洗衣机设计平台一、 产品概述随着人们的生活水平的日益提高，洗衣机的使用也越来越普及，目 前全国的洗衣机的年产量已超过 1000 万台洗衣机的分类较多，根据 不同的角度大致可分如下几类：洗衣机从不同洗衣的原理来说可分为波轮洗衣机、滚筒洗衣机、以 及搅拌式洗衣机洗衣机从结构上又可分为：单缸和双缸洗衣机； 洗衣机从水流方式上又可分为：瀑布水流、手搓水流、悬浮水流等； 洗衣机从电机的驱动方式上又可分为：间接驱动和直接驱动（ DD 型洗衣机）；从洗衣机的电机的驱动电源的不同可分为：普通洗衣机和变频洗衣 机，其中变频洗衣机又可分为：直流变频洗衣机和交流变频洗衣机；从洗衣机的显示方式来分有：LED灯显示、数码管显示、LCD显 示、以及 VFD 显示目前在国内波轮洗衣机占洗衣机用量的大部分，滚筒洗衣机和搅拌 式洗衣机在国内很少，主要在欧美的家庭大量使用但近几年滚筒洗衣 机洗衣机在国内的市场呈快速增长二、 主要功能波轮洗衣机主要功能完成洗衣过程中的进水、排水、洗涤、漂洗、 脱水、自动跳电、故障自检等功能目前市场推出的健康型洗衣机还要 完成消毒、杀菌功能滚筒洗衣机的主要功能除上面提到的波轮洗衣机的主要功能外，还 有给水加热和温控，以及烘干衣物等功能。
三、 产品硬件1. 结构图及功能划分振荡1.电脑程控器的基本电路框图交流11V+12V+5V电磁铁 + 电机 进水阀双向可控硅单片 机IC发驱■光动极管显示部分2．硬件功能模块全自动洗衣机的电路包含220V交流负载驱动电路，IC和蜂鸣器工作用 的低压直流电路及高低压共路的电路电脑程控器一般由下列九部分电路组 成：(1) 单片机程控器控制中心单片机IC是程控器的控制中心，IC的ROM中固化了预定程序，一般 均采用8位微处理器(CPU)的疋，它由算术逻辑单元ALU、可掩膜程序存 储器ROM、数据存储器RAM、输入输出接口以及控制计时、定时逻辑单元 等组成IC工作时，对各功能键进行扫描处理，根据功能键设置情况输出响 应的控制信号2） 直流电源电路电气控制系统一般需两种直流电源：+5V和+12V，其中+5V作为IC、 LED显示电路、三极管放大器驱动双向可控硅的直流电源；+12V直流电压 供给蜂鸣电路及继电器在控制器中，输入的电源为交流220V±15%, 50HZ为提高整个控制 器的抗干扰能力，一般在电源L与N之间加上一 104M 275V的X2安规电 容，该可有效吸收大部分外来干扰，另外为提高整个控制器的抗雷击能力， 在交流输入侧加上一个压敏电阻，以吸收大部分因雷击带来的外来能量，保 护整个控制器不被损坏。
考虑到成本，在洗衣机控制器中的压敏电阻一般采 用 10D621K控制器中的电源主要向继电器、可控硅、LED灯、以及蜂鸣器等供电， 负载电流较大，为有效抑制滤波后的电源的纹波，我们在稳压片 7805 的输 入和输出端各加一个电解电容， 一般在 7805 输入端加电容较大为 1000uf/25V（如果整个控制器所驱动的负载较多时，为保证通过电压跌落实验 需将该电容选得大一些 2200uf/25V）， 7805 的输出端一般加一个 100uF/16V 的电解电容另外为提高整个电源部分的抗干扰能力，一般在 7805 的输入 和输出端还须各加一个高频电容（以吸收外来的各种高频干扰信号在洗衣 机控制器的设计过程，对高频电容的选取，一般不选用瓷片电容和独石电容， 而选用纸介电容，如涤纶电容和金属聚脂膜电容洗衣机控制器整个电源部分的电路如附图 1 所示图电源电路3）过零检测电路由分压电阻及脉冲信号电路组成，将交流电过零点所产生的同步信号输入给IC,以作为双向可控硅过零触发的同步触发信号见附图2）（ 4 ） 按键电路功能键电路是将选择开关按一定的顺序排列而组成的电路按下不同的 功能键时，不同的键扫脉冲有该键所在的行输入到IC接口中，由IC判断处 理，以设定不同的功能并转入相对应的工序，由IC的输出端输出控制信号。
从键按下到接触稳定要经过数毫秒的抖动，键松开时也有同样的问题为了 解决按键抖动的问题，在硬件上采用了 RC 滤波器来克服抖动；在软件上采 用了动态扫描按键延时的方式来避免因键抖动而造成的重复键问题 （见附 图）4 14 8N4 14 84 14 8功能按键电路8D41N4 14 8N4 14 8D8N4 14 8（5） 显示电路显示电路一般由发光二极管（或LED、LCD组成），由IC输出端巡回输 出显示信号，使显示电路发光二极管（或LED、LCD）交替发光显示，以显 示洗衣机的运转状态发光二极管的电路一般采用的是三极管的驱动放大来使得发光二极管的 亮灭对于 LED 必须采用直流电压驱动， LED 是电阻性负载，动态响应快 工作电压为1.5-5V见附图4）对于LCD必须采用交流（方波）驱动电压，以防止液晶材料分解失效， LCD是容性负载，动态响应慢工作电压为2-6V见附图5）R22R23R25R29Y100K、』100KT100KT100KlCDwwww1ged5678abc2432L2g2dwwww■2■21—（6） 复位电路复位电路一端接于直流电源的三端稳压器输出，一端接于IC,当电源 出现低电压或电源有间断时，稳压输出端的直流电压不正常，复位电路便 将 IC 内部存储器清零，使 IC 始终处于初始状态，以防止工作状态混乱。
目前采用的复位电路是RC充放电电路，其中二极管D是用于电源 电压跌落时对电容上的电荷快速放电其中电阻R最好小于40000欧姆， 这样才能确保R两端的电压将不超过0.2V,以免在复位引脚上压降过大而 影响引脚上的高电平见附图6）（7） LC 振荡电路（时钟电路）LC 元件和 IC 内部电路组成的振荡电路为 LC 提供了几兆赫的时钟信 号，程控器的一切程序功能都是在时序脉冲控制下，严格地按指令周期完 成8） 报警电路三极管、电阻和陶瓷蜂鸣片等构成报警电路，当有信号给蜂鸣片使之图7报警电路（9） 负载驱动电路以双向可控硅为电源开关的电路按钮选择开关发出操作指令给 IC， IC 根据指令按预定的程序向各个双向可控硅控制极输出控制信号，使各双 向可控硅按程序导通，电机等按程序运转，洗衣机按程序工作与各个触 发电路上相连的是 ULN2003 反向驱动放大芯片，是总控门，只有它发出信 号，各个可控硅才可能导通或截止与双向可控硅驱动电路并联的压敏电 阻，是用以吸收瞬间高压，保护双向可控硅的安全在保护回路是一个并 接在双向可控硅阳极之间的 RC 网络可控硅的负载都是小电感负载，他们 容易受到机器内外的干扰而误动作，这样保护回路中的小电阻 R 不仅不会 影响对负载的控制，而且还可以起到限制电容通过双向可控硅的放电电流同时负载电感和电容构成了高频滤波器，从而保证了可控硅的正常工作。
见附图 8）S C R 2T830800W至|JuLN20 03反转到ULN2O03进水阀到ULN20O3排水阀十邛目前我们公司设计洗衣机控制器中所采用的可控硅主要有： T83OO-8OOW，T435-8OOW、ZO11ONA、BT134-8OO 等几款洗衣机控制器 中所采用可控硅一般都要求耐压为 800V，而且门电流加大（大约在25mA~35mA 之间），选用较大门电流的可控硅主要为提高控制器的抗干扰 能力，防止在有干扰条件下可控硅误通在洗衣机控制器的设计过程中，为提高抗干扰能力，一般在可控硅的门极要加上一个104的电容，在做PCB板时应尽量将该电容靠近可控硅的 门极，否则将减少其效果可控硅的驱动在没有采用78012时，其驱动电源尽量采用+5V电源来 驱动，该方式可避免因网络电压的波动影响可控硅的驱动另外，在计算可控硅的门极电流时，将其电流值靠近该可控硅的最大门极电流，这样可 避免在低温条件下可控硅的导通情况四、 电脑控制器的软件流程1. 总体框图及功能划分2. 软件框图1) 主要完成各个子程序的调用任务主程序处理过程2）主要完成洗衣机电机的运行过程、时间定时、水位检测、微动检测、按键扫描、LCD显示驱动等。
中断入口<' 、、 中断返回中断返回中断类型识别外部过零中断（10ms）定时器中断（4ms）call LCD显示驱动可控硅触发信号处理call按键扫描水位检测时钟处理call微动检测水流处理3）主要完成有键按下，按了哪一个键以及键值处理等NYN启动/暂停键否?YNY-=z：YN程序按键否？YNY自检按键否？Y开始N水位按键否？预约按键否？电源键按下否？.JN.返回call程序按键子程序call启动/暂停子程序call自检按键子程序call过程按键子程序call电源按键子程序call水位按键子程序call预约按键子程序4）故障报警是洗衣机的自我保护功能，可防止进水阀、电磁铁长时间通电而被烧坏发出故障报警后需人工排除异常4.故障处理子程序5）不平衡修正是指在桶内脱水衣物偏于一边而使安全开关频繁通断而出现撞桶在进行不平衡修正过程中，即先进水后在漂洗 3 分钟进行不平衡处理，目的是使脱水衣物重新分布均匀，然后再脱水不平衡修正子程序：RET6）控制器的所有运行显示、暂停显示、自检显示、故障显示都在显示处理子程序里体现 6.显示处理子程序7）主要检测正常运行至脱水时，如果安全开关没接通则运转停止，并发出报警。
这 是因桶盖没关造成的7.微动检测子程序主要用于门开合的检测,不平衡YYYYY置不平衡标置不平衡故障Y返回开始判断是否开合一次一/ \ N 判断合盖〉0.5S- 判断开盖〉0.5s?N 过程？■＜不平衡处理次数完否?-判是否有故障』Y判是否预约状态 f \ f 、置预约未合盖故障置开盖故障I返回）I返回置开盖次数为常数合盖次数+1开盖次数+1置清除故障标志清合盖次数8）主要完成是否有键按下，并完成按键的去抖动工作 N扫描COM3端否? N扫描COM 1端否?Y改变COM 1并设为输 出苴余COM端设为输入。