節(jié)水洗衣機(jī)電腦控制器報(bào)告,節(jié)水,洗衣機(jī),電腦,控制器,報(bào)告,講演,呈文 節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī) 節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī) 電腦控制器電腦控制器電腦控制器電腦控制器 電腦控制器電腦控制器電腦控制器電腦控制器 ——參加第四屆“MOTOROLA杯”嵌 入式處理器設(shè)計(jì)（MCU/DSP） 應(yīng)用大獎(jiǎng)賽方案介紹 作者介紹 ?比賽編號(hào)：_A11093____________ ?設(shè)計(jì)者： 1、姓名: 姚佳俊（中文）Yao JiaJun（英文） 職業(yè)：軟件設(shè)計(jì)工程師 2、姓名: 吉學(xué)農(nóng)（中文）Ji Xuenong（英文） 職業(yè)：硬件設(shè)計(jì)工程師 3、姓名: 徐剛（中文）Xu Gang（英文） 職業(yè)：軟件設(shè)計(jì)工程師 作者介紹 ?單位名稱：無錫小天鵝股份有限公司 ?電子郵箱：jiajuny@ jixn@ 一、引言一、引言一、引言一、引言 隨著全自動(dòng)洗衣機(jī)的不斷普及，消費(fèi)者對其環(huán)保 節(jié)能的要求越來越高，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，通過大量市場調(diào)研，設(shè)計(jì)開 發(fā)了這款節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)電腦控制器。它通過對電 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 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)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述 1．．．．設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)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．．．．通過片內(nèi)A/D實(shí)現(xiàn)電源電壓的保護(hù)功能。 c．．．．通過片內(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。 二、設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述 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。 二、設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述 h． ．．．多個(gè)程序公用：利用SR12的ROM較大的特點(diǎn)， 我們將二個(gè)機(jī)型相似的程序同時(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 功能，提示用戶進(jìn)行處理,超過1小時(shí)不處理， 則自動(dòng)切斷電源，保證洗衣機(jī)的安全。通過軟 件、硬件的配合設(shè)計(jì)，控制器具有較強(qiáng)的EMC 性能。 圖一、系統(tǒng)總體框圖 2.系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖 圖一：系統(tǒng)總體框圖 MC68HC9 08SR12 Pin口選擇口選擇口選擇口選擇 Pin口選擇口選擇口選擇口選擇 門控開關(guān)門控開關(guān)門控開關(guān)門控開關(guān) 掃描顯示輸出掃描顯示輸出掃描顯示輸出掃描顯示輸出/ 按鍵掃描輸入按鍵掃描輸入按鍵掃描輸入按鍵掃描輸入 電源電壓采樣電源電壓采樣電源電壓采樣電源電壓采樣 電源波形采樣電源波形采樣電源波形采樣電源波形采樣 電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn) 蜂鳴器蜂鳴器蜂鳴器蜂鳴器 進(jìn)水閥進(jìn)水閥進(jìn)水閥進(jìn)水閥 下排水閥下排水閥下排水閥下排水閥 上排水閥上排水閥上排水閥上排水閥 驅(qū)驅(qū)驅(qū)驅(qū) 動(dòng)動(dòng)動(dòng)動(dòng) 模模模模 塊塊塊塊 水位傳感器水位傳感器水位傳感器水位傳感器 采樣模塊采樣模塊采樣模塊采樣模塊 二、設(shè)計(jì)概述 3． ．．．節(jié)水工作原理節(jié)水工作原理節(jié)水工作原理節(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可以精確地檢測到水位傳感 器的振蕩頻率，也就是可以精確地檢測到當(dāng)前的水位及 水量，這樣理論上可以做到無級(jí)地調(diào)節(jié)水位。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)說明書中推 薦了洗滌量與用水量的對應(yīng)選擇表供用戶參考選擇。 二、設(shè)計(jì)概述 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)桶為無孔型，洗滌時(shí)內(nèi) 桶盛水而外桶無水，這樣來達(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 普通洗衣機(jī)大大提高，可以達(dá)到更高的去污效果。 二、設(shè)計(jì)概述 但是，在洗衣機(jī)進(jìn)行漂洗的時(shí)候，由于水量的 減少，漂洗效果將會(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，控制器間隙地打開進(jìn) 水閥進(jìn)行多次噴淋式進(jìn)水，這樣來提高漂洗效 果。這是控制器為配合整機(jī)節(jié)水而增加的功能。 二、設(shè)計(jì)概述 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。 二、設(shè)計(jì)概述 4．其它功能介紹 ．其它功能介紹．其它功能介紹．其它功能介紹 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，如浸洗、標(biāo)準(zhǔn)、羊毛和快速。 b、過程選擇，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。 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)衣物過偏，本控制 器可自動(dòng)進(jìn)行處理。 圖二、電路原理圖 三、硬件描述 1．．．．主控核心部分主控核心部分主控核心部分主控核心部分 采用MOTOROLA單片機(jī)MC68HC08SR12作為控 制核心,合理利用有效資源。 2．．．．按鍵和按鍵和按鍵和按鍵和LED控制部分控制部分控制部分控制部分 采用動(dòng)態(tài)掃描來控制按鍵和LED可以節(jié)省 I/O口。由于LED較多，電流較大，采用驅(qū) 動(dòng)模塊來增加MCU的負(fù)載能力。 三、硬件描述 3．．．．輸出控制部分輸出控制部分輸出控制部分輸出控制部分 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 來提高驅(qū)動(dòng)能力。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可控硅上增加了 阻容吸收回路來保護(hù)可控硅。 4．．．．電源部分電源部分電源部分電源部分 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)。 三、硬件描述 5．．．．水位檢測部分水位檢測部分水位檢測部分水位檢測部分 水位傳感器輸入的頻率信號(hào)經(jīng)整形后送入 MCU。一種水位對應(yīng)一固定的頻率，當(dāng)MCU檢測到 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)部分高壓保護(hù)部分高壓保護(hù)部分高壓保護(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。 三、硬件描述 7．．．．過零判部分過零判部分過零判部分過零判部分 為配合可控硅的控制以及減少干擾，設(shè) 計(jì)了過零判線路，MCU可以檢測到交流電源 的過零點(diǎn)。 8．．．．PLL部分部分部分部分 進(jìn)行鎖相環(huán)控制，采用低頻晶振，提高 抗干擾能力。 三、硬件描述 9．．．．蜂鳴控制部分蜂鳴控制部分蜂鳴控制部分蜂鳴控制部分 通過輸出比較功能產(chǎn)生一固定頻率的輸 出脈沖來控制蜂鳴器。 10.門控開關(guān)部分門控開關(guān)部分門控開關(guān)部分門控開關(guān)部分 檢測門蓋的開關(guān)信號(hào)，在洗衣機(jī)脫水 時(shí)，為了保證安全，門蓋打開可暫停脫水， 以防高速旋轉(zhuǎn)的脫水桶損傷用戶。 圖三：軟件主流程圖 四、軟件描述 否 是 Call 掃描子程序 2ms? 否 是 上電復(fù)位 PLL設(shè)置并啟動(dòng) 初始化設(shè)置(PIN口和定時(shí)器) 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 四、軟件描述 是 置電壓高標(biāo)志 Call結(jié)束處理子程序 MAIN 子程序入口 電源電壓過高標(biāo)志 置否 是 否 A/D采樣檢測電壓 電壓高否？ 是 否 清計(jì)數(shù)器 延時(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 Return Call 過程控 制子程序 四、軟件描述 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。 四、軟件描述 過程控制子程序入口 有浸洗否？ 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 無水檢測否 ？ 是 否 Call 脫水處理 子程序 Return 四、軟件描述 過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、排水處理子程序、脫水 處理子程序等，都是處理各輸出（包括進(jìn) 水、排水、洗滌）的計(jì)時(shí)控制。在此我們 不再作詳細(xì)描述。 五、結(jié)束語 本設(shè)計(jì)項(xiàng)目已圓滿完成并通過測試、 鑒定，該產(chǎn)品已投入大批量生產(chǎn)，在市場 上深受消費(fèi)者的歡迎。由于該產(chǎn)品具有較 好的賣點(diǎn)和較低的成本，所以為公司贏得 了可觀的利潤。 附圖：樣機(jī) 謝謝謝謝謝！謝！謝！謝！