基于模糊控制單片機的全自動洗衣機自動控制系統-wenkub.com

　 　

【正文】 入 口判 斷 是 否為 全 自 動進 入 半 自 動 洗 滌調 漂 洗 子 程 序返 回調 檢 測 子 程 序調 洗 滌 子 程 序NY 圖 311運轉程序流程圖 程序代碼： YunZhuan: LCALL PanDuan ；調判斷子程序 JZ LD1 ；為 1為全自動 LCALL JianPan LD1: LCALL JianCe LCALL XiDi LCALL PaiShui RET PanDuan: ORL A,51H ；各按鍵次數相與，為 1為全自動 河北工程大學畢業設計說明書 29 ORL A,52H ORL A,53H ORL A,54H RET 312所示 。 入 口是 第 一 次 按下 嗎 ？是 第 三 次 按下 嗎 ？是 第 二 次 按下 嗎 ？返 回調 洗 滌 子 程 序調 脫 水 子 程 序調 漂 洗 子 程 序YNYNYN 圖 35程序設置子程序流程圖 程序代碼： PK2: INC 51H ；按鍵次數加 1 MOV A,51H CJNZ A,1,L2 ；是第一次按下嗎，不是轉 L2 LCALL XiDi ；是第一次按下，則調用洗滌子程序 L2: CJNZ A,2,L3 ；是第二次按下嗎，不是轉 L3 LCALL PiaoXi ；是第二次按下，則調用漂洗子程序 L3: CJNZ A,3,RETURN ；是第三 次按下嗎，不是則返回 LXALL TuoShui ；是第三次按下，則調用脫水子程序 RETURN: RET 河北工程大學畢業設計說明書 22 36所示。 軟件流程圖及代碼 寄存器 本次編程中用到的寄存器如表 31所示。 河北工程大學畢業設計說明書 15 圖 31模糊控制洗衣機控 制結構 ㈡ 模糊規則 ⑴ 洗滌量和水量的確定： ① 如果檢測到衣物量很多，則洗滌量多，水位高； ① 如果檢測到衣物量較多，則洗滌量較多，水位適中； ② 如果檢測到衣物量很少，則洗滌量少，水位低。這樣，就形成了人工智能控制模式。普通程序控制器雖然使洗衣機在功能較普通洗衣機增強許多，但就其控制思想而言，仍談不上“先進” 它只是根據時間原則去設定洗衣機的洗滌、漂洗和脫水的運行時間，然后連續運行，完全不考慮其他因素。 河北工程大學畢業設計說明書 14 3 軟 件設計 本次設計是基于模糊控制理論上的全自動洗衣機，用戶只需要將衣物放進洗衣機，按下啟動鍵，洗衣機就能自動完成洗滌 漂洗 脫水等一系列操作，當然本次設計中還考慮到半自動時的情況，用戶可以根據自己的需求自由選擇洗衣機將要進行什么工作，這一點是通過按鍵來實現的。如此循環下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。因此，在同一時刻，如果各位位選都處于選通狀態的話， 3 位 LED 將顯示相同的字符。正因為如此，靜態顯示器的亮度都較高，但靜態現實的缺點是占用口線太多，如果顯示器的位數太多，則需要加鎖存器，因此一般情況下采用動態顯示。 為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數字，就要把不同段的發光二極管點亮，這樣就要為 LED 顯示器提供代碼，因為這些代碼可使 LED 相應的段發光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱之為段碼（或稱為字型碼）。這種顯示器有共陽極和共陰極 2 種。 LED 顯示器是由發光二極管構成的，所以在顯示器前面冠以“ LED”。衣物的洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數的檢測 ,對模糊控制洗衣機在節水、節能、減少洗滌時間方面起決定性的作用。 AD590 比 DS18B20 精度更高、線性度誤差小，且不需要溫度報警和復雜的程序編程，非常適合用于洗衣機的溫度檢測傳感器 ⑶負載傳感器 根據模糊控制要求，負載檢測時通過檢測電動機的反電動勢來實現的，而電動機的反電動勢比單片機所用電壓大的多，不能直接采樣，必須經過隔離。 ?精度高。 ?AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。 DS18B20河北工程大學畢業設計說明書 11 輸出是數字信號可以直接和單片機相連，而且硬件連接電路少，但需要對其進行復 雜的軟件編程。熱電偶有多種類型，它們覆蓋非常寬的溫度范圍，從 200℃ 到 2021℃ 。 TS 濁度傳感器是 GE 公司開發的一種專門用于家電產品的低成本傳感器，主要用于洗衣機、洗碗機等產品的水污濁程度的測量。其中污濁度、溫度和負載傳感器輸出的都是模擬信號，需 要通過 A/D轉換才能作為單片機的控制信號，而水位傳感器本身輸出的就是數字信號，所以不需要通過 A/D 轉換，直接可用做單片機的控制信號。在單極性輸入方式下，輸出的是標準二進制碼，對于差分方式下的雙極性輸入，其輸出是莫二補碼。在啟動轉換后， MAX192 可以使用外部串行時鐘或內部時鐘來完成逐次逼近轉換。 ③ MAX192 查分方式（ SGL/DIF=0）通道選擇如表 24 所示。 ：輸入信號形式選擇位。選擇所需轉換信號所連接 的通道（見表 3和表 4）。 圖 21MAX192的引腳圖 ⑵ MAX192 的控制字 ① MAX192 控制字占一個字節，其格式見表 21。由于該芯片在片外已有采樣跟蹤保持電路，內部時鐘電路和內部參考電壓源，所以在應用時，所需外圍原件極少，與單片機連接也只占用 45 條口線，因此，用 MAX192 構成的數據采集系統具有硬件結構簡單、體積小和功耗低的優點。 A/D 轉換器種類很多，按及人口方案來分，可分為并行接口和串行接口兩類。 圖 2189C51引腳圖 的存儲器與寄存器 89C51 單片機存儲器才用的是哈佛（ Harvard）即程序存儲器空間和數據存儲器空間是各自獨立的，兩種存儲器各自有自己的尋址方式和尋址空間。它含有 4KB 可反復燒錄及擦除內存和 128 字節的 RAM，有32條可編程控制的 I/O 線， 5個中斷發源，指令與 MCS51系列完全兼容。其原因是高電平時該腳也同時作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高 的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調用，十分不便。八位除以八位的除法指令，商為八位，精度嫌不夠，用得不多。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因為一個較復雜的程序在運行過程中會遇到很多分支，因而需建立很多標志位，在運行過程中，需要對有關的標志 位進行置位、清零或檢測，以確定程序的運行方向。它的處理對象不是字或字節而是位。 通用寄存器一共 32 個（ R0～ R31），前 16 個寄存器（ R0～ R15）都不能直接與 立即數打交道，因而通用性有所下降。 AVR 單片機指令以字為單位，且大部分指令都為單周期指令。 該系列單片機的專用寄存器（ SFR）并不像 51系列那樣都集中在一個固定的地址區間內 (80～ FFH)，而是分散在四個地址區間內。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅動能力強等特點。河北工程大學畢業設計說明書 5 2 硬件電路介紹 針對上文的功能，硬件電路應包括七個部分：微處理器控制電路、顯示電路、采樣電路、電機控制電路、進水閥控制電路、排水閥控制電路和按鍵報警電路。當水位低到一定值，再經過一段時間后，電機開始正轉，帶動內桶高速旋轉，甩干衣物。 電機 M是一個正反轉電機，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。 K5用于時間選擇：按一下洗衣時間短，按兩下洗衣時間適中，按三下洗衣時間長。 按鍵 洗衣機面板上有 6個按鈕 K K K K K5 和 K6 K1為啟動／暫停鍵：按奇數次視為啟動，偶數次視為暫停。所以模糊控制被越來越多的應用于各個領域，尤其是被廣泛應用于家電系列中，基于模糊控制的洗衣機就是其中的一個典型實例。這就要求設計者們有更高的專業和技術水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現實，設計出更節能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機?，F在， 7 公斤的容量已經很普遍， 8 公斤也正常。從半自動、全自動到現在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按鈕一切搞定！同時，用 戶可以按照自己的洗衣習慣，自主選擇時間和方式，自編和記憶程序讓用戶真正做到隨心所欲。原先大多側重于 水流的改變、動力的加大。 第二次世界大戰結束后，洗衣機得到了迅速的發展，研制出具有獨特風格的波輪式洗衣機。與此同時，世界各地也相繼出現了洗衣機。布萊克斯發明了世界上第一臺人工攪動洗衣機。 全自動洗衣機的發展背景 從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動，而在洗衣機出現以前，對于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打??這些不斷重復的簡單 的體力勞動，留給人的感受常常是：辛苦勞累。其中模糊控制器的設計是關鍵環節，采用傳感器檢測洗衣過程必需的物理量，進入模糊控制器，通過模糊推理，實現對洗衣機自動識別衣質、衣量，自動識別骯臟程度，自動決定水量，自動投入恰當的洗滌劑等功能的控制。 54 致謝 52 偉福仿真器簡介 16 14 14 模糊控制器 14 3 顯示 3 洗衣機的自檢 2 模糊控制理論簡介 1 目 錄 目 錄 1 緒論 1 全自動洗衣機的發展背景 3 按鍵 10 52 偉福仿真器特點 60 附錄 B 原理圖 本設計在洗滌過程中采用了實時模糊控制，提高洗衣質量 ,節約能源。 1858 年，漢密爾頓 1911年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機。歐洲國家研究成功了噴流式洗衣機和滾筒式洗衣機。這種洗衣機由于其波輪安裝在洗衣桶底，又稱渦卷式洗衣機。現在，超音波、電解水、臭氧和蒸汽洗滌的運用，使洗衣機的去污能力從單純依靠洗衣粉、洗滌劑的化學作用和強弱變化的水流機械作用，向更高層次的健康、環保洗滌方式轉變，特別是電解水、超音波技術在洗衣機行業的運用幾乎改變了洗河北工程大學畢業設計說明書 2 衣機的歷史 —— 洗衣不用或少用洗衣粉、洗滌劑，減少化學品對皮膚的損害和對環境的污染。人性化還表現在使用的方便和舒適，如子母分洗洗衣機可以做到不同衣物分開洗；斜桶和頂開滾筒可以做到取放衣物方便不需深彎腰；蒸汽烘干功能使得晾曬更加方便， DD 直驅電機在節能降噪方面效果更加突出，等等。現代人居空間不斷擴大，對寬敞、舒適、方便要求更多，大能容小，大容量洗衣機一臺可頂一套。目前的洗衣機都沒有實現全方面的兼容，大多洗衣的 廠家都注重各自品牌的洗衣機的特長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能，洗衣機的各項功能是由單片機控制實現的，單片機的體積小，控制功能靈活，因此，設計出基于單片機的全自動洗衣機控制電路系統具有很強的實用性。 河北工程大學畢業設計說明書 3 全自動洗衣機的設計方案 本系統實現了對洗衣機整個洗衣過程的控制，包括用戶參數輸入、洗衣、漂洗、排水和脫水等階段。 K2用于洗衣程序選擇：按一下選擇洗滌，按兩下選擇漂洗，按三下選擇脫水。 洗衣機自檢 洗衣機上電后，先進行自檢，包括檢查安全開關，排水閥狀態，進水閥工作過程，電機的運轉等，若發現異常現象則蜂鳴器響，報警燈亮。 ⑵漂洗過程 與洗滌過程操作相同，只是時間短一些。 顯示 洗滌、漂洗及脫水時間都通過倒計時的方式顯示在 3 個 LED 上，依次為分位，秒十位和秒個位，此外，還有發現異?，F象時錯誤信息的顯示。通過這幾個部分電路的協調工作，洗衣機能模擬人腦進行操作。 PIC 系列單片機共分三個級別，即基本級、中級、高級。只有 5 個專用寄存器，得反復地選擇對應的存儲