洗碗机设计原理

洗碗机设计原理 :基于自动洗碗机的功能需要，介绍了用单片机,,,,,,,,,,和键盘,显示管理芯片,,,,,,,设计的自动洗碗机的硬件控制系统的设计方法，给出了用,,,,,,控制键盘和显示的硬件电路，同时给出了系统软件和功能软件模块的流程图。该系统经过试验调试，可有效地实现洗碗机的自动控制，完成自动进水、加温、清洗、消毒等功能。 关键词:洗碗机;控制器;键盘,显示 , 引言 随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，连同定时和故障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图,所示的一些具体需要，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度调节保 1 护器和行程开关等;另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。图,中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几方面的功能: (,)用温度传感器实现水温,消毒水温度检测; (,)通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示连同故障类型显示等; (,)根据用户需要通过配置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能; (,)机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等; (,)故障报警连同、洗涤完成等。 , 洗碗机控制系统的硬件设计 针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图,所示的洗碗机控制系统。 2 单片机最小系统采用和,,,,,,兼容的,,-,,,公司低功耗高性能,,,,芯片,,,,,,,,,,设计，其中片内,,字节在线可编程闪存用以存放系统程式，可通过,,，接口来下载程式;而,,字节的,,,,,,则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤配置参数等;,,,字节的,,,用来存放临时变量。 鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中使用并行芯片,,,,来扩展，,,接口，以配合,,和,,口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为,,,,,，其中蜂鸣器由,,(,控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所需要的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器件,,,,,,,来驱动。 温度采集有两种:一是使用热敏电阻配合芯片,,,,,,进行,,转换，然后通过存 放在程式存储器里的表格来求得当前温度;二是使用三端温度传感器,,,,,,,进行采集，直接得到温度数据。相比之下，后一种方案较为经济简捷。 键盘和,,,显示选用,,,,,,, , 来进行控 3 制，其电路图如图,所示。,,,,,,,无需外围元件即可直接驱动,位共阴式,,,数码管;引脚,，,,,,对应,,,位数字输出驱动;引脚,,,,,和,,则对应于段,,,及小数点的驱动输出;各位可单独控制译码,不译码及消隐和闪烁等属性。 该芯片共有三种类型的指令:第一种是,条不带数据的,位纯指令，如复位、测试、左,右(循环)移位等;第二种是,条,,位带数据指令，包括下载数据按方式,,,译码、下载不译码、闪烁、消隐、段点亮、关闭等;第三种是读取键盘数据指令。他们均采用串行方式和,,,,,,,,,,进行通讯，串行数据从,,,,引脚送入芯片并由,,,端同步。当片选信号,,变为低电平后，,,,,引脚上的数据将在,,,引脚的上升沿时被写入,,,,,,,的缓冲寄存器。 此外，,,,,,,,片内含有去抖动电路，可控制,,键键盘矩阵。图,中，元件,,,,为,×,键盘接口，当有键按下时，,,,引脚输出低电平，发光二极管,,,,发亮，该状态一直保持到按键松开。此时假如接收到“读键盘”指令,,,，在指令前半段，,,,,引脚将处于高阻状态以接受来自微处理器的指令。而在指令后半段，,,,,引脚则从输入状态转为输出状态，用以输出所按下的键代 4 码值。 , 洗碗机控制系统的软件设计 本系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段:进水过程、加温过程、注入清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还配置了故障报警或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，连同根据操作键转入相应流程等，其主程式流程见图,所示。 图3 用户使用前，应首先检查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤需要配置洗涤模式(或使用默认方式)，将碗放入清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水和恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注入清洗室，同时检测水位高低，若水位较低，则立即进水，以确保清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始配置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮 5 灭，用以显示过程和按键的正常和否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。 在该系统软件子程式中，需要对键盘,显示管理模块进行说明，包括初始化子程式、发送子程式、接收子程式、中断子程式、显示子程式等。其中用户通过键盘配置模块能够设定洗涤模式、每一过程的时间长短连同洗涤剂量大小，也可随时按相应的功能键暂停或中止洗涤过 程。技术维护人员能够通过键盘,显示管理模块输入正确密码来查询机器的使用状况，如机器序列号、机器的使用次数等，也可对关键参数根据实际情况进行配置。 故障报警功能模块可在工作电压故障、进水阀故障、加热器故障、电机故障、清洁剂注入故障连同高温消毒水注入故障发生时用蜂鸣器报警，同时断掉强电控制信号，以确保系统安全。 , 结论 该控制系统现在已调试成功，试验性能良好，可实现本自动洗碗机所需要的功能，而且简捷实用。但更有需要完善提高的地方，如排水需要人工干预、人机接口可考虑选用效果更好的字符或图像,,,、系统集成度有待提高等。 6 百度搜索“就爱阅读”,专业,生活学习,尽在就爱阅读网 92to.com,您的在线图书馆 7