huán)節(jié)，都得到老師的熱心指導、幫助、和指正，使得我能在比擬正確的軌道上，在預期的時間內完成工作量較大的課題，對此將深深感謝老師的幫助。感謝所有的授課老師。在四年的學習中，他們不僅給我傳授了系統(tǒng)的理論知識，培養(yǎng)了較強的動手實驗能力，而且還通過言傳身教潛移默化地傳授給我做人的道理。在單片機課程學習中授予我們的知識，讓

42、我對學習的態(tài)度改變許多，同時也讓我充分的認識到自己的缺乏，更重要的是教會我們如何去學。如果沒有他們的無私支持和指導，相信我沒有方法完成這次的畢業(yè)設計。在此對他們的悉心教導表示衷心地感謝。附 錄start:nop ld sp,0 x23f di call ioini ；初始化單片機 call workini ；初始化 RAMstart1: nop call workini1 ；進行標準化設置 eiRUNING: test (flag1).0 ；10ms 延時 jr t,RUNING clr (flag1).0 ld (WDTCR2),0 x4e ；關看門狗 call d100ms ；100ms

43、延時，和flag4).1 組成一個 100ms 延時 call buzzing ；蜂鳴程序 call tsj ；自檢和循環(huán)檢測 test (flag4).1 jr f,RUNING call derr ；錯誤檢測程序 call tsjt ；童鎖潔筒 call proini ；進行自檢和無水檢測參數設置 call door ；門判斷程序 call display ；顯示程序 call water ；水位判斷程序 call klast ；連鍵處理程序 call err16 ；出錯情況未接觸的話，每 16分種，蜂鳴器報警 10 秒 call d10mdp ；開機十分種，不啟動那么自動斷電 test

44、(flag2).1 ；是否出錯 jr f,RUNING test (flag1).3 ；預約 jr t,RUNIA0 call yydelay ；預約顯示 call yyoper ；預約啟動情況下，未蓋蓋子，那么出現報警 jp RUNINGRUNIA0: test (flag2).0 ；啟動 jr t,RUNING ld (error),0 x00 ；無錯誤 test (flag8).1 ；模糊測布質 jr t,RUNIA00 call del10s jp RUNINGRUNIA00: test (flag1).7 ；3s 時間標志 jr t,RUNIA01 call del3s jp RUN

45、INGRUNIA01: test (flag5).5 ；無水檢測 jr t,RUNINA02 call testfm ；蜂鳴器初始化程序 jp RUNINGRUNINA02: test (flag5).0 ；排脫水 jr t,RUNIA1 ； test (flag4).7 ；7s 程序，最好 jr t,RUNIA1 ； call del7s jp RUNINGRUNIA1: call RUNDISP ；1m 修改一個運行時間 test (flag5).3 ；洗衣結束 jr f,RUNIA2 call xiyi ；調洗衣程序RUNIA3: jp RUNINGRUNIA2: test (flag1

46、).1 ；蜂鳴器正在工作 jr f,RUNIA3 test (flag6).3 ；循環(huán)檢測程序 jr f,RUNIA4RUNIA5: call workini1 ；初始化RUNIA4: set (flag2).3 ；程序初始化 clr (flag5).3 ；洗衣結束，結束蜂鳴 jp RUNING;* ld (P0DR),0 xff ；p0 口有 8 個管腳，p07 為輸入口 ld (P1DR),0 x07 ；p0 口有 3 個管腳，前兩個為輸入 ld (P2DR),0 x07 ；p2 口有 3 個管腳，這里沒有用到 ld (P3DR),0 xc0 ；p3 口有 8 個管腳，p36，p37 為輸

47、入管腳 ld (P1CR),0 x7f ； ld (P3CR),0 x4f ； ld (P0OUTCR),0 x7F ;設置為哪種輸出形式，開路或上拉 ld (WDTCR1),0 x00 ;關看門狗 ld (WDTCR2),0 xb1 ; ld (TTREG3),0 x7d ;2mS,8M ld (TTREG4),0 x0c ;0.192us,8M ld (TC1CR),0 x14 ;TC1 10ms 定時 ldw (TC1DRA),0 x0271 ;271;10mS; 138:5mS ld (TC3CR),0 x18 ;TC3 2ms 開始計時 ld (EINTCR),0 xc0 ;設置中斷

48、產生形式 11000000 ld (TC4CR),0 x19 ;TC4 輸出為可編程脈沖 ld (TBTCR),0 x00 ;關 DVO 口 ldw (IL),0 x0000 ；清中斷標志位 ld (EIRL),0 x90 ；開對應中斷 1001 0000 ld (EIRH),0 x0 x0c ; 0000 1100 ld (SYSCR1),0 x00 ;系統(tǒng)設置 ld (SYSCR2),0 x80 clr (flag8).4 ;電源鍵第一次按下 set 該標志，第二此按下該標志 ld (INTSEL),0 x10 ；中斷源選擇 ld (UARTCR1),0 x03 ；關 ld (UARTCR

49、2),0 x02 ld (WDTCR2),0 x4e ；關 ld (WDTCR1),0 x0d ； ret;*workini: ld hl,s1 ;清理變量子程序 ld a,0 xffLOVE: ld (hl),0 inc hl dec a jr f,LOVE ret;*workini1: ld (P0DR),0 xff ；p0 口有 8 個管腳，p07 為輸入口 ld (P1DR),0 x07 ；p0 口有 3 個管腳，前兩個為輸入 ld (P2DR),0 x07 ；p2 口有 3 個管腳，這里沒有用到 ld (P3DR),0 xc0 ；p3 口有 8 個管腳，p36，p37 為輸入管腳 l

50、d a,(s1) ；保存自檢 ld w,(s2) ；保存無水檢測 push wa ld h,(bitcount) ；保存循環(huán)位 ld l,(s7) ；保存開關值 push hl ld hl,s1 ld a,0 xffLOVE1: ld (hl),0 ；清理變量區(qū) inc hl dec a jr f,LOVE1 pop hl ld (bitcount),h ；恢復循環(huán)變量 ld (s7),l ；恢復開關變量 pop wa ld (s2),w ；恢復程序鍵量循環(huán)檢測 ld (s1),a ；恢復水位鍵 自檢 ld de,0 x0000 ；作為水位檢測的中間變量 ld (del20),0 xfa ；2

51、50 ld (d10m1),0 x5f ；59999 ld (d10m2),0 xea ld (bitmove),0 xfe ；位循環(huán) ldw (d1m),0 x176f ；5999 set (flag2).3 ；程序初始化 set (flag4).1 ；上電延時 ld (yyd1m1),0 x3f ；359999 1h 時預約程序變下 ld (yyd1m2),0 x7e ld (yyd1m3),0 x05 ld (d05s1),0 xff ；1535 ld (d05s2),0 x05 ld (led1),0 xfb ；默認 3 檔水位 ld (led2),0 xf7 ；標準 ld (led3

52、),0 xf8 ；洗 漂 脫 set (flag8).1 ；模糊 ld (d10s1),0 x2c ; 300 ld (d10s2),0 x01clr (P3DR).3 ； ld (zsdx),0 x0c ld (zsdp),0 x02 ld (zsdt),0 x06 set (flag10).5 ；在開始時候有個補水功能 set (flag1).1 ；是否蜂鳴 ld (buzt1),0 x0a ； ld (temcount),0 x00 ；開冷水 ld (wcount),0 x02 ；是否錯誤 ret call TESTCQ ;測試布質XIYIRET: retXIYIXYE: call cl

53、rcur clr (pro2).6 clr (flag4).5TESTCQ: ld w,(wcount) ;測布質子程序 ld a,0 x04 mul w,a ld c,a ld (del30),c ld hl,water1 ld bc,(hl+c) ld wa,(sjsw) cmp wa,bc jr lt,TCQ0 sub wa,bc ld c,(wcount) ld b,0 x04 mul b,c ld hl,CQPARA ld w,(hl+c) cmp w,a jr lt,TCQ1 ;布質分 4 擋TCQ0: ld (slpara),0 x00 retTCQ1: inc c ld w,(

54、hl+c) cmp w,a jr lt,TCQ2 ld (slpara),0 x01 retTCQ2: inc c ld w,(hl+c) cmp w,a jr lt,TCQ3 ld (slpara),0 x02 retTCQ3: inc c ld w,(hl+c) cmp w,a jr ge,TCQRET ld (slpara),0 x03TCQRET: ret ld (si),0 x00 ld (prod1),0 xb7 ld (prod2),0 x0bXIYIPH: test (pro2).5 jr t,XIYIPS ;排水 call inw test (flag2).4 jr t,XI

55、YIRET test (flag6).0 jr f,XIYIPHJ1 test (led2).3 jr t,XIYIPHE test (flag10).1 jr f,XIYIPHE test (flag10).2 jr f,XIYIPHEXIYIPHJ1: sub (prod1),1 subb (prod2),0 jr t,XIYIPHE clr (si).4 clr (si).2 clr (flag3).0 set (flag3).1 call cur retXIYIPHE: set (led3).1 clr (flag3).1 ld (zsdx),0 x0 ld (si),0 x00 cl

56、r (pro2).5 call clrcur test (pro1).7 jr f,XIYIPHE0 test (pro1).6 jr f,XIYIPHE0 test (pro1).5 jr f,XIYIPHE0 set (led3).2 ld (zsdp),0 x0XIYIPHE0: test (led3).2 jr t,XIYIPS test (led3).3 jr t,XIYIPS1 call proend ret XIYIPS1: call timejz XIYIPS: test (pro2).4 jr t,XIYIJT test (flag7).6 jr f,XIYIJTE call

57、 jtuods set (flag5).0 call ofw test (flag5).4 jr t,XIYIPSS ld (prod1),0 x2f ld (prod2),0 x75XIYIPSS: ret XIYIJPTS: jp XIYITS XIYIJT: test (pro2).3 jr t,XIYIJPTS set (si).1 set (flag3).6 set (flag5).0 sub (prod1),1 subb (prod2),0 jr t,XIYIJTE set (flag3).0 clr (flag3).1 test (flag3).5 jr f,JTRET ld (

58、error),0 x02 call seterr retJTRET: cmp (prog),0 x06 jr eq,JT00 cmp (zsdp),0 x01 jr ne,JT0 test (led3).2 jr f,JT0JT00: set (si).4 JT0: call cur ret XIYIJTE: clr (pro2).3 clr (pro2).4 call clrcur clr (si).4 clr (si).2 call tsds clr (flag3).0 XIYITS: test (pro2).2 jr t,XIYIGX test (flag7).6 jr f,TSNEXT

59、1 set (si).1TSNEXT1: sub (prod1),1 subb (prod2),0 jr t,XIYITSE set (flag3).6 set (flag5).0 test (flag7).6 jr f,JT0RET set (si).7JT0RET: retXIYITSE: clr (pro2).2 test (led3).2 jr t,XIYIBP3 test (flag10).1 jr f,XIYIBP4 test (flag10).2 jr f,XIYIBP4XIYIBP3: test (led2).2 jr t,XIYIBP4 ld (prod1),0 x6f ld

60、 (prod2),0 x17 jp XIYIBP2XIYIBP4: ld (prod1),0 xb7 ld (prod2),0 x0bXIYIBP2: clr (flag3).7 clr (flag6).0 clr (si).7 clr (flag4).0XIYIGX: test (pro2).1 jr t,XIYISC sub (prod1),1 subb (prod2),0 jr t,XIYIGXE set (si).1 retXIYIGXE: clr (pro2).1 ld (prod1),0 xf3 ld (prod2),0 x01 ld (si),0 x00 clr (flag5).