基于單片機SPMC75的模擬全自動洗衣機的設(shè)計

3 硬件設(shè)計
    首先，將設(shè)計的洗衣機硬件部分進行模塊化設(shè)計，主要分以下模塊：
    ⑴檢測模塊：檢測部分主要由各傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，其分為：布量檢測、衣物污度檢測等。對各部分檢測結(jié)果通過A/D轉(zhuǎn)換器進入單片機CPU中進行處理分析；
    ⑵控制模塊：控制部分是整個智能洗衣機的關(guān)鍵部分，由單片機承擔(dān)處理工作。傳感器將檢測的數(shù)據(jù)信息傳入到控制器中，在控制器中經(jīng)過分析處理，CPU將得到數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較，得出控制結(jié)果，如：加水量、洗滌時間、電機轉(zhuǎn)速等，并將處理的結(jié)果輸出至執(zhí)行器動作；
    ⑶洗滌模塊：洗滌部分主要由電動機以及各種開關(guān)構(gòu)成，通過CPU控制的電機正反轉(zhuǎn)、速度以及開關(guān)的閉合完成各種洗滌動作。其硬件電路如圖2所示；

    以5種清洗方式為例，模糊控制規(guī)則表如表2所示。其中16種衣物檢測狀態(tài)由state1~state16表示；洗滌強度{弱，中，強}分別由變量{w，c，s}表示；時間的{短，中，長}分別由變量{s，m，l}表示。

    ⑷語音模塊：語音部分由揚聲器完成，通過CPU的控制，報告洗滌的進程；
    ⑸顯示模塊：顯示部分由一組LED數(shù)碼顯示以及9組發(fā)光二極管組成，用來顯示洗滌的時間以及洗滌的工序。其硬件電路如圖3所示。

[!--empirenews.page--]4 軟件設(shè)計及實物圖
    在模糊控制器中，需要把測定量先經(jīng)模糊化，再送給模糊控制器。
    上述測定量的模糊輸入量的模糊集合分別為：衣物臟凈{干凈，較干凈，較臟，臟}、衣物輕重{輕，較輕，較重，重}。
相應(yīng)的模糊控制器的輸出量的模糊集合分別為：進水時間（控制進水量）{短，中，長}、洗滌時間{短，中，長}、漂洗時間{短，中，長}、排水時間{短，中，長}、脫水時間{短，中，長}、洗滌強度{弱，中，強}。
    待清洗衣物的檢測狀態(tài)表如表1所示。表中0000~1111代表16種不同的檢測狀態(tài)。

    軟件主程序流程圖如圖4所示。衣物洗滌過程：開啟洗衣機，選擇自動或者手動方式，若為手動則設(shè)定洗衣參數(shù)，否則進入自動方式。檢測衣物清洗前狀態(tài)，進而自動選擇相應(yīng)的洗衣參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)的洗滌程序，完成模糊規(guī)則對衣物洗滌的控制。

    模擬洗衣機的工作狀態(tài)圖如圖5所示。圖中共有3個部分，如圖5(a)中所示：1為電源及電機控制部分；2為主控制器凌陽單片機SPMC75F2413A；3為清洗狀態(tài)顯示部分；4為模擬洗衣機缸體轉(zhuǎn)動的直流電機。其中圖5(a)是狀態(tài)12的漂洗狀態(tài)，電機正反轉(zhuǎn)，此時數(shù)碼管顯示剩余的漂洗時間。圖(b)是狀態(tài)12脫水狀態(tài)，電機正轉(zhuǎn)，數(shù)碼管顯示剩余脫水時間。

    本設(shè)計采用凌陽16 bit單片機SPMC75F2413A作為控制核心完成了一個基于模糊控制的全自動洗衣機的模擬系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對洗衣物檢測狀態(tài)信息的模糊推理，能夠自動選擇相應(yīng)的洗滌方式，實現(xiàn)了對于清洗過程中洗滌強度、進水量、洗滌時間等一系列參數(shù)的較優(yōu)控制和洗衣過程中洗滌、漂洗、脫水、排水等狀態(tài)的模擬。通過軟硬件的結(jié)合驗證了設(shè)計方案是可行的，達到了設(shè)計的要求。