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1、节水型全自动洗衣机电脑控制器比赛编号：_A11093_ 日期：2002/8/20首名设计者为联络代表人。目录内容页次1 引言32 设计概述3-53 硬件描述5-64 软件描述7-105 结束语10节水型全自动洗衣机电脑控制器一、引言随着全自动洗衣机的不断普及，消费者对其环保节能的要求越来越高，其中最主要的一项指标就是耗水量，人们迫切需要有一种能节水的洗衣机来替代现在的洗衣机，这在全球水资源缺乏的今天尤为重要。我们从这一点切入，通过大量市场调研，设计开发了这款节水型全自动洗衣机电脑控制器。它通过对电脑控制器程序的精心设计，配合整机结构的调整，在不影响整机其它性能的前提下，达到了节水40%的优良效
2、果，为全自动洗衣机的节能课题提供了有价值的参考。二、设计概述1 设计特点a 采用价廉物美的MOTOROLA单片机MC68HC08SR12作为控制核心。b 通过片内A/D实现电源电压的保护功能。c 通过片内PLL实现锁相环控制。d 设计了在线编程的功能。e 显示采用流行的LED模块，大面积图案设计，新颖直观，动感力强，操作方便。f 具有预约洗衣和剩余时间显示功能。g 使用CAPTURE 功能进行水位的监测。h 多个程序公用：利用SR12的ROM较大的特点，可以将几个程序（相似的两个或几个机型的程序）同时放在SR12上，根据PIN口输入选择运行不同的程序。i 多种故障报警功能：设计多种故障状态报警
3、功能，提示用户进行处理,超过1小时不处理，则自动切断电源，保证洗衣机的安全。j 通过软件、硬件的配合设计，控制器具有较强的EMC性能。2 系统框图 MC68HC908SR12Pin口选择Pin口选择门控开关扫描显示输出/按键扫描输入电源电压采样电源波形采样电机正转Pin口选择电机反转蜂鸣器进水阀下排水阀上排水阀驱 动 模 块水位传感器采样模块 图一、系统总体框图3 节水工作原理a、采用水位传感器提供多级水位让用户选择采用水位传感器，不同的水位通过水位传感器可以产生不同的振荡频率，MCU可以精确地检测到水位传感器的振荡频率，也就是可以精确地检测到当前的水位及水量，这样理论上可以做到无级地调节水位
4、。本设计演示采用了6级水位选择，已能满足用户的洗衣需要。用户可以根据洗涤量的多少合理选择水位，即合理选择最贴近的用水量，从而达到节水的目的。本设计说明书中推荐了洗涤量与用水量的对应选择表供用户参考选择。b、采用喷淋脱水为了节水，洗衣机整机在结构上有了很大的变化，大家知道全自动洗衣机是有内桶和外桶的套桶型。内桶有许多小孔以便水可以流到外桶，从而达到外桶盛水排水、内桶旋转脱水的功能。而新型的节水洗衣机其内桶为无孔型，洗涤时内桶盛水而外桶无水，这样来达到节水的目的。同时，在洗涤的时候，洗衣机内的洗涤剂浓度相对普通洗衣机大大提高，可以达到更高的去污效果。但是，在洗衣机进行漂洗的时候，由于水量的减少，漂
5、洗效果将会大打折扣，洗涤剂的残留量会大大超标。为了解决这一问题，本设计采用了喷淋脱水功能。即在洗衣机进行漂洗后的脱水时，在脱水的前期，控制器间隙地打开进水阀进行多次喷淋式进水，这样来提高漂洗效果。这是控制器为配合整机节水而增加的功能。c、洗涤和漂洗采用不同的水位一般洗衣机在选择了一定的水位后，其洗涤和二次漂洗均采用同样的用水量而不再改变。本设计在程序上进行了修改，如用户选择X档水位进行工作，则在洗涤时采用X-1档进行，在第一次漂洗时采用X档进行，在第二次漂洗时采用X-1档进行，从而达到节水的效果。4其它功能介绍本控制器的其它一些功能有：a、 多种程序选择，用户可根据洗涤衣物的材质选择不同的程序
6、，如浸洗、标准、羊毛和快速等。b、 过程选择，用户可以选择单独洗涤以保留带有洗涤剂的水进行重复使用，可选择单独脱水，犹如脱水机一样，等等。c、 预约洗涤，用户可根据需要选择几小时后进行洗涤，时间选择范围为1-24小时。d、 剩余时间显示，用户可以直接掌握洗涤时间。e、 故障自动处理，如脱水时衣物过偏，本控制器可自动进行处理。三、硬件描述图二、电路原理图1 主控核心部分采用MOTOROLA单片机MC68HC08SR12作为控制核心,合理利用有效资源。2 按键和LED控制部分采用动态扫描来控制按键和LED可以节省I/O口。由于LED较多，电流较大，采用驱动放大模块来增加MCU的负载能力。3 输出控
7、制部分输出全部采用可控硅控制，包括控制电机正反转、进水阀、排水阀和断电开关。由于有些可控硅的驱动电流要求较大，所以也采用驱动模块来放大。在驱动电机的可控硅上增加了阻容吸收回路来保护可控硅。4 电源部分采用典型的经济型小功率电源设计，降压、整流、滤波、稳压。适合家电的大批量生产。5 水位检测部分水位传感器输入的频率信号经处理送入MCU。一种水位对应一固定的频率，当MCU检测到外部频率与用户选择的水位频率相等时，洗衣机停止进水进行洗涤。6 高压保护部分为了提高准确性，设计从电源端采样，采样信号送入MCU的A/D口进行判别。当电源电压高到一限值时，控制器立即切断电源。7 过零判部分为配合可控硅的控制
8、以及减少干扰，设计了过零判线路，MCU可以检测到交流电源的过零点。8 PLL部分进行锁相环控制。9 蜂鸣控制部分通过定时器产生一固定频率的输出脉冲来控制蜂鸣器。10.门控开关部分检测门盖的开关信号，在洗衣机脱水时，为了保证安全，门盖打开可暂停脱水，以防高速旋转的脱水桶损伤用户。四、软件描述否是Call 扫描子程序2ms?否是上电复位/初始化设置检查PIN口信号 设置相应标志判断电源信号可输出？输出控制信号清输出口0.1s?否是Call main 子程序图三、 软件主流程图是置电压高标志Call结束处理子程序序MAIN 子程序入口电源电压过高标志置否是否A/D采样检测电压电压高否？是否清计数器延
9、时到否？否有报警否？是否有蜂鸣否？是否报警处理蜂鸣处理切断电源否？否断电处理ReturnCall 过程控制子程序图三、Main 子程序流程图扫描子程序主要处理按键的输入和扫描输出指示灯，此子程序的流程图不再在此详诉。另外，2ms 中断服务程序的流程图也不再详细描述。过程控制子程序入口有浸泡洗否？是否有预约否？是否Call 预约处理子程序Return Call 浸泡处理子程序Return Call 洗衣处理子程序Return 有洗衣否？是否漂脱后否？是否Call 洗衣处理子程序Return 有脱水否？是否结束处理Return Call 排水处理子程序有漂洗否？是否已排水否？是否无水检测否？是否Call 脱水处理子程序Return 图四、过程控制子程序流程图过程控制子程序中使用到的子程序，包括预约处理子程序、浸泡处理子程序、洗衣处理子程序、排水处理子程序、脱水处理子程序等，都是处理各输出（包括进水、排水、洗涤）的计时控制。在此我们不再作详细描述。五、结束语本设计项目已圆满完成并通过测试、鉴定，该产品已投入大批量生产，在市场上深受消费者的欢迎。由于该产品具有较好的卖点和较低的成本，所以为公司赢得了可观的利润。
