智能洗衣机控制系统设计所有专业(编辑修改稿)

智能洗衣机控制系统设计所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

此时可以用作输入 口。 当作为输入口使用时，被外部拉低的引脚因为其内部电阻，将输出电流。 此外， 和 分别可以作定时器 /计数器 2 的外部计数输入和定时器 /计数器 2 的触发输入。 P2 口（ ～ ）： 8 位准双向 I/O 口线。 P2 输出缓冲器能够驱动 4 个 TTL负载。 当对 P2 端口写入 “ 1” 的时候，内部上拉电阻就会把端口拉高，此时就可以作为输入口使用。 当作为输入使用时，被外部拉低的引脚因为其内部电阻，将会输出电流。 在访问其外部 ROM 或用 16 位地址读取外部 RAM 时， P2 口就会送出高八位地址。 此时， P2 口利用内部上拉 发送 “ 1”。 当使用 8 位地址，访问其外部数据存储器（ RAM）时， P2 口将会输出 P2 锁存器的内容。 在 Flash编程或者校验时， P2 口也用于接收高 8 位地址和某些控制信号。 P3 口（ ～ ）： 8 位准双向 I/O 口线。 P3 口其内部具有上拉电阻， P2口输出缓冲器能够驱动 4 个 TTL 负载。 当对 P3 口写入 “ 1” 的时候，内部上拉电阻就会把端口拉高，此时就可以作为输入口使用。 当作为输入使用时，被外部拉低的引脚因为其内部电阻，将会输出电流。 P3 口也作为 STC8C52 具有第二功能的引脚使用，如表 1 所示。 智能洗衣机控制系统设计 9 表 1 P3口第二功能引脚图 引脚 第二功能 说明 RXD 串行输入口 TXD 串行输出口 INT0 外中断 0 INT1 外中断 1 T0 定时 /计数器 0 T1 定时 /计数器 1 WR 外部数据存储器写选通 RD 外部数据存储器读选通 2． 点阵型 LCD2864 简介 12864 是一种图形点阵液晶显示器 ， 它主要由行驱动器 /列驱动器及 12864 全点阵液晶显示器组成。 可完成图形显示，也可以显示 84 个 (1616 点阵 )汉字。 表 2 为 12864 的引脚功能表。 表 2 12864 引脚功能表 引脚号 引脚名称 LEVER 管脚功能 1 VSS 0 电源地 2 VDD + 电源电压 3 V0 —— 液晶显示器驱动电压 4 D/I(RS) H/L D/I=“H”，表示 DB7~DB0 为显示数据 D/I=“L”，表示 DB7~DB0 为显示指令数据 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”数据被读到 DB7~DB0 R/W=“L”， E=“H→L” 数据被写到 IR 或 DR 6 E H/L R/W=“L”， E 信号下降沿锁存 DB7~DB0 R/W=“H”， E=“H”DDRAM数据读到 DB7~DB0 7 DB0 H/L 数据线 8 DB1 H/L 数据线 9 DB2 H/L 数据线 10 DB3 H/L 数据线 11 DB4 H/L 数据线 12 DB5 H/L 数据线 13 DB6 H/L 数据线 14 DB7 H/L 数据线 15 CS1 H/L CS1＝ H，选择芯片右半屏信号 16 CS2 H/L CS2＝ H，选择芯片左半屏信号 17 RET H/L 复位信号， RET＝ L 复位 18 VOUT 10V LCD 驱动负电压 19 LED+ —— LED 背光板电源 20 LED —— LED 背光板电源 12864LCD 的指令系统及时序。 12864 液晶显示模块（即 KS0108B 及其兼容控制驱动器）的指令系统比较简单，总共只有七种。 其指令表如表 3 所示： 智能洗衣机控制系统设计 10 表 3 12864 指令表 指令名称 控制信号 控制代码 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 显示开关 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 显示起始行设置 0 0 1 1 X X X X X X 页 设置 0 0 1 0 1 1 1 X X X 列地址设置 0 0 0 1 X X X X X X 读状态 1 0 BUSY 0 ON/OFF RST 0 0 0 0 写数据 1 1 写数据 读数据 1 1 读数据 3． 负载传感器 负载传感器由电动机的反电动势检测电路 ， 光耦合器和滤波电路组成。 可以测得电动机在不同阶段的反电动势 .应用于洗衣机中可以通过模糊推论得出布量和布质的信息 .其电路 示意 图如图 3 所示： 图 3 负载传感器电路 示意 图 起动主电机旋转，等电机转速稳定后切断电源，主电机由于 惯性继续 转 动 直到停止 .在主电机断电惯性旋转时 ， 主电机处于发电状态 ， 会产生感应电动势输出 .如果负载较大主电机处于发电状态的时间就长，如果负载较小则主电机处于发电状态的时间就相对较短。 如图 4 所示： 智能洗衣机控制系统设计 11 图 4(a) 负载小 图 4(b) 负载大 图 4 电机断电后负载与整形脉冲的关系 图 将负载传感器应用于洗衣机中就可以以通过多次测量负载的方式来判断衣物的布质和布量。 4． 温度传感器 DS18B20 温度 传感器是美国 DALLAS 公司生产的一款超小体积，超低硬件开销的温度传感器。 DS18B20 采用先进的单总路线数据通信，能够进行全数字的温度转换及输出，其分辨率最小的公作周期为 750 毫秒，可检测温度范围为 55 ℃ ～ +125 ℃。 它可以提供 9 位 (二进制 )温度读数，指示器件的温度信息经过单线接口送入 DSl8B20或从 DSl8B20 送出，因此从主机 CPU 到 DSl8B20 仅需一条线 (和地线 )，不需要用户自行去进行模数转换。 图 5 为温度传感器 DS18B20。 整形脉冲 时间 断电后 电机转速稳定 整形脉冲 时间 断电后 电机转速稳定 智能洗衣机控制系统设计 12 图 5 DS18B20 DS18B20 共三个引脚，引脚 1 接电压地，引脚 2 接单数据总线，引脚 3 接高电平电源。 5． 谐振式水位传感器 谐振式水位传感器，采用了新型的传感原理，把水位的高低转化成水位与频率的对应关系，主要用于在洗衣机中作为洗衣机特定的水位传感器使用。 如图 6 所示是谐振式水位传感器的结构图。 洗衣机的水位 H 转换成导管口中的气压，导管中的水通过通过入嘴进入气室。 由于气室上面是封闭的，与水位 H 成正比的气压被传到隔膜上。 隔膜上嵌装有导板，当水位 H 上升时，气压增大，导板向上移动，当水位下降时，气压降低，在弹簧的作用下，导板向下移动。 导板 中心有导向轴，受外壳的支撑点限位，使导板上下平行移动，不致偏移。 导板上有固定支架，装有磁性元件，在导管内气压作用下导板上下平行移动时，带动磁性元件使其与线圈之间的相对位置发生变化，因此线圈的电感量发生变化。 该电感与电容组成三点式振荡电路，振荡的固有频率随水位的变化而变化，因此我们只要测得振荡频率就可以测知水位。 智能洗衣机控制系统设计 13 图 6 谐振式水位传感器的结构图 图 7 为水位与振荡频率的对应关系图。 由图可以看出谐振式水们传感器的输出特性曲线基本上呈线性变化。 在洗衣机 进水和排水 过程中，水位从 50～ 450mm 任意一频率的 误差可忽略不计。 调试后的水位传感器的测量气压的范围为 0～ ， 电感的变化范围为 ～。 当水位（ 0～ 450mm）高度一定时，与其对应的传感器输出频率在（ ～ kHz）范围内可以任意设定。 图 7 水位与振荡频率的对应关系图 6． 浊度传感器 TS 浊度传感器是 GE 公司专门为了用于家电产品中的检测水浊度的低成本传感智能洗衣机控制系统设计 14 器，主要用于洗衣机、洗碗机等产品的水污浊程度的测量。 通过测量水的污浊程度来判断所洗物品洁净程度 ， 从而确定最佳的洗涤时间。 TS 浊度传感器采用一定的红外发光二极管 作为检测光源，穿透洗涤剂，检测其透光强度。 当光线穿过一定量的水时 ， 光线的透过量取决于该水的污浊程度 ， 水越污浊 ， 透过的光就越少。 光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小 ， 透过的光多 ， 电流大 ， 反之透过的光少 ， 电流小。 通过测量接收端电流的大小 ， 就可以计算出水的污浊程度。 其原理图如图 8 所示： 浊度电流信号经过电阻 R1 转换为 0 V～ 5 V 电压信号 ， 利用 A/D 转换器进行采样处理 ， 单片机就可以获知当前水的污浊度。 图 8 浊度传感器电路图 智能洗衣机控制系统设计 15 3 系统硬件电路设计 系统电源电路 如图 9所示，电源电路由变压器，桥式整流电路，电容，集成稳压器 7815和集成稳压器 7805组成。 从集成稳压器 7815输出端输出的 15V电压直接用于给 V/F转换器供电，从集成稳压器 7805输出端输出的 5V电压用于给其他直流低压部分提供电源。 P34007X4VinVoutGNDLM78154700uFC141000uFC13D3电源指示灯VinVoutGNDLM7805104C10104C12470uFC11103C9VCC~24V~220VR14470VS 图 9 电源电路 温度检测电路 如图 10所示，温度检测电路主要由温度传感器 DS18B20来实现，输出端 DQ与单片机 ，将由 DS18B20检测到的温度信号由。 图 10 温度检测电 路 水位检测电路 如图 11所示为水位检测电路。 为了使计算机直接读数，传感器采用敏感元件， L为传感器内部线圈，匝数为 480匝，电感量在 (～ )，初始电感量为。 电容 C C3选用。 R5为 1k， R8为。 L、 C C3组成的谐振电路与数字反向器 7404连接输出标准方波，随着水位的变化，谐振频率作相应的 改变。 智能洗衣机控制系统设计 16 L1C1C3R8R51KVCCGND水位1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13Vcc14U27404GND 图 11 水位检测电路 浊度检测电路 如图 12所示，浊度检测电路由浊度传感器和压频转换电路组成。 浊度传感器输出端 Q的电压信号送到压频转换 LMX31的 7号引脚， LMX31将电压信号转换成频率信号经 3号引脚送入到单片机中进行运算，从而判断出洗涤剂的浊度及其变化率。 VCCGNDVCC23415678LMX31U1R4R3 12KR7100KR2 47R9C4104C5103浊度5KR1GND100KR10 Vcc1Q2GND3P1浊度传感器VSC21uF 图 12 浊度检测电路 液晶显示电路 LCD12864是一种常用的液晶显示器，内含有国标一级、二级简体中文字库。 通过使用 LCD12864可以实现本设计所需要的显示效果。 如图 13所示， 12864的数据口与单片机的 P0口相连，通过控制 P0口的输出即可调整液晶显示的字符。 RS、 RW、 EN为智能洗衣机控制系统设计 17 LCD与单片机之间的读写控制信号，通过对其控制可以实现对 LCD的读写控制。 图 13 液晶显示电路 迅响电路 如图 14所示， AT89C52的 9012的基极相连。 当 ， 9012截止，蜂鸣器不发生；当 ， 9012导通，蜂鸣器发出蜂鸣声。 SP1有源蜂鸣器Q29012GNDVCC讯响电路 图 14 讯响电路 键盘输入电路 本设计采用独立键盘进行手动控制。 如图 15所示，独立键盘共有两个按键，其中一个按键用于选择洗涤模式，另一个用于控制洗衣机的启动和暂停。 智能洗衣机控制系统设计 18 图 15 键盘输入电路 驱动电路 本设计中驱动电路由光电耦合器 MOC3041和大功率晶闸管构成。 如图 16所示，当 MOC3041的 2号引脚为高电平时， 5号和 6号引脚之间不导通，大功率晶闸管不导通，相应 负载断电；当 MOC3041的 2号引脚为低电平时，其 5号和 6号引脚之间导通，大功率晶闸管导通，相应的负载处于启动状态，驱动负载工作。 图 16 驱动电路 负载检测电路 负载检测电路是本次设计中洗衣机能实现智能检测的关键电路。 其电路图如图 17智能洗衣机控制系统设计 19 所示。 经电动机两端输出的感应电动势先后经过半波整流，光耦，滤波送入到单片机的。 图 17 负载。