3.2.5 串口调试模块 ............................................................................................................................. 22 4 制板及调试经历 ............................................................................................................................... 23 4.1 制板 ............................................................................................................................ 23 4.1.1 器件原理图库 ........................................................................................................ 23 4.1.2 绘制原理图 ............................................................................................................. 23 4.1.3 PCB封装库 ............................................................................................................ 24 4.1.4 PCB基本布线规则 ................................................................................................ 25 4.2 硬件检测 .................................................................................................................... 25 4.3 软件调试 .................................................................................................................... 26 4.3.1 菜单界面的制作 ..................................................................................................... 26 4.3.2 PWM的生成 .......................................................................................................... 27 4.3.3 AD童锁的设计 ...................................................................................................... 27 结论 .............................................................................................................................................................. 29 致谢 .............................................................................................................................................................. 30 参考文献 ..................................................................................................................................................... 31 附录一 总体设计原理图 ................................................................................................ 36 附录二 主板PCB图 ........................................................................................................ 36 附录三 主板PCB实物图 ................................................................................................ 36 附录四 实物图 ................................................................................................................ 36
IV
绪 论
1 全自动洗衣机的发展过程
随着社会的进步和生活水平的不断提高，洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、甩干等一系列过程自动完成。家用洗衣机从发明到现在已经经历了一个多世纪,经历以下一些发展阶段：世界上第一台洗衣机实在1874年由美国的比尔.布莱克斯通(Bill Blackstone)研制成功的。1910年前后，第一台卧轴滚筒式电动洗衣机问世，标志着人类家务劳动自动化的开始。20世纪20年代，第一台立轴搅拌式洗衣机再美国试制成功，由此，洗衣机开始了“立轴”与“卧轴”之分。50年代中叶，日本三洋公司推出单桶波轮式洗衣机。开始确定了滚筒式、搅拌式和波轮式三种工作方式。60年代，日本推出了带甩干桶半自动洗衣机，并且大量应用塑料，使洗衣机的发展进入一个新的阶段。70年代，日本推出波轮式套桶全自动洗衣机，从此开始有了“全自动”洗衣机的概念。70年代后期，日本推出了微电脑控制的全自动洗衣机。完成了由机械—电动程序控制到电脑控制的过渡，开始了电脑控制时代。这时，洗衣机在发达国家已进入饱和期，而在亚太地区发展中国家开始进入普及期。80年代后期，“模糊控制”洗衣机开始出现，实现了家电器控制方式上的高度自动化。出现“白色家电”的概念。90年代，随着变频技术的发展，日本最先推出了电动机直接驱动洗衣机，实现了洗衣机驱动方式上的革命。今后洗衣机将以高可靠性，完善的功能，节水省电，降噪省时以及规格品种多样化为发展方向。
2 洗衣机待解决的一些问题
由于我国洗衣机厂起步晚，加上技术方面的一些问题，不可避免的在现有的机型中出现一些弊端。主要弊端有：噪声大，耗水、耗电，进水不畅或进水不止或排水不畅，工作周期不平稳、振动大，损伤洗涤物，洗涤效果不佳，脱水桶自动性不佳，脱水不良，重量大，容量不合理。具体来说，洗衣机的问题存在于结构、质量、原材料和模具及管理方面。
（1） 结构类型方面我国洗衣机多属波轮式。今后波轮式仍然是主要型式。为了适应国外市场的不同需求，要适当地生产些新型式的滚筒式和搅拌式洗衣机，进
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而生产具有波轮式、搅拌式两种洗衣机优点的新机型。为了使波轮式洗衣机洗涤更合理，应努力将全自动洗衣机提高到电脑型的水平。双桶洗衣机再提高漂洗的条件下，以重点生产全自动型喷淋式洗衣机为宜。同时要注意避免新水流洗衣机一味地提高波轮式的转数极其转动时间或增高波轮筋高的倾向，以免损伤衣率和缠绕率回升增高，降低了新水流洗衣机的优越性。
（2） 质量方面我国洗衣机的质量问题，具体反映再功能、外观和可靠性三方面，与国外存在再较大的差距。国内外洗衣机相比较：从功能、电源插头、面板装饰、旋钮结合，塑料件的光整度（光洁、毛刺和变形），外箱和螺丝钉的成形及防锈，皮带的耐磨及噪音，进排水阀和水位开关质量，电脑控制各种功能的能力，电脑的抗电压波动、抗干扰防静电的能力，以及传感器的灵敏度等方面，很容易看出整体质量的好坏。再加上装配工艺较落后，致使我国洗衣机的质量稳定性差，出口有一定的困难。目前我国洗衣机无故障运行水平约为250～500小时，而国外同类产品达1500～2000小时，即十年不需修理。因此提高洗衣机的质量要从提高零部件的质量入手。关键电器件和传动件应组织专业分工，制定标准，组织攻关，进行认证，在改进功能方面、外观质量和可靠性三方面，进行全面整理，提高水平。综合以上分析介绍，全自动洗衣机由于具有对衣物的磨损小、洗涤量大、节约水电等特点,越来越得到广大家庭的青睐。由于人们对全自动洗衣机在价格低廉的基础上也提出了功能齐全、操作简单、不缠绕、不伤布料、洗衣效果好、性能可靠、工作效率高、便于维修等更高的要求。为满足人们这种需求，特设计出这种有微控制器控制的全自动洗衣机控制系统。
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1 系统的总体设计
1.1 设计目的
目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。
1.2 设计方案论证
（1） 方案1：通过设对计要求的分析，控制对象包括：按键、电控水龙头1
（进水阀）、电控水龙头2（出水阀）、电动机、数码管显示、LED指示灯、蜂鸣器等。这些被控对象需要根据不同的洗衣程序来设定他们的工作状态和工作时间，电控水龙头1（进水阀）和电控水龙头2（出水阀）来控制进水和出水，同时需要LED指示灯和数码管显示不同的工作状态和剩余时间，按键用来控制程序运行和设置洗衣模式，蜂鸣器用来提示洗衣完成提示。按照上述的系统方案得到的系统整体构架如图1-1所示。
图1-1 原理框图
(2) 方案2：用直流电机代替交流电机模拟洗衣过程。所开发的全自动洗衣机控制器，由主控CPU单元、电源、12864液晶显示器、蜂鸣器、控制电路、驱动电路、水位监测单元及复位电路构成。洗衣机控制器采用带字库的液晶显示器12864
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提供诸如：进水、洗涤、漂洗、甩干、结束等状态以及控制时间的显示。通过按键来提供相应的操作，来选择相应的洗衣流程。对于这次毕业设计课题则通过一个直流电机来代替洗衣机的电机的交流电机，相应的转速和方向来通过专用的电机驱动芯片H桥电路以及PWM来模拟洗衣机的洗涤过程。有一个液体压力传感器来检测相应的水位，判断是继续进水还是停止进水。当洗涤结束以及相应的误操作蜂鸣器会发出警报，同时电机立即停止转动，免生危险。为了防止孩童玩耍带来的后果，开机前会有一个开机认证。只有通过专用的秘钥认证，才能开机。秘钥采用USB接口，在DATA+与DATA-配置不同的电阻，通过单片机自带的AD检测电压来进行验证。其工作原理见图1-2。
图1-2 原理框图
由于方案2采用了液晶作为显示单元，且使用了友好的交互式人机界面，比较新颖。且考虑到设置童锁功能，安全性能比较高，故采用方案2作为本次毕业设计的最终方案。
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