自动洗碗机的机械结构设计-毕业设计

本文从自动洗碗机的功能需求出发[来源:www.papersay.com、纸网]，介绍了用单片机AT 89 LS 8252和键盘/显示管理芯片HD 7279a设计的自动洗碗机硬件控制系统的设计方法。给出了用HD 7279控制键盘和显示器的硬件电路，并给出了系统软件和功能软件模块的流程图。经过测试和调试，该系统能够有效实现洗碗机的自动控制，完成自动进水、加热、清洗和消毒等功能。1引言随着数码信息家电的普及，洗碗机已经广泛进入人们的家庭，从而使人们逐渐从繁杂的家务劳动中解放出来。洗碗机作为一种家庭自动化设备，一般需要实现自动控水、自动添加洗涤剂、冷洗、自动加热洗涤、清洗、排水、杀菌消毒、定时和故障报警等功能。从控制量的角度来看，洗碗机通常需要满足一些特定的要求，如图1所示，其中涉及到两种开关信号。一种是检测传感器的高低电平信号，如门开关、水位、温度调节器保护器、行程开关等。另一个开关信号通过固态继电器控制强弱电信号的断开和加载，如进水电磁阀、恒温加热器、瞬时加热器、清洁剂控制箱、消毒剂控制箱的开启和关闭。图1中涉及的模拟信号主要用于实现以下功能:(1)温度传感器用于检测水温/消毒水温；(2)通过人机界面显示输出、键盘输入和声音输出实现水温显示、洗涤过程显示和故障类型显示；(3)根据用户需求，通过设置键选择洗涤模式，通过功能键启动相关功能；(4)统计机器使用量，统计洗涤剂和消毒剂用量等。(5)故障报警、冲洗完成报告等。2洗碗机控制系统的硬件设计针对上述功能、可靠性、成本以及使用维护的方便性，作者设计了如图2所示的洗碗机控制系统。单片机最小系统采用AT-MEL的低功耗高性能芯片AT 89 LS 8252设计，与MCS-51兼容。片内8 K字节在线可编程闪存用于存储系统程序，程序可通过SPI接口下载。2 K字节EEPROM用于存储关键参数，如启动维护密码、产品序列号、启动次数、洗涤设置参数等。256字节的RAM用于存储临时变量。鉴于这款洗碗机开关量信号多，采用并行芯片8255扩展I/O接口，配合使用P1和P3端口的部分引脚，输出与输入比为21/14，其中蜂鸣器由P1.3控制..从可靠性角度考虑，输入输出部分均采用光电隔离措施。考虑到某些驱动信号需要较大的驱动电流，本设计选用ULN 2803作为功率驱动器。温度采集有两种方案:一种是用热敏电阻与芯片MAX 150进行AD转换，然后通过程序存储器中存储的表格得到当前温度；二是利用三端温度传感器DS18B20采集并直接获取温度数据。相比之下，后一种方案更经济简单。键盘和LED显示屏选HD 7279a？3?为了控制，电路图如图3所示。Hd 7279a可以直接驱动8位* * *阴极LED数码管，无需外围元器件；管脚Dig 0 ~ 3对应0 ~ 3个数字输出驱动器；引脚sa ~ SG和DP对应a ~ g段和小数点的驱动输出；您可以独立控制解码/非解码、消隐和闪烁属性。该芯片有三种类型的指令:第一种是6条没有数据的8位纯指令，如复位、测试、左/右(循环)移位等。第二种是7个16位带数据的指令，包括按0/1解码下载数据、不解码下载、闪烁、消隐、段亮、关闭等。第三个是读取键盘数据的指令。它们都以串行方式与AT 89 LS 8252通信，串行数据从数据引脚发送到芯片，并由CLK终端同步。当片选信号CS变为低电平时，data引脚上的数据将在CLK引脚的上升沿写入HD 7279a的缓冲寄存器。此外，HD 7279a芯片包含一个去抖电路，可以控制64键键盘矩阵。在图3中，元素jkey是一个4× 4键盘接口。当一个按键被按下时，key引脚输出低电平，发光二极管Led1点亮，这种状态一直保持到松开按键。此时，如果接收到“读键盘”命令15h，在该命令的前半部分，数据引脚将处于高阻抗状态以接受来自微处理器的命令。在指令的后半部分，数据引脚从输入状态变为输出状态，以输出按下的按键代码值。3洗碗机控制系统的软件设计该系统的功能模块根据洗碗过程可分为六个阶段:进水过程、加热过程、洗涤剂注入过程、电机旋转控制清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时，为了保证洗碗机的正常运行，系统还对容易出现故障的过程设置了故障报警或停止功能。系统软件可以根据洗碗机的工作流程进行编写。主要软件模块包括上电自检、状态初始化、显示当前默认状态、进入键盘扫描状态等待操作键按下、根据操作键切换到相应流程等。主程序流程如图4所示。图3使用洗碗机前，用户应先检查其是否处于正常状态。如果在正常情况下，按下弱电开关，根据洗涤要求设置洗涤模式(或使用默认模式)，将碗放入洗涤室，然后关闭机门，按下启动按钮。之后控制器检测水位和水温来决定是否给水和恒温加热。至此，准备工作完成，电机启动清洗。接下来，将清洁剂注入清洁室，同时检测水位。如果水位低，立即注水，保证清洗效果。清洗后，等碗上的水空了一段时间，再将高温消毒剂注入洗碗机进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣响以指示洗涤完成，并且控制器返回到用户的初始设置模式。洗涤中的每一个过程和按键都对应一个发光二极管的亮灭，以显示过程和按键是否正常。洗完之后，用户打开门，取出碗碟，然后关闭电源，结束整个洗涤过程。在系统的软件子程序中，需要说明键盘/显示管理模块，包括初始化子程序、发送子程序、接收子程序、中断子程序、显示子程序等。其中，用户可以通过键盘设置模块设置洗涤模式、各进程时长和洗涤剂量，还可以随时按下相应的功能键暂停或停止洗涤进程。技术维护人员可以通过键盘/显示器管理模块输入正确的密码，查询机器的使用状态，如机器序列号、机器使用次数等。，也可以根据实际情况设置关键参数。故障报警功能模块可以在工作电压故障、进水阀故障、加热器故障、电机故障、洗涤剂喷射故障、高温消毒水喷射故障时用蜂鸣器报警，同时切断高压控制信号，保证系统安全。结论目前该控制系统已经调试成功，测试性能良好，能够实现该自动洗碗机所需的功能，且简单实用。但仍有一些需要改进的地方，如人工干预排水，更好的字符或图形液晶人机界面，系统集成有待提高。