基于单片机的智能洗衣机控制系统设计(5)

2019-03-29 18:39

4.3 系统脱水仿真

在洗涤结束后,系统进入脱水程序,脱水总共持续3分钟,当脱水结束后系统会再次进入注水程序,再次重复上步骤,脱水仿真如图4.3

图4.3 脱水仿真

4.4 LED显示灯的仿真电路

LED显示灯根据矩阵排列,它能够让程序控制系统直接向用户显示洗衣机当前的工作状态。预设工作程序时,可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令,还可以通过显示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常。此为电机正转时LED显示仿真电路图如图4.4

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图4.4 LED显示灯仿真电路

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5 调试

5.1 硬件调试

单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的,许多硬件故障是存调试软件时发现的,但通常是先排除系统中明显的硬件故障后才和软件结合起来调试。

常见的硬件故障有:

逻辑错误:样机硬件的逻辑错误是由丁设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。这类错误包括:错线、开路、短路、相位等。在本次设计中没有出现此类故障。

元器件失效:元或怎能不符合要求;方向装反、二极管极器件失效的原因包括两个方面, 方面是器件本身已损坏另‘方面是组装过程中造成元器件失效,如电解电容方面性接反、集成电路或排电阻方向错误、三极管引脚接错等。在本次设计中,有一个数码管不亮,经过用万用表的测量后,发现原件失效了,而后及时跟换掉。

可靠性差:引起系统不可靠的因素很多,如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏,经不起振动;内部和外部的干扰、电源纹波系统过人、器件负载过大或热稳定性差等造成逻辑电平不稳定;另外,走线和布局的不合理等也会引起系统可靠性差。在本次设计中没有出现此类故障。

电源故障:若样机中存在电源故障,加电后将造成器件损坏。电源故障包括:电压值不符合设计要求,电源引出线和插座不对应,电源功率不足,负载能力差等。在本次设计中,因为用的是USB接线,因此+5V 稳定电源,没有出现故障。

当出现了故障未导致系统不能正常运行,我们需要细心加耐心的区寻找,根据历史的一些常见错误来进行排查,尽快的找到问题的所在,具体更件的调试方式有:

脱机调试:脱机调试是存样机加电之前,先用万用表等工具,根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机的正确性,并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。就特别注意电源的走线,防止 电源之间的短路和极性错误,并重点检查扩展系统总路线是否存在相互间的短路或与其它信号线的短路。对于样机所用电源事先必须单独调试,调试好后,检查其电压值、负载能力、极性等均符合设计要求,才能加到系统的各个部件上。在不插芯片的情况下,加电检查各插件上引脚的电位,仔细测量各点电位是否正常,尤其应注意下.片机插座上的电位是否正常,若有高压,可能损坏仿真机。联机调试:通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障。有些硬件故障还是要通过联机调试才能发现和排除

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5.2 软件调试

软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关。如果采用模块化程序发计技术,则逐个模块调好以后,再进行系统程序总调试。调试子程序时,一定要求符合现场环境,即入口条件和出口状态。调试的手段可采用单步运行方式和断点运行方式,通过检查用户系统CPU的现场、RAM的内容和I/O口的状态,检测程序执行结果是否符合设计要求。通过检测,可以发现稃序中的死循环错误、机器码错误及转换地址错误,同时也可以发现用户系统中的硬件故障、软件算法及硬件设计错误。在调试过程中逐步调整用户系统的软件和硬件。

各程序模块调试好后,可以把相关的功能模块联合起来起进行整体综合调试。存在这个阶段若发生错误,可以考虑各子程序运行时是否存破坏现场,缓冲区数据是否发生变化,标志位的建立和清除是否影响其它标志位的变化,堆栈区的深度是否小够,输入设备的状态是否正常等。

单步和断点调试后,还应进行连续调试,因为单片机的运行是在严格的时序下进行的,单步运行的成功并不代表连续运行成功。待全部调试完成后,应反复运行多次,除了观察稳定性之外,还要考虑仿真条件是否与实际相符,如晶振频率是否与样机一致,所使用CPU资源是否与实际CPU资源相符等等。如调试时采用52系统CPU,并且程序中使用RAM地址80H~FFH,而目标程序写入51系列就不 能正常运行程序。

在全部调试和修改完成后,将目标程序用相应设备写入程序存储器,插入仿真板,一般可能正常运行,使得软硬件高度完毕。

仿真结果,电机正常运行,LED显示器不亮,实验结果实现强中弱三档更换洗涤和排水,发动机通电运转正常,显示灯显示运行进度情况,达到设计期望。随后依次按下强洗,漂洗,甩干后,仿真正常。

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结论

本课题设计的基于单片机控制洗衣机系统,充分应用了微电脑控制技术,单片机在测控领域的应用技术,既有硬件设计又有软件编程,实现洗衣机的真正全自动控制,一个按钮就能完成洗衣的全过程。本设计系统的功能及特点:

(1)分别由TS浊度传感器、负载传感器和水温传感器检测到衣物的污浊度,重量,质地和水温,通过洗衣之前的模糊推理来决定洗涤剂的投放时间、洗涤时间、水位、脱水时间。

(2)在洗涤过程中采取单片机程序控制,洗涤时间和漂洗时间由单片机控制器决定。既能保证洗净衣物又使洗涤时间短,减少衣物的磨损。使洗衣机具有智能化,最大限度地提高洗涤效果,节约能源及水量,使洗衣机达到高效节能的要求。

(3)本设计还考虑到半自动适当的情况,用户可以根据自己的需求自由选择洗衣机的工作方式,这一点是通过按键来实现的。

(4)本系统硬件采用单片机AT89C51进行控制,数码管是共阳极的,由电阻74LS138进行控制出发,都是考虑到既经济又实用的原因。

(5)由于实际条件的限制,本设计只能在理论上实现,不能做出实际的控制系统,是本设计的遗憾之处。由于单片机控制技术具有先进性、实用性和科学性,加上软件技术控制的家电产品不仅使用方便,而且善解人意,大大方便美化了人们的生活,已成为人们向往的目标,也已逐步被中国广大消费者所认识。因此,在不久的将来具有微电脑控制的家电产品有着极广泛的应用前景。

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