单片机在全自动洗衣机中的应用实例

全自动洗衣机由洗衣系统和控制电路组成。其控制电路分为机械和电脑型，电脑型控制电路是以单片机作为控制电路的核心。图1给出单片机Z86C09组成的全自动洗衣机的控制电路。
Ⅰ.自动洗衣机的洗衣程序

洗衣机面板上有4个按钮K1、K2、K5和K6。K1用于水流选择，分两档：普通水流和柔和水流；

K2用于洗衣周期选择，可以选择洗涤、漂洗和脱水三个过程；K5是暂停开关；K6是洗衣程序选择键。洗衣程序分为标准程序和经济程序。

   洗衣机的标准洗衣程序是：洗涤——脱水——脱水——漂洗——脱水——漂洗——脱水。经济洗衣程序少一次漂洗和脱水过程。

1．   涤过程

通电后，洗衣机进入暂停状态，以便放好衣物。若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。当按

暂停开关键K5时，进入洗涤过程。首先进水阀FV通电，打开进水开关，向洗衣杨供水；当到达预定水位时，水位开关K4接通，进水阀断电关闭，停止进水；电机MO接通电源，带动波轮旋转，形成洗衣水流。电机MO是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。

2．   脱水过程

洗涤或漂洗过程结束后，电机MO停止转动，排水阀MG通电，开始排水。排水阀动作时，带动离合

器动作，使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值时，水位开关K4断开，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。

3．   漂洗过程

与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。

全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出音响，表示衣物已洗干净。

Ⅱ.洗衣机控制器的硬件组成原理
  洗衣机控制器由单片机Z86C09作为控制器的核心所构成，该控制器具有以下特点：

（1） 具有较强的抗干扰能力，当受到外部强干扰，程序出错时，可以自动使系统复位重新执行程序。

（2） 采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件，控制电磁阀和电机。

（3） 具有欠压和过压保护，欠压时，控制器不工作；超压时，保护电路起作用。

（4） 具有瞬间掉电保护功能，电源短时间停电后，电压恢复时，能够维持原运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。

（5） 各种操作和洗衣机的运行状态均用LED显示。

下面分别介绍各部分的特点及组成原理。

1．  单片机Z86C09

Z86C09是Z8系列单片机中最简单的一种，成本较低。采用COMS结构，具有耗电少、抗干扰力

强和工作电压宽等特点，可在2.5~5.5V的电压范围内工作。Z86C09有14条I/O线，P2.0~P2.7是双向I/O口，可以按位设置输入或输出。P3口中P3.1~3.3规定为输入口，可作为输入端或中断请求端。P3.4~P3.6规定为输出口。Z86C09内部含有2个多功能定时/计数器，2K字节的ROM和144字节的寄存器阵列。

2．   电源电路部分

控制器的电源由变压器B、整流二极管D14~D19、滤波电容C1和稳压集成电路7806组成。7806

输出的电压分三路分别用于晶闸管触发，提供键盘输入和LED显示，以及提供单片机的电源。后两路各经过一个二极管和一个电容，当7806的输出电压下降时，还可以依靠电容保持的能量，维持电路再工作一段时间。

晶体管T11、T10和稳压管DW组成欠压保护电路。当电源电压不足，T11的基极电压小于3.9V

时，T11截止，T10也截止。Z86C09的P3.1端没有电压，常为低电平。T12截止，造成T5~T9的发射极均悬空，因此T5~T9截止，不受Z86C09控制。这时，虽然Z86C09能够正常工作，但外围控制元件全部关断，洗衣机不工作。单片机的P3.1端输入判别欠压保护电路工作状态的信号，只有当电压正常后，单片机才开始执行洗衣程序。

   当电源电压超过使用电压时，压敏电阻MR的阻值会突然变小，使电压不能超过保护电压值，当过压时间较长时，则会烧断保险丝RD。

3．   过零检测电路

过零检测电路由晶体管T14，变压器B和二极管D17~D19组成。D17起隔离作用，在电压为零时，

脉动电压为零，T14截止。由于T14的集电极电阻接到T10的集电极，只有在T10导通，即电源电压正常，T14才能在电源电压过零时输出高电平。Z86C09的P3.1端检测过零信号。

4．   键盘和显示电路

键盘由K1~K6组成，其中K3、K4是检测开关，按键状态的检测采用扫描方法，由单片机的P3.4~P3.6

输出扫描信号，使晶体管T1~T3轮流导通，T1~T3输出的高电平通过二极管D1~D6后扫描每个键。6个键分为两组，按键信号由P3.2和P3.3输入。P3.2和P3.3常态为低电平，当按下某一键，并且高电平扫描到这个键时，P3.2或P3.3输入才变为高电平。Z86C09检测到这个高电平，再根据当前扫描到哪一位，即可判别出哪个键按下，D1~D6的作用是防止多个键同时按下时，对三条扫描线产生的短路。

    显示电路由LED1~LED7组成。显示方式采用动态扫描方式，列扫帚信号线与行扫帚线共用，行显示信号直接由Z86C09的P2.4~P2.6驱动。由于LED要求的亮度不，所以驱动电流不大，约9mA。每个LED显示的时间是总的显示时间的1/3，平均电流约为3mA。

5．   双向晶闸管触发电路

双向晶闸管采用直流触发，晶闸管的门极由晶体管T5~T8控制，晶体管导通时，触发双向晶闸管

导通，第Ⅱ~Ⅲ象限触发，T5~T8的集电极电阻用于限流。由于1A和3A的双向晶闸管所需要的触发电流较小，容易受外界的干扰。为了提高系统的抗干扰能力，在1A和3A的双向晶闸管触发回路中各并联一个0.01uF的电容，抑制瞬时的干扰信号。两个8A的双向晶闸管用于控制电机MO正转和反转。这两个晶闸管在任何时候最多只允许一个导通，如果两个同时导通，则会损坏晶闸管。两个8A双向晶闸管的两个主电极上并联一个100Ω的电阻和0.01uF的电容组成阻容回路，用来吸收双向晶闸管两主电极之间的瞬时电压脉冲,保护双向晶闸管。

    附：文中的单片机也可采用AT89S51等来构成。