干衣机的单片机控制系统设计.pdf

机起工程技木2010年第39卷第05期
研究与开发
干表机的单片机控制系设计
袁芳革,冷小冰
(中山职业技术学院,广东中山528404)
口摘要:介绍了一种用于干衣机自动控制系统的单片机控制电路。该电路以Z86E12为核心,通过对出风口温度的监控,实现干衣
工作自动化,操作简易,方便实用。
关键词:干衣机;自动控制;单片机
中图分类号:TP273
文献标识码:A文章编号:1009-9492(2010)05-0045-02
1前言
始高速蒸发,带走大量热能,达到一种热平衡状态,出风
随着生活水平的提高,干衣机开始崭露头角,逐渐走
口的温度基本保持不变。待衣服临近干燥时,水分蒸发量
进家庭。
减少,出风口温度开始升高。
干衣机按结构形式可分为柜式和滚筒式。柜式机是将
为达到既能快速干衣又安全可靠、不伤衣物,经试
衣服用衣架挂在烘箱内进行干燥,容量较大;滚筒式是将
验,可根据衣服的材质将出风口温度上限设定在50℃
衣服直接放进滚筒内,在体积上比柜式机要小,可与洗衣
70℃之间。此时,就可以切断发热体电源,再吹一定时间
机组合在一起使用。按干衣方式可分为加热式和冷凝式两
冷风,使衣物干透。由于衣物材质多样复杂,所以至少需
要纯棉、丝绸、混纺三种全自动模式和一个手动辅助模式
种。加热式干衣机有结构简单,工作可靠的特点,电热元
才能满足各种衣物的干燥需要。
件大多数采用安全可靠的PTC元件作为加热器。冷凝式干
本机选用Z86E12为控制核心,采用薄膜键盘和ILED
衣机成本过高,市场上鲜有该类产品。
数码管作为输入输出设备。PTC恒温发热体、风机、电机
美国已研制出利用微波技术进行干衣的微波干衣机,
是采用交流220伏市电驱动的,CPU与这些部件之间,要
干衣时间较短,其干衣速度是传统电加热干衣机的两倍
通过数据锁存、/O缓冲、光电隔离触发器和可控硅来控
多,且耗电少,烘干的衣服更柔顺。但对有金属组扣或金
制。门感应开关、过热保护开关、温度传感器等组成自动
属饰件的衣服却是一个灾难,会因过热导致损坏甚至着控制和保护电路。
火
汇编程序包括控制发热体、风机鼓风、滚筒电机运
所以,市场需要的是同时具有消毒、抗皱、千衣功能转、过热保护、定时控制、人机交互等模块的调用,实现
的全自动干衣机。本文介绍了一种用于加热滚筒式干衣机
干衣操作自动化。控制动作可归结为加热、翻滚、吹风和
的全自动控制的单片机控制系统。
安全防护4部分。
2总体设计
3干衣机控制系统的硬件设计
干衣就是水分蒸发的过程。一般温度越高、湿度越
在上述分析的基础上,基于单片机的干衣机控制系
小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大,干衣速度就统,采用的系统框图如图1所示。
越快。
(1)人机交互的窗口-键盘和LED数码显示管
本文所涉及的加热滚筒式干衣机,主要组件有滚筒、
对于家电产品,键盘一般采用专用薄膜键盘。薄膜键
发热体、风机、安全保护、单片机控制电路和LED显示屏
盘又称轻触按键,是集面板与开关功能于一体的电子开
等。其原理是由发热体和风机在通电状态下产生热风吹进关。本机采用1X5阵列PVC薄膜开关,结构简单,工作
滚简,滚筒带动衣物旋转,使衣物受热均匀。此时水分开可靠。
收稿日期:2010-01-25
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研究与开发
机电工程技木2010年第39卷第05期
工作,必须编写一个正确的控制程序。本系统的控制流程
蜂鸣器
图如图3所示。
LED数
保护开关
键盘输入到单片机的有六个值:纯棉、丝绸、混纺
码显示
手动、AD、SUB,分别对应“自动纯棉模式”、“自动丝
CPU
绸模式”、“自动混纺模式”、“手动模式”、“时间+
“时间-”六种状态。
键盘
传感器
主程序处理键盘输入,检测门开关和过热保护开关的
机电控制输出
状态。这些状态的值通过一个全局变量标记字存储。
电源
Z8E12有2个定时器,均工作在定时中断方式。T0用
于实时计时,每2565中断一次;T1用于输出控制,每
图1系统框图
64us中断一次。
5运行和调试
LED数码管显示数字,工作模式或状态依靠发光二极
系统初始化后,首先检査门感应开关、高温保护开关
管来指示。虽不够直观,但显示清晰明亮,
是否闭合。若门没关,蜂鸣器就响一长声一短声;若高温
驱动简单。
(2)机电控制
程序开始
T中断
单片机输出指令由74HC164锁存,通
T1中断
过TDA2003驱动光电过零触发集成电路
读取输入端口值
读出风口温度
MOC3041,完成可控硅的通断控制,最终实
读控制字
现CPU对大功率器件如电机、风机、PIC发
控制处理
门关了吗
热组件工作的控制。
(3)传感器和保护开关
计数
有变更吗?
本电路含一个温度传感器,一个门开
N
不过热吗
关,一个高温保护开关。
1秒钟了吗?
传感器采用内置AD转换的DS18B22
复位标记
告落处理
它只需单片机的一个1/O口,适用于对性能
要求不高,成本控制严格的经济型产品。测
显示处理
功能切换
量温度范围为-55℃~+125℃,精度为±2℃。
键盘有输入吗
(4)电源控制
中断结束
从薄膜开关输出的Pclk脉冲,经过一个
中断结東
控制标记
单稳态电路消抖、整形之后,触发双稳态电
路翻转,控制VCC电源的通/断。
图3流程控制图
4干衣机控制程序
CPU与外设之间的连接如图2所示。要使各部分协同保护开关闭合,就用蜂鸣器长响、屏幕闪烁来告警。此
时,PTC断电保护,键盘封锁,风机和滚筒视状况而定。
若一切正常,就响一声蜂鸣器,等待输入指令,如设
(CI P23k18
定工作模式(默认为“混纺”),干衣开始等。
DAD
不同的衣料,临近干燥时出风口的温度不一样。本机
86B
VCC GND-
根据这个特性,通过程序预置几种自动模式,实现于衣操
XTAL2 PO2
B
52k7
C5"1P⊥TA?
.作傻瓜化。
XTALI PI
ADD
. M
经试验发现,象牛仔裤这样的衣服,临近干燥时出风
SUE
口的温度在70℃左右,丝绸制品只有50℃左右,其他衣服
SPIN
CC
介于这两者之间。根据实验结果,将“纯棉”、“丝绸”、
“混纺”三种自动模式的出风口温度分别设定在70℃、
50℃、60℃,作为程序的监控点。
图2Z86E12CPU原理图
手动”模式实质上仅是在1-199min之间自由设定干
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