滚筒洗衣机电控设计

1滚筒洗衣机电控设计方勇安庆师范学院安徽安庆080506003指导老师：王陈宁摘要：介绍一种滚筒洗衣机的电控设计。针对该种洗衣机的特性，该设计从供电部分（开关电源）、功能控制输出部分、信号采集及人机交互进行分析。电控器核心采用高性价比的瑞萨SH88F516芯片单片机，增加了整机的可靠性，降低了成本。同时考虑到产品的可靠性和可制造性，在软件编写时单片机程序设计了工厂模式和用户模式。关键词:滚筒洗衣机，单片机，SH88F516，洗衣机电控板DrumwashingmachineelectriccontroldesignCollege:Schoolofmathematicsandcomputerscience,anhuinormaluniversityName:BanDeBingAbstract:Thispaperintroducesaplatenwashingmachineelectriccontroldesign.Accordingtothecharacteristicsofthiskindofwashingmachine,thepartfromthepowersupply,switchingpowersupplydesign,functioncontroloutputpart,signalcollectionandhuman-computerinteractionareanalyzed.Reactorcorewithcost-effectiverenesasSH88F516chipmicrocontroller,increasethereliabilityofthemachine,reducethecost.Atthesametime,consideringthereliabilityandmanufacturabilityoftheproduct,microcontrollerprogrammingthefactorywhenwritingsoftwaremodeandusermode.Keywords:Drumwashingmachine,MCU,SH88F516,washingmachineelectroniccontrolboard2目录1.引言......................................................................32.洗衣机电控板的简介........................................................33.硬件设计..................................................................33.1电源部分............................................................33.1.1电路原理图......................................................43.1.2开关电源的组成..................................................43.2功能控制部分.........................................................43.2.1电路原理图......................................................53.2.2SH88F516单片机.................................................53.2.3功率输出部分....................................................63.3信号采集及人机交互部分...............................................63.3.1电路原理图......................................................63.3.2各单元模块......................................................74.软件设计..................................................................74.1软件流程图...........................................................84.2工厂检测模式...................................................................................................................84.2.1程序测试.................................................................................................................84.2.2部件测试.................................................................................................................94.3用户模式.......................................................................................................................104.3.1按键部分程序.......................................................................................................104.3.2按键部分程序.......................................................................................................124.4故障代码...........................................................125.总结....................................................................13致谢.......................................................................14参考文献....................................................................1531.引言现今社会中，随着国民经济和信息技术的发展，洗衣机已成为家里最常见的电器产品。目前国内洗衣机行业，滚筒的销售量只占有22%左右，且份额在逐年扩大，欧美滚筒洗衣机所占份额为80%以上，滚筒洗衣机优点：洗净比高，节省水，对衣服磨损小，通常还有烘干功能等；缺点：费电（相对波轮洗衣机），洗衣时间长等。由于滚筒洗衣机适应衣服较多，外观时尚已成为年轻人的首选。2.洗衣机电控板的简介洗衣机电控板主要是由电源部分、功能控制输出部分、信号采集及人机交互等组成。其中电源部分是将220V或110V交流电源转化为12V和5V直流电；功能控制输出部分是当用户使用时，单片机按照客户选择的需求做出相应的功能输出，其中单片机输出控制信号通过反相器来驱动各对应功能的功率器件；人机交互是用户通过按键来调节洗涤模式，洗涤时间以及其他功能，电控板则通过LED灯和数码屏来反馈用户的选择模式。3.硬件设计3.1.电源部分本文涉及的滚筒电控板采用隔离反激式开关电源供电，并非传统使用的线性电源。开关电源是将交流电先整流成直流电，在将直流逆变成交流电，在整流输出成所需要的直流电压。这样开关电源省去下线性电源中的变压器，以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整，同样能达到非常高的调整精度。开关电源由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是重量小,容量大,输出质量高。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（85％以上）而且省掉了大体积的变压器。开关电源顾名思义有开关动作，它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高4效率，一般在90％以上，缺点是纹波和开关噪声较大，适用于对纹波和噪声要求不高的场合；而线性电源没有开关动作，属于连续模拟控制，内部结构相对简单，芯片面积也较小，成本较低，优点是成本低，纹波噪声小，最大的缺点是效率低。它们各有缺点在应用上互补共存！3.1.1.电路原理图本文设计的滚筒洗衣机电控电源部分的原理图如图1所示。D8DZ3.9VR102205%R115605%FUSE15A108531T1EE16C722uF400VD5SMAJ170AD7GR1JEN1BP2D4S5S6S7S8U1TNY276GNVR1561C8MKP62-X2-275VAC-104KC13CD12-E2GA222MYNSC120.1uAKCEU2PC817GNDD1STTH1R02QRLD6STTH1R02QRLC40.1uC5220uF25VR447R5%C60.001uR947R5%C90.001uC10470uF16VC110.1uGND12VGNDLNR510K5%VCC3241L001UU10.5/20mHD0011N5398D0041N5398D0021N5398D0031N5398R00310KR00410K图1电源部分原理图3.1.2.开关电源的组成开关电源主要包括输入滤波保护、整流电路、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。它们的功能是：1、输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。2、输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。3、逆变器：是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。4、输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。5、控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。6、保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。3.2.功能控制部分53.2.1.电路原理图功能控制部分原理图分为两个部分，单片机信号控制放大部分和功率器件输出两个部分：1、单片机信号控制放大部份原理图如图2所示。N19013R745K187654321910161514131211IC3ULN2003A+12P23P_MOTOP_JRP_PUMPP_PRWIP_WSWIP_M2P_M1P_DOORP42P05P04P41P47P03P46P27N29013R375K1P_BUZZP12N39013R755K1P_M3N49013R325K1P_RESHUIXT18MP1.5/MOSI1P1.6/MISO2P1.7/SCK3RST4P3.0/RXD05P4.36P3.1/TXD07P3.2/-INT08P3.3/-INT19P3.4/T010P3.5/T1/CMP1O11P3.6/CMP1P12P3.7/CMP1N13P4.4/XTAL214P4.5/XTAL115GND16P4.017P2.0/-INT40/TDO18P2.1/-INT41/TMS19P2.2/-I