智能洗衣機控制器的設計

李中偉 朱永濤

【摘 要】生活節奏的日益加快，使得人們對洗衣機有了更高的要求：更高效、節能和更高度自動化。本設計把數字電子技術和智能控制知識用于智能洗衣機控制器的設計中，在設置洗滌的時間的同時還要實現電機的正轉、反轉、暫停，這個主要利用555定時電路、分鐘計數器、秒計數器來實現。洗滌時間到時自動報警，需要報警電路，根據人性化、自動化、低成本的設計原則，報警的蜂鳴器不可以長時間的叫，要有個合理的時間，這個可以用單穩態電路來產生。為方便重復操作，用邏輯電平開關來實現電路清零和置數的功能。上述功能同時再用7段LED數碼管顯示出來。

【關鍵詞】智能；計數器；蜂鳴器；555定時器

0 背景

我國洗衣機年產量約占世界年產量的1/4，居于世界首位。目前中國洗衣機市場正進入更新換代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機的要求也越來越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進排水系統故障自動診斷功能、暫停等幾大功能，在許多方面還不能達到人們的需求。新型的﹑數字化﹑集成化的洗衣機控制器應運而生。

1 智能洗衣機的特性

只要衣服放入洗衣機，簡單的按兩個鍵，就會自動注水，利用先進的電腦控制洗衣機，還能自動的感覺衣物的重量，自動的添加適合的水量和洗滌劑，自動的設置洗滌的時間和洗滌的力度，洗滌完以后自動的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機還會將衣物烘干，整個洗衣的過程完成以后還會用動聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程做其它的事，節省了不少的時間。我們在這里主要闡述洗衣機的核心部分——智能的洗衣機控制器。

2 系統設計框圖

從秒脈沖出來的信號，經過一個控制電路后進入秒計數器進行秒計數，進行清零，這時用戶置入洗滌時間，并按開始按鈕，洗衣機開始工作。當秒計數器變為零的時候，去分鐘計數器上面借數；與此同時，從十秒位轉化出來的信號進入移位寄存器后，LED燈表示出電機運轉狀態；當用戶設定的洗滌時間結束后，電路報警并清零；同時電機指示燈熄滅。

3 各主要智能控制電路的實現

根據系統設計框圖，我們需要設計分秒計數器和洗滌時間計數器、秒脈沖發生器、循環控制電路，各個主要電路設計原理中所說的管腳名稱在總電路圖中都有體現。

3.1 分秒計數器設計原理

用四片74LS192來實現分計數和秒計數功能，而需要的只是減計數，所以我們把它的UP端接到高電平上去，而DOWN端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端接到高電平上，當秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數的192開始從9減到0；這時，它的借位端BO會發出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計數從6變到5一直到變為0；當高低位全為零的時候，秒十位的BO發出一個低電平信號，DOWN為零時，置數端LD等于零，秒十位完成并行置數，下一個DOWN脈沖來到時，計數器進入下一個循環減計數工作中。

3.2 秒脈沖發生器設計原理

可以由一個集成的555定時器構成，當電源接通后，VCC通過對相關電阻向電容充電。電容上得到電壓按指數規律上升，當電容上的電壓上身到2/3VCC時，輸電VO為零，電容放電。當電壓下降到1/3VCC時，輸出電平為高電平，電容放電結束。這樣周而復始便形成了振蕩。

3.3 循環控制電路的設計原理

本電路的設計中主要用到了芯片74LS194，LED燈及各種功能的門電路。芯片74LS194是一個四位雙向移位寄存器，它具有左移和右移的功能.把74LS192秒十位上的數提出來作為循環控制系統的輸入信號，把秒十位上輸出的二進制數轉化成兩位三個數來控制74LS194，與LED燈同時使用實現左移，右移，暫停功能。

4 總電路圖

經過實踐中反復不懈的努力，模擬出滿意的結果。下圖即為仿真的電路總圖，出現的結果都基本符合要求，像計數器的計時無誤，正轉、反轉、暫停的指示燈的指示也正確。當預定的時間達到時，定時結束，能夠自動清零，同時指示燈點亮，提醒時間到。

5 總結

本設計就是對普通洗衣機控制器運用模塊控制原理進行自動化改造，使普通洗衣機具備智能控制功能，提高洗衣的質量，節約能源。該系統具有成本低，體積小、重量輕，無噪音，低功耗，安全可靠，結構簡單等特點。可廣泛推廣于各類洗衣機。

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[責任編輯：楊玉潔]