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單片機設計的智能洗衣機
（作者未知） 2009/3/28
單片機又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無一例外是采用微控制器來實現(xiàn)的，所以家用電器是單片機應用最多的領域之一。它是家用電器實現(xiàn)智能化的心臟和大腦。
由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結構之中。而家用電器品種多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控制功能。單片機以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用電器的需求。
AT89C2051單片機是ATMEL公司8位單片機系列產(chǎn)品之一，是一種20引腳雙列直插式芯片。它內(nèi)含2KB可反復燒錄的FLASH存儲器，RAM字節(jié)也有128個，15個I/O口，5個中斷，2個定時，已經(jīng)可以滿足程序的需要，指令也和51系列兼容，基于上述特點，選擇它來設計一臺智能洗衣機，完全可以達到以下的功能：
1、洗衣工作狀態(tài)功能：強、弱洗滌；
2、洗衣程序功能：含4種獨立程序，即標準洗衣程序、經(jīng)濟洗衣、單次洗衣、脫水功能；
3、特殊功能：故障診斷、安全保護、防振、暫停、間歇工作、聲光顯示功能。
一、洗衣機的控制功能的要求
洗衣機要完成洗衣工作，除了對一般洗衣過程的人工工作及效能進行模擬之外，還要根據(jù)洗衣機的機械電子性質進行有關控制和檢測。
對于一臺套桶式單缸波輪全自動洗衣機而言，首先要求能完成洗衣功能；同時還要根據(jù)用戶的不同要求設置幾種不同的洗衣程序；還要考慮水流的情況決定洗滌的弱強情況；另外，還要對洗衣過程出現(xiàn)的故障進行診斷；保證高速運轉是脫水的安全性等。所以對全自動洗衣機，一般要求具有如下基本功能。
（1）弱強洗滌功能。要求強洗時正 反轉驅動時間各為4S，間歇時間為1S；弱洗時正 反轉驅動時間各為3S，間歇時間為2S。
（2）4種洗衣工作程序，即標準程序 經(jīng)濟程序 單獨程序和排水程序。標準程序是進水—洗滌—漂洗—洗滌—；脫水，如此循環(huán)3次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán)節(jié)時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時間減少2min,具體是第一循環(huán)為洗滌，時間為6min,第二第三次循環(huán)為漂洗，時間分別為4min和2min.排水時間采用動態(tài)時間法確定，脫水時間為2 min.經(jīng)濟程序與標準程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)為二次。單獨程序是進水—洗滌（6 min)—結束（留水不排不脫）。排水程序是排水—脫水—結束，時間確定與上述程序相應環(huán)節(jié)相同。
（3）進 排水系統(tǒng)故障自動診斷功能。洗衣機在進水或排水過程中，若在一定的時間范圍內(nèi)進水或排水未能達到預定的水位，就說明進 排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)測知并通過警告程序發(fā)出警告信號，提醒操作者進行人工排除。
（4）脫水期間安全保護和防振動功能。洗衣機脫水期間，若打開機蓋時，洗衣機就會自動停止脫水操作。脫水期間，如果出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡，洗衣機也會自動停止脫水，以免振動過大，待人工處理后恢復工作。
（5）間歇驅動方式。脫水期間采取間歇驅動方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅動5s，間歇2s，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉。
（6）暫停功能 。不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當按下暫停鍵時，洗衣機需暫停工作，待啟動鍵按下后洗衣機又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。
（7）聲光顯示功能。洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲 光提示和顯示。
7.1.2 控制邏輯電路
全自動洗衣機的控制邏輯電路如圖7-1所示。它由單片機AT89C2051為核心加上有關集成電路及元器件組成。從圖中看出，這個全自動洗衣機控制邏輯電路相當簡單。
全自動洗衣機的工作部件有3個，這就是電機.進水閥和排水閥。電機是洗衣機的動力源，它的轉動帶動洗衣桶和波輪的轉動，從而時現(xiàn)對衣物的洗滌。進水閥用于控制洗衣機的進水量。排水閥用于控制排水。電機在脫水時還高速旋轉帶動衣物脫水。
電機的狀態(tài)有3種，即正轉.反轉及停止狀態(tài)。電機一般工作在這三種狀態(tài)的不斷轉換之中，從而實現(xiàn)洗滌。但在脫水時，只工作在正轉高速狀態(tài)。
進水閥和派排水閥則只有開.關這兩種狀態(tài)。
從圖7-1的控制電路中可以看出：AT89C2051的P1端口中的P1.0~P1.3共四條I/O線通過4塊SP111O新型固態(tài)繼電器分別直接驅動洗衣機的這些工作部件。SP1110是一種固態(tài)繼電器，內(nèi)有發(fā)光二極管及光觸發(fā)雙向可控硅，10~50mA輸入電流即可使雙向可控硅完全導通，輸出端通態(tài)電流為3A（平均值），浪通電流15A（不重復）。之所以選用這個器件，是因為它一方面可使電路進一部簡化，另一方面還可使強.弱兩類電完全隔離，保證主板的安全。
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