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?。ㄖ形模℡ao 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(chēng)：無(wú)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(duì)其環(huán)保 節(jié)能的要求越來(lái)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(lái)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(guò)大量市場(chǎng)調(diào)研，設(shè)計(jì)開(kāi) 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(guò)對(duì)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(guò)片內(nèi)A/D實(shí)現(xiàn)電源電壓的保護(hù)功能。 c．．．．通過(guò)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(cè)。 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(hù)進(jìn)行處理,超過(guò)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(guò)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(mén)控開(kāi)關(guān)門(mén)控開(kāi)關(guān)門(mén)控開(kāi)關(guān)門(mén)控開(kāi)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(hù)選擇 采用水位傳感器，不同的水位通過(guò)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(cè)到水位傳感 器的振蕩頻率，也就是可以精確地檢測(cè)到當(dāng)前的水位及 水量，這樣理論上可以做到無(wú)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(mǎn)足用戶(hù)的洗衣需要。用戶(hù) 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(shuō)明書(shū)中推 薦了洗滌量與用水量的對(duì)應(yīng)選擇表供用戶(hù)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(wú)孔型，洗滌時(shí)內(nèi) 桶盛水而外桶無(wú)水，這樣來(lái)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(duì) 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(wèn)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(kāi)進(jìn) 水閥進(jìn)行多次噴淋式進(jìn)水，這樣來(lái)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(hù)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(hù)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(guò)程選擇，用戶(hù)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(hù)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(hù)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(guò)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(lái)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(lái)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(kāi)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(lái)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(lái)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(cè)部分水位檢測(cè)部分水位檢測(cè)部分水位檢測(cè)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(duì)應(yīng)一固定的頻率，當(dāng)MCU檢測(cè)到 外部頻率與用戶(hù)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(guò)零判部分過(guò)零判部分過(guò)零判部分過(guò)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(guò)零判線路，MCU可以檢測(cè)到交流電源 的過(guò)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(guò)輸出比較功能產(chǎn)生一固定頻率的輸 出脈沖來(lái)控制蜂鳴器。 10.門(mén)控開(kāi)關(guān)部分門(mén)控開(kāi)關(guān)部分門(mén)控開(kāi)關(guān)部分門(mén)控開(kāi)關(guān)部分 檢測(cè)門(mén)蓋的開(kāi)關(guān)信號(hào)，在洗衣機(jī)脫水 時(shí)，為了保證安全，門(mén)蓋打開(kāi)可暫停脫水， 以防高速旋轉(zhuǎn)的脫水桶損傷用戶(hù)。 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(guò)高標(biāo)志 置否 是 否 A/D采樣檢測(cè)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(guò)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(guò)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(wú)水檢測(cè)否 ？ 是 否 Call 脫水處理 子程序 Return 四、軟件描述 過(guò)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(yǔ) 本設(shè)計(jì)項(xiàng)目已圓滿(mǎn)完成并通過(guò)測(cè)試、 鑒定，該產(chǎn)品已投入大批量生產(chǎn)，在市場(chǎng) 上深受消費(fèi)者的歡迎。由于該產(chǎn)品具有較 好的賣(mài)點(diǎn)和較低的成本，所以為公司贏得 了可觀的利潤(rùn)。 附圖：樣機(jī) 謝謝謝謝謝！謝！謝！謝！