学士基于单片机全自动洗衣机毕业设计_secret32-第4页
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被动式的显示器，即液晶本身并不发光，而是利用液晶；LED（LightEmitingDiode）是发；⑴LED显示器的结构LED；常用的LED为8段或7段；为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不；⑵LED显示器工作原理；LED显示器有静态显示和动态显示2种方式；LED显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极（；在多位LED显示时，为简化硬件电路，通常
被动式的显示器，即液晶本身并不发光，而是利用液晶经过处理后能改变光线通过方向的特征，达到白底黑字或黑底白字显示的目的。 LED（Light Emiting Diode）是发光二极管英文名称的缩写。LED显示器是由发光二极管构成的，所以在显示器前面冠以“LED”。本次设计只是显示时间，所以采用LED就可以达到目的了。 ⑴LED显示器的结构LED 常用的LED为8段或7段。每一个段对应一个发光二极管。这种显示器有共阳极和共阴极2种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。 为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为LED显示器提供代码，因为这些代码可使LED相应的段发光，从而显示不同字型，因此该代码称之为段码（或称为字型码）。 ⑵LED显示器工作原理 LED显示器有静态显示和动态显示2种方式。 LED显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极（共阳极）连接在一起并接地（或+5V）；每位的段码线（a-dp）分别与一个8位的锁存器输出相连。之所以称之为静态显示，是因为各个LED的显示字符一经确定，相应锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到送入另一个的段码为止。正因为如此，静态显示器的亮度都较高，但静态现实的缺点是占用口线太多，如果显示器的位数太多，则需要加锁存器，因此一般情况下采用动态显示。 在多位LED显示时，为简化硬件电路，通常将所有位的段码线相应段并联在一起，由1个8位I/O口控制，形成段码线的多路复用，而各位的共阴极或共阳极分别由相应的I/O线控制，形成各位的分时选通。 本次设计中我们采用的是3位共阴极数码管，其中段码线占用1个8位I/O口，而位选占用3位I/O口。由于各位的段码线并联，8位I/O口输出的段码对各个显示位来说都是相同的。因此，在同一时刻，如果各位位选都处于选通状态的话，3位LED将显示相同的字符。若要各位LED能够显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态显示，即在某一时刻，只让一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符段码。这样，在同一时刻，3位LED中只有选通的那位显示字符，而其他2位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选处于选通状态，而其他各位的位选线处于关闭状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位都是熄灭的。如此循环下去， 12
就可以使各位显示出将要显示的字符。虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED显示器的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔足够短，则可以造成多位 同时亮的假象，达到同时显示的效果。 LED不同位显示的时间间隔应根据实际情况而定。发光二极管从导通到发光有一定的延时，导通时间太短，则发光太弱，人眼无法看清，但也不能太长，因为要受限于临界闪烁频率，而且时间越长，占用CPU时间也越多，本次设计我们采用1ms延时。 13
3 软件设计 本次设计是基于模糊控制理论上的全自动洗衣机，用户只需要将衣物放进洗衣机，按下启动键，洗衣机就能自动完成洗涤--漂洗--脱水等一系列操作，当然本次设计中还考虑到半自动时的情况，用户可以根据自己的需求自由选择洗衣机将要进行什么工作，这一点是通过按键来实现的。 3.1全自动洗衣机中的模糊控制 3.1.1模糊控制器 洗衣机控制器是洗衣机的大脑，洗衣机的洗涤、漂洗、脱水等动作均由控制器加以控制，目前的全自动洗衣机采用控制器有模糊控制器和普通控制器两种，二者之间既有共同之处，又存在着差别。 洗衣机模糊控制器与普通控制器的相同点就在于二者均采用微电脑技术，各自根据洗衣机的控制原理编制出程序，对洗衣机实施控制。 洗衣机模糊控制器与普通控制器的主要区别在于二者控制思想不同。普通程序控制器虽然使洗衣机在功能较普通洗衣机增强许多，但就其控制思想而言，仍谈不上“先进” 它只是根据时间原则去设定洗衣机的洗涤、漂洗和脱水的运行时间，然后连续运行，完全不考虑其他因素。例如：洗衣服的多少、面料的软硬、衣服的肮脏程度等，均未加以考虑。而模糊控制器则是根据衣量的多少确定洗涤水量；根据面料软硬和肮脏程度确定洗涤时间等，这些都是控制规则，这些规则是人工经验的积累。一般的说，模糊控制器是利用人工智能方式，建立一组控制规则，编织成程序由微电脑执行。这样，就形成了人工智能控制模式。因此，在控制思想上大大优于普通程序控制器的控制思想。 3.1.2模糊控制实现方法 ㈠基本结构和控制过程 模糊控制是利用负载、衣质、浊度、水温等检测所得到信息，进行分段评估计算使其模糊化，再根据模糊规则进行推理，最后根据所激活的规则进行解模糊判决，以决定最适当和明确的水位、洗涤时间、洗涤方式以及脱水时间等。模糊控制洗衣机控制结构如图3-１所示。
图3-1模糊控制洗衣机控制结构 ㈡模糊规则
⑴洗涤量和水量的确定： ①如果检测到衣物量很多，则洗涤量多，水位高； ① 如果检测到衣物量较多，则洗涤量较多，水位适中； ② 如果检测到衣物量很少，则洗涤量少，水位低。
⑵脱水时间的确定： ① 如果检测到衣物很多，则脱水时间长； ② 如果检测到衣物较多，则脱水时间适中； ③ 如果检测到衣物很少，则脱水时间短。 ⑶洗涤时间的确定： ① 如果检测到衣物很多，布质以棉布偏多且水温低，则洗衣时间长； ② 如果检测到衣物较多，布质以化纤偏多且水温偏高，则洗衣时间适中； ③ 如果检测到衣物较少，布质以棉布偏多且水温偏高，则洗衣时间适中； ④ 如果检测到衣物很少，布质以化纤偏多且水温高，则洗衣时间短。
⑷漂洗时间的确定： ① 如果检测到洗涤水很脏，则漂洗时间长； ② 如果检测到洗涤水较脏，则漂洗时间适中； ③ 如果检测到洗涤水不脏，则漂洗时间短。 3.2软件流程图及代码 3.2.1寄存器 本次编程中用到的寄存器如表3-1所示。 15 表3-1寄存器 寄存器 注释 R4，R5 比较标准值R4高位，R5低位 R6，R7 A/D转换结果R6高位，R7低位 20H 衣量多位 21H 衣量少位 22H 衣量适中位 23H 化纤多位 24H 棉多位 27H 1s中断标志位 2AH 1s中断次数 30H，31H 洗涤时间 32H，33H 漂洗时间 34H，35H 脱水时间 36H，37H 排水时间 38H 漂洗次数 3AH 电机正转时间 3BH 电机反转时间 3CH 电机转速 3D 洗涤量投放时间 40H 显示分缓存器 41H 显示秒十缓存器 42H 显示秒个缓存器 44H 零水位 45H 低水位 46H 中水位 47H 高水位 48H 水位检测值 50H 启动/暂停键按键次数 51H 程序键按键次数 52H 选择键按键次数 53H 水量键按键次数 54H 时间键按键次数 3.2.2流程图及其代码 本次设计是分模块进行编写的，以下就是各模块的流程图及其代码。 1.主程序流程图如图3-2所示。
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工　业　技　术２００５　　ＮＯ．２５
进水已达到预定的水位。若在规定的４分
钟时间内未检测到Ｋ５闭合，则将故障标
志０１ｈ位置位。退出子程序后，检查０１ｈ
位，若其为“１”，说明进水系统发生
故障，应让洗衣机退出洗衣工作状态，
所以程序跳转到ｔｒｏｕｂｌｅ为标号地址的故障示弱洗状态；ＬＥＤ１～ＬＥＤ４分别用来指示排水程序、单独程序、经济程序、标准程序四种洗衣工作程序；ＬＥＤ５用于指示浸泡状态。ＬＥＤ５亮时表示浸泡功能开启，闪烁时表示正在浸泡衣物；ＬＥＤ８～ＬＥＤ１０分别用来指示洗涤、排水、进水三种状态。位状态，保持排水阀开启，离合器在排水阀的带动下使电机主轴与脱水桶联动。Ｐ１．２按５秒置位、２秒清零的规律连续驱动电机旋转２分钟，从而带动脱水桶高速旋转２分钟，实现衣物脱水。（７）结束或者进入下一循环。脱水
６．喇叭控制部分
通过ＣＰＵ的Ｐ３．７输出频率为１ＫＨｚ的脉
冲信号来控制喇叭。
四、软件描述
１．主程序框图（参见图２）
图２　主程序框图
２．工作过程
（１）初始化及按键扫描。从主程序
框图中可以看出程序的基本流程，系统
上电复位后，首先进行初始化，默认标
准洗衣工作程序和强洗方式，不浸泡，
然后循环扫描Ｋ１，Ｋ２和启动键Ｋ４，这时
洗衣机处于待命状态。通过Ｋ１，Ｋ２可分
别修改强／弱洗方式、开启／关闭浸泡功
能、选择洗衣工作程序。扫描过程中当
发现启动键Ｋ４按下时，洗衣机即从待命
状态进入工作状态。
（２）进水。洗衣机进入工作程序
后，系统首先根据ＲＡＭ中２７Ｈ单元的特征
字判断洗衣机的洗衣工作程序，若特征
字为００Ｈ，则为排水程序，这时程序直接
跳转至排水操作程序段，执行单独的排
水操作，否则调用进水操作子程序
ｗａｔｅｒ＿ｉｎ。进水操作将Ｐ１．０置位驱动进水
阀开启。进水期间系统不断检测水位开
关Ｋ５的状态，当检测到Ｋ５闭合时，说明处理程序段进行故障处理。具体处理方结束后，将下次漂洗时间减少２分钟，然法是：①将Ｐ１．０～Ｐ１．３位全部置“０”，后判断整个洗衣工作是否结束。其原理中止洗衣机的各种操作；②循环调用报是：洗衣机在每次洗涤或漂洗工作环节警声子程序，使喇叭以响１秒、停２秒的规结束后，将存放洗衣工作程序标志的Ｒ５律不断地发出报警信号，直到按下Ｋ４后为寄存器减１，在脱水工作环节结束后，系止（按下Ｋ４后，程序进入暂停中断子程序统即对该单元进行检测，当检测到Ｒ５为０ｉｎｔｘ０，在ｉｎｔｘ０内，通过测试０１ｈ位的状态时，说明整个洗衣工作结束，洗衣机报来判断是在什么情况下按了Ｋ４。若０１ｈ位警三声后，即返回初始待命状态。若洗为“１”，表明是在进水或排水出错的情况衣工作尚未结束，洗衣机再次执行进水下按了Ｋ４，程序跳转回主程起始地址，洗操作，进入下一循环。衣机又回到初始的待命状态。如果０１ｈ位以上是洗衣机工作的大概流程，工为“０”，则按照暂停处理）。作过程中所需的各种计时，均由定时器０（３）浸泡。在进水前，查询Ｐ３．０，若的定时中断务程序提供。定时器０设置为Ｐ３．０＝０，（这时浸泡灯ＬＥＤ５亮），表明已开定时方式１，每１００毫秒产生一次中断，启浸泡功能，将浸泡执行标志置位。进水因此，ＴＬ０，ＴＨ０装入时间常数分别为完成后，查询浸泡标志位，若为“１”，表０Ｂ０Ｈ，３ＣＨ。定时器０中断服务子程序人明尚未执行，则先执行浸泡功能，完成后口地址放在０ＢＨ单元中，洗衣机进入工作清除浸泡标志（这样，后面的漂洗环节才状态后　定时器即被启动。每中断一次，不会执行浸泡功能），然后进入洗衣环节；２ＡＨ单元累加１一次，累加到０ＡＨ时（正若浸泡标志为“０”，则直接进入洗衣环节。好ｌ秒），　将２ＡＨ单元清零，而将２ＢＨ单（４）洗衣。在正常情况下，进水期间元加１。２ＢＨ单元累加至３ＣＨ时（正好１检测到Ｋ５闭合时，说明进水已达预定水分钟），将２ＢＨ单元清零，而将２ＣＨ单元位，这时洗衣机进入洗涤子程序ｗａｓｈ。洗加１。每次定时前，先将２ＢＨ、２ＣＨ单元涤是通过驱动电机的正反转实现的。电机清零，此后根据这几个内存单元中的数的启停用Ｐ１．３，Ｐ１．２控制，当Ｐ１．３，Ｐ１．２据就可以确定洗衣机工作各个进程的时为＂００＂时电机间歇，为“０１＂时正转，为间。在暂停中断以及开盖或不平衡中断时反转。洗涤时间为６分钟。洗涤结响应期间，定时中断被禁止，各计时单束后，退出ｗａｓｈ子程序，然后判断洗衣工元内容不变。作程序是否为单独程序。若为单独程序则３．原程序（略）不排水，这时程序直接跳到结束报警程序段，报警三声后跳回主程序，洗衣机进入参考文献初始待命状态，单独洗衣工作程序结束，［１］　余永权．ＡＴＭＥＬ８９系列单片机应用技否则，调用ｗａｔｅｒ＿ｏｕｔ子程序进入排水进程。术．　北京：北京航空航天大学出版社，２００１（５）排水。排水操作通过将Ｐ１．１置位而驱动排水阀开启。排水阀排水时间采用动态时间法确定，其原理是：根据常用的空气压力水位开关的特性（即在进水中当水位达到预定水位时水位开关就接通；在排水中当桶内水位下降１ｌ　ｃｍ后，水位开关才断开），在排水中若从开始到开关断开所需时间为Ｄ，则整个排水所用时间为２Ｄ＋５０秒（经验值）。若在规定的ｌ分钟极限时间内，系统检测不到水位开关Ｋ５断开，说明排水系统有故障，则将故障标志０１ｈ位置位，后面的处理方法与进水系统故障相同。（６）脱水。排水结束后，系统调用ｄｒｙ子程序进行脱水操作，Ｐ１．１维持置
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