基于单片机的超声波洗衣机电脑控制器软件构架

详细的介绍洗衣机的原理,等很多方面,是做关于单片机,毕业设计的最好选择!

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本文提出了一种基于单片机的洗衣机电子控制嚣的软件设计，着重介绍了

超声波洗衣机是近年来发展起来的一种新的洗涤概念。它是

发生腐化，产生硫化氢等有毒气体。此外一些浮游生物还会分泌

利用其在水和污物表面产生的空化效应去污的，超声波在水中制出毒素。所有这些都会对水体生态系统造成严重破坏，导致鱼类造了许多微小气泡，它们在衣服表面破裂后，产生高速冲击波，把大量死亡，严重影响渔业生产。此外，富营养化水体由于亚硝酸污垢从衣服上“下来，打”效果自然更明显。其原理是在振动头前盐和硝酸盐含量较高，人畜长期饮用，也会中毒致病。 端部分与衣物之间不断形成真空部分，并在此产生真空泡。在真空泡破裂之际，会产生冲击波，冲击波将衣物上污垢去除。

合成洗衣粉对人体的损害也不容忽视。烷基苯磺酸钠是协同致癌物，但作为一种表面活性剂，却是洗衣粉的主要成分之

用超声波洗衣，最大的优点是环保。传统洗衣用的洗衣粉的 一；由于苯是一种脂溶性物质，未漂洗干净的衣物上残留的苯， 主要成份有：表面活性剂、软水剂、碱剂、漂白剂、荧光增白剂、羧不仅会刺激皮肤引起瘙痒，而且会通过皮肤渗入人体内，日积月 甲基纤维素(M )香精、 CC、色素、填充剂等成份。中起去污作用累，其可能诱发疾病。荧光增白剂亦是致癌物质，可使人体细胞发的是表面活性剂、软水剂、碱剂，主要的污染源是叫三聚磷酸钠生畸变，也可以引发皮炎和皮肤瘙痒。含磷洗衣粉污水排放等造

(TP的软水剂， SP )污水排人地下后，会造成自然水体的富营养成的环境污染，是致癌六因素之一。 化。所谓富营养化是指水体中含有大量的磷、氮等植物生长所需无磷洗衣粉采用的代磷剂 4 A沸石，也会污染水质。而超声的营养物质，造成藻类和其他浮游生物爆发性繁殖，水体中的溶波洗衣不仅不用洗衣粉，且比普通洗衣机节水三分之一。经过长解性氧量下降，水质恶化，导致鱼类和其它生物大量死亡的现期的实验和研究，目前超声波洗衣机在洗净度方面不但能达到象。当水富营养化后主要危害有以下几方面：首先是大量繁殖的 同洗涤剂相同的效果，在某些指标方面还优于洗涤剂的效果。

浮游生物会使原本水清如镜的水体变得浑浊有色。其次是藻类 1洗衣机控制器的发展 等浮游生物死亡后的残骸被微生物分解，不断消耗水中的溶解早期的全自动洗衣机，多采用机械式程序控制器，工作原理

氧，使得溶解氧降低。再有是部分浮游生物残骸沉积在水体底层是利用机械定时器为基础，并在不同是时间段上设置多个固定的动应力数据进行分析处理。 告输出格式和要求，对试验数据进行汇总分析，并按照许用应力计的出发点是针对空调管路接头，但也可以将其改进、推广到其参考文献

⑥根据三菱重工海尔(青岛)空调机有限公司提出的试验报它领域，从而带来更高的经济效益。疲国防北 18 进行评判，标注出偏离“规格值”即许用应力) (的测定值，最后作 1高镇同主编，劳性能测试，工业出版社，京，9 5断 出合格与否的判定。 1表是进行某次空调实验数据的报表形式。 2高镇同等，疲劳/裂可靠性研究现状与展望，机械强度，Vo .7 No 3 1 9 .:p 1 8 1 ., 9 5 9 p 6— 2 1

⑦对被测试数据进行频谱分析等处理，并显示波形。4结论

3赵少汴，忠保编著，疲劳设计与数据，械工业出版社，王抗机19 3 9 7_

该测试与评估系统已于 20年 9月在三菱重工海尔 ( 01青

4刘志明，机载荷下焊接构架疲劳寿命及可靠性研究，方随北交通大学博士学位论文，0 1 20 . 3(辑鳊韩彬 )

岛)空调机有限公司进行调试，结果达到了预期的要求，而且测试的速度、精度较以往的人工操作有显著提高。尽管上述系统设

加簟l塞■∞年囊■技 . 7 6.

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hp/ w . e re t:wws ao t/ t c n h n作状态，发现异常

的开关状态，用以控制洗衣机的泵、阀动作，以及电机转速控制

部件。主要的优点是，控制逻辑简单，易实现。 电子程序控制器，又称电脑控制器，因其核心控制元件为

及时报警。 具体软件结

人

核

电

机/心— L _ 入机互制模块

交\控 - r _ 1控/制

M U微控制器， C(电脑的一种)M U通过硬件电路接收洗衣机构：,C主程序结构采

当前的状态信息，并给

出相应的控制指令通过硬件电路来控制 用循环式，初始化洗衣机工作，并实时监测洗衣机的工作状态，如出现操作失误或 端口和内存清零图 1功能模块

工作异常及时发出报警信息，提醒用户。

之后，程序进入主循环。主循环包括：/ A D信号处理、报警检测

与机械控制器相比，电脑控制器有很多优势，也是一个发展并处理、程序处理、过程处理、自检过程处理、显示处理、键盘处

加热和超声处理、电机处理、门锁处理共 1个子程序。具体 0趋势。首先，电脑控制器定时精确度高，一个小时的定时误差是理、几十个毫秒之内。其次，各种信息采集精度高，控制精确，比如温各程序的功能分配：度控制，可以控制在 2℃的范围内。再次，功能灵活，真正可以实

￣A D信号处理：// AD共使用七个通道，分别为测水温、 速

电源电压监测、电流监测、水位信号采集、程序设定；各现智能化，可以实现多种洗涤转速和脱水转速，并可以实现复杂度设定、并同时在子程序中完成相关处理。 的组合，达到最佳的洗涤效果。另外，对洗衣机的工作状态监测通道数据实时监测，周密，反应迅速，出现异常及时反馈信息；真正实现人性化设计。2硬件和软件简介

②报警检处理：测报警测并检标志，对并报警执行相应的理。处③程序处理： AD测到的程序，根据/设定各程序初始状态。 ④过程处理：功能处理的核心部分，控制过程及子过程的运行。

超声波洗衣机的电脑控制器由一块单层双面电路板组成， 采用表贴和插装元件混装结构，使体积和重量达到最优设计。主电路采用多片大规模集成电路，系统性能稳定，抗干忧能力强，衣机在使用过程中突然停电，自动记录当前洗涤时间，来电后继续进行，不需人为参与。

⑤自检过程处理：按功能要求顺序执行自检各个过程。⑥显示处理：检测过程子程序设定的各个变量，按相应要求

使用寿命长。采用先进的记忆芯片，具有用掉电记忆功能，即洗计算显示内容，并置于显示缓冲区。

⑦键盘处理：按键盘缓冲的数据，设定相应程序标志。⑧加热和超声处理：据程序和过程设定加热和超声波开关。 ⑨电机处理：电机控制模块。 ⑩门锁处理：门锁开关控制，掉电检测，并掉电记忆处理。中断处理：中断分为两级处理，在各中断程序中尽量减少处本机程序采用多人同时编程，既要考虑到程序模

块化，同时又要兼顾系统稳定和资源分配问题。分配策略为中断处理占用 资源小于是 1%, 0所以大部分的处理是在主程序中完成。系统资

软件采用模块化编程，分功能部分和电机控制部分，功能部分实现洗涤时间控制，水位控制，温度控制，显示控制，键盘扫描，泵阀控制，报警检测并处理，门锁控制，蜂鸣处理等；电机控3—5 P 5 5R M及高速 3o 80 P。 0一5 R M 3软件结构及功能的实现方法

制部分是按照功能程序的设置实现电机转速控制，包括低速理时间，避免系统崩溃，降低资源冲突风险性。

软件分两个大模块：电机控制模块、功能模块。

电机控制模块主要实现的功能是，通过电机反馈信号的采 源分配紧凑，在编程初期可以降低系统崩溃的可能性，提高系统集和分析以及功能模块的要求，控制电机以平稳的速度运转在 可靠性；另外也为后期开发留出足够的发展空间，将来在功能增某上规定转速上。另外控制脱水是电机升速，按预定的曲线升到 减方面，还有在调整系统抗干扰方面都可以进行近一步的开发。

要求转速。由于电机是采用的交流感应电机，所以调速方式是通 4软件滤波及抗干扰简介过调整交流导通角实现。( 1。图 )

因在系统中，采用交直流不隔离的设计思路，所以在交流部抗干扰处理，另外有一些数据需要整定处理。

功能模块又可分为两大部分：人机交互部分，核心控制部分件工作时，干扰容易影响到 M U, C所以在程序设计上，要考虑到人机交互部分主要实现的是采集来自外界的控制信息，并示将信息反馈给用户。 典型的抗干扰的方法在程序中使用的有两大类，数据校验， 数据校验的方法主要是用在记忆芯片数据写入和读出，处

将信息关给核心控制，同时接收来自核心的响应信息，并通过显多次采集求平均。核心控制部分，主要实现整个洗衣机的运转控制，接收用户 理方法是采用校验和的方法，也就是在将所有写入的数据求和， 控制信息，按用户的要求，确定相应的运行过程及子过程，并协并保存，在读出数据时，与校验和比较，如果一致认为数据传输调包括电机在所有部件实现各过程、子过程；采集洗衣机各部件正确，使用读出数据，如果不正确则将数据抛弃。 的反馈信息，控制除电机之外的所有部件；实时监测洗衣机的工多次采集求平均的方法主要用在 A D信号采集，/为了防止

.

6 8.采电技 z a - st科 t￣ ti o t

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I C6 3 5 1 E 0 3—的第四版(以下简称新版标准)已于 20年 5 01.

压C 06——5环境试验一 6082 7,部分 27:— 5试验一 h E试验：锤击

月发布实施。新版标准与第三版对照，有很多技术内容的变化。试验 在新版标准转化成国标之前，让家用电器制造商预先了解新标准的变化内容，提早为新产品的设计和开发做好技术准备，是十分必要的。下面将逐一介绍： 1在新版标准中，增加的内容：过电压。

压C0 3,爱迪生螺口灯座 6 28 IC04—-, E 629 24印刷电路的基材一部分 2规范-: 4号规范：一

般目的等级的玻璃纤维织网式环氧化合物点镀铜板IC O4— - E 6 29 25印刷电路的基材一部分 2规范-号规范：: 5阻

1从标准目录中看， . 1新标准增加了新的章节， 1章：即 4瞬变燃的玻璃纤维织网式环氧化合物电镀铜板

压Co1设备上使用的图示符号 647IC09 -: 9 E 658 11 9照明器具一 9部分 1通用要求和试验： IC06 -: 9低电压系统设备的绝缘配置一 E 664 11 2 9部分 1原：则、要求和试验 IC06 -: 9低电压系统设备的绝缘配置一 E 664 3 1 2 9部分 3使：用涂层来获得印刷电路板组件的绝缘配置IC09 - - 1火灾危险试验一 E 665 2 1,部分 2 1一 - 1灼热丝/热丝

1增加了新的附录， . 2即附录 A信息性附录)例行检验、 (:附录 F规范性附录) (电容器、附录 G规范性附录) (安全隔离变压器、附录 H(规范性附录)开关、附录 J规范性附录) (带涂层的印刷

电路板、附录 K规范性附录) (过电压分类等。1增加了一些规范性的引用标准： . 3

如 IC 05—, 8 E 60 12 94直接指示模拟电气测量仪表和附件一 1 部分 2电流表和电压表的特殊要求；: IC 0 6—— 2 E 608 23,环境试验一部分 2试验一 d: E试验：自由落体试验(程序 1 )

基础试验方法一用于最终产品的灼热丝燃烧试验方法

IC09——2火灾危险试验一 E 66521,部分 2 1一—2灼热丝/热丝基础试验方法一材料的灼热丝燃烧试验方法

干扰造成的A D数据错误

,/一般将数据按一定的时间间隔采集余保障机制，以增加系统稳定性。

35然后算出平均值，+次，作为最终的控制依据。数据的整定处理，是用在 A D的信息处理当中，/比如单片 A D口采集的信息如果精度过高会引起系统进入一种抖动控/

5应用前景

基于单片机的电子程序控制器，在洗衣机控制领域有着广随着人们生活水平的不断提高，对于洗衣机的功能要求越

机的转换精度是 1BT但控制当中最高用到 8I; 0I, BT另外，通过阔的发展前景。 制状态，也就是有一些开关量会频繁的切换，解决问题的最直接来越复杂，不但要考虑到洗净，还要从节能、环保等多方面考虑，

也是简单的方法就是降低数据精度，将数据在达到控制精度要所以单一的洗涤模式，只是洗涤时间的长短变化，已经不在能满求的情况下尽量阶梯化。 设计当中还要考虑到系统的自恢复性。程序在运行当中，有可能足用户的需求。另外，机械程控器要实现相同的功能，在体积和此外，电子程控器，在功能改动方面有很大的灵活性， 可以

以上简单的介绍了软件开发方面的一些思路，另外在系统成本上都要比电子程控器高出很多。 出现不可预计的状况，有可能是外界干扰，也可能是自身程序存在外围部件相同的情况下，实现多种不同的功能组合，有利于整在漏洞，当出现异常时，要求程序在异常状况消失时，能在短时机的改进和发展。间内自行恢复到正常状态。另外，也要考虑在软件中加入一些冗(辑编韩彬 )

加锑 8采并∞ 毫接 .9 6.

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