CN107780126A - 一种洗衣机设计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗衣机设计，本发明运用的是AT89C51单片机，其要控制的对象包括：进水阀、排水阀、电机。这些被控对象是需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示不同的工作状态及运行剩余时间。发光二极管用来指示洗涤速度和脱水速度；按键用来控制程序的运行和设置洗涤速度和脱水速度；蜂鸣器用来进行程序运行提示及故障报警。

Description

一种洗衣机设计

技术领域

本发明专利涉及单片机技术领域，具体涉及一种洗衣机设计。

背景技术

随着人民生活水平的提高，越来越多的人需要用洗衣机。现在洗衣机越来越高度自动化，只要衣服放入洗衣机，简单的按两个键，就会自动注水，一些先进的电脑控制洗衣机，还能自动的感觉衣物的重量，自动的添加适合的水量和洗涤剂，自动的设置洗涤的时间和洗涤的力度，洗涤完以后自动的漂洗甩干，更有些滚筒洗衣机还会将衣物烘干，整个洗衣的过程完成以后还会用动听的音乐声提醒用户，用户可以在洗衣的过程做其它的事，节省了不少的时间。总之，每一项技术的进步极大地推动了洗衣过程自动化程度的提高。

发明专利内容

本发明专利涉及一种洗衣机设计，本发明运用的是AT89C51单片机，其要控制的对象包括：进水阀、排水阀、电机。这些被控对象是需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示不同的工作状态及运行剩余时间。发光二极管用来指示洗涤速度和脱水速度；按键用来控制程序的运行和设置洗涤速度和脱水速度；蜂鸣器用来进行程序运行提示及故障报警。

附图说明

图1：洗衣机控制器系统框图。

图2：晶闸管驱动电路图。

图3：水位检测电路图。

图4：开关电源电路图。

图5：键盘输入及显示电路图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明的控制面板主要包括：启动/停止、电源、标准、轻柔、快速、水位选择按钮。完成一次洗衣过程所需的动作有：

(1)进水动作：进行洗涤时，盛水桶内的水量必须达到水位设定要求。洗衣机的进水和水位判断，是由水位开关和进水阀的开合来进行控制的，当桶内没有水或水量达不到设定水位时，单片机程序将控制进水阀闭合，开始注水，当桶内的水位达到设定水位时，水位开关受压闭合，程序就可进入下一步处理；

(2)排水动作：进入脱水动作前应先排水。为了避免空排水造成时间浪费以及排水不完而带水脱水造成对电机的损害。洗衣机能够根据实际水量对排水时间进动态控制；

(3)洗涤动作：洗涤动作指的是电机周期性的“正转-停止-反转-停止”。不同的洗衣过程，控制电机执行“正转-停止-反转-停止”的时间是不同的；

(4)脱水动作：排水结束后进入脱水动作，脱水是通过电机的正转来实现的，同时要求排水阀一直打开，也正是由于排水阀的打开，才使得脱水时的电机正转速度不同于洗涤时的电机正转速度。进行脱水时若遇到洗衣机盖打开，则暂停脱水，并发出报警，直至用户合上桶盖后，才继续进行脱水。脱水结束后，发出报警，并自动关闭排水阀；

(5)脱水不平衡修正：进行脱水处理，电机要正转，电机要进行高速单向正转，若此时衣物偏向于一边，脱水桶会因离心的作用，在很短的时间内碰撞安全开关装置，使安全开关产生瞬时的关闭和断开，此时要进行脱水不平衡修正。进行脱水不平衡修正，洗衣机将停止脱水，并自动插入“进水-洗涤1分钟-排水”动作。通过这一插入动作，衣服将调整到洗衣桶中心位置。在同一脱水过程中，如果连续修正3次仍达不到脱水平衡，则进行报警，等用户打开洗衣机将衣物放置均匀再盖上桶盖，方可继续进行脱水：

(6)其它动作：洗衣机控制器在此控制面板上还配有启动/停止、电源、标准、轻柔、快速、水位选择按钮。

进一步的，本发明的主控制系统运用的是AT89C51单片机，其要控制的对象包括：进水阀、排水阀、电机。这些被控对象是需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示不同的工作状态及运行剩余时间。发光二极管用来指示洗涤速度和脱水速度；按键用来控制程序的运行和设置洗涤速度和脱水速度；蜂鸣器用来进行程序运行提示及故障报警，洗衣机控制器系统框图如图1所示，其说明如下：

(1)单片机电路：单片机电路是程序控制的中心它把计算机的各种功能电路都集成在一块芯片上，主要包括中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、输入/输出接口电路及计时、分频、扫描、定时、时间设定等电路，ROM内已固化了洗衣机操作程序、单片机根据输入指令和检测信号，调出内部相应的操作程序，通过电路处理后，输出各种电路控制信号，使洗衣机自动完成程序操作过程。如果单片机自身出故障、或控制电路传送给单片机的信息不正确，洗衣机就不能正常工作；

(2)直流电源电路：这是为单片机及其外围控制电路提供晓以电压直流电源的电路，它将输入的220V交流电经过变压、整流、滤波、稳压后，变为稳定的低压直流电，送给单片机、可控硅触发电路、显示电路等；

(3)复位电路：此电路的作用是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除由于某种原因的程序紊乱；

(4)时钟电路：由晶振元件与单片机内部电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，供单片机信号定时和计时；

(5)按键输入电路：按键开关按一定的矩阵排列，当按键被按动时，其接通的信号将输送到单片机。单片机对应地调出内部软件进行工作，使洗衣机进入相应的洗涤程序。

(6)显示电路：显示电路由发光二极管按一定的矩阵排列而成，它是程序控制系统向用户直接观察到洗衣机的工作状态的窗口。预设工作程序时，可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令；还可以通过批示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常。

(7)负载驱动电路：该电路多由双向可控硅及触发电路组成。双各可控硅作为无触点开关控制电机等负载的通断及运行。单片机根据按键输入指令或接收到的检测信号，输出相应的控制信号，控制可控硅触发电路的导通，使电机等负载得电运转；

(8)报警电路：此电路在洗衣机中起提示和报警的作用。根据程序安排和软件设置，当洗衣完成后，洗衣机将发出音乐以提示用户洗衣完成；

(9)水位开关和安全开关电路：水位电路和安全开关电路由传感器监测，其通断状态由电路输送给单片机。由单片机进行指令控制。

进一步的，本发明的晶闸管驱动控制电路如图2所示，其作用是控制洗衣机的进水阀、排水阀和电动机的正反转。完成洗衣机的进水、排水以及驱动电机洗衣功能。单片机I/O口直接与驱动芯片ULN2803连接，将信号放大后驱动晶闸管的导通和关断。洗衣机完成衣物检测或手动设置洗衣程序后，进水阀打开，当水位检测电路检测水位达到预定高度时，进水阀关闭停止进水。在整个进水过程中，若进水阀打开时间超过15分钟水位检测电路仍未检测到水位达到预定高度，洗衣机将会报警并暂停水，等待故障排除。如果无故障，当进水满后关闭进水阀，启动电机开始洗涤。洗涤程序结束排水阀将会打开，进入脱水程序。

进一步的，本发明的水位检测模块通过水位传感器实现对桶内水位的检测。水位传感器内部存在LC振荡电路，当水压改变后电容值也会随之改变，从而影响水位传感器的输出频率，不同的水位对应一个固定的频率值。本课题采用SW-1型水位传感器，在零水位时输出频率为26.8kHz，随着水位的升高水位传感器输出的频率会之减小，当达到本课题设计的最高水位390mm时输出频率为22.57kHz。将水位传感器的输出连接到水位检测电路如图3所示。

进一步的，本发明的开关电源为单片机供电，原理图如图4所示。交流220V电源经变压器降压再经过电力二极管整流、滤波后产生直流电压，经稳压芯片LM2575稳压后得到+5V电压为单片机供电。

进一步的，本发明的键盘输入及显示部分，我采用8279芯片作为电路的核心。如图5所示，当用户从键盘输入命令时，8279芯片将自动产生一个中断信号，向单片机发送请求将RAM中的数据取走。图5中8279的地址由P2.7和A0决定，故数据口地址为7FFEH，命令口地址为7FFFH。所接的5个按键，扫描线接在74LS138的译码输出端Y0和Y1上，当Y0为0(SL2SL1SL0＝000时)，扫描第1列按键，当Y1为0(SL2SL1SL0＝001时)扫描第2列按键。当某一按键被按下后，键值就自动进入8279缓冲区，当8279不空时由INT输出高电平告知CPU取走缓冲区数据，故INT连接CPU的中断输入需加一反向器。电路中，ALE连接8279的CLK以提供8279工作需要的100KHZ，则时钟必须在8279编程时提供分频系数为可得到100KHZ。本设计单片机的时钟频率为12MHZ，则ALE输出频率为时钟的1/6，等于2MHZ，要得到100MHZ的频率需进行2MHZ/100KHZ＝20分频。

进一步的，本发明的全自动洗衣机控制系统软件由主程序、中断服务程序和各种功能子程序三个层次组成。主程序完成初始化、键查询处理、洗涤、漂洗、脱水等操作；中断服务程序和要完成时间定时，外部输入等；子程序主要由键盘扫描子程序、键盘处理子程序、显示子程序进水子程序、漂洗子程序、报警子程序等。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.本发明专利涉及一种洗衣机设计，本发明运用的是AT89C51单片机，其要控制的对象包括：进水阀、排水阀、电机。

2.根据权利要求1所述的一种洗衣机设计，其特征在于，进水阀、排水阀、电机等被控对象需要根据不同的洗衣程序来设定它们的不同工作状况和工作时间的，进水阀和排水阀的控制还需要水位检测，同时需要数码管显示不同的工作状态及运行剩余时间。发光二极管用来指示洗涤速度和脱水速度；按键用来控制程序的运行和设置洗涤速度和脱水速度；蜂鸣器用来进行程序运行提示及故障报警。