1. 緒論1.1洗衣機的介紹洗衣機目前作為一種在家庭中必不可少的家用用電器，發展的十分迅猛，備受使用者青睞的莫過于智能型模糊洗衣機，它能自動判斷洗滌物的質地和重量，自動選擇最佳洗滌程序，自動完成進水、洗滌、漂洗、甩干等一系列的過程。1.11洗衣機的發展背景不管是在以前還是現在，衣服的洗滌都是不可避免的，洗衣機問世以前，它還是一項體力活，需要反復的手搓、敲打、清洗，冬天的時候洗衣服就更受罪了，有條件的可以加點熱水，但是馬上就冷了，還是只得在冰冷的水中搓洗衣服，總之給人的感覺就是一點都不輕松。1958年，一個叫漢密爾頓史密斯的美國人在匹茨堡制成了世界上第一臺洗衣機。1874年，同樣也是一個美國人叫比爾布萊克斯，發明了世界上第一臺由人工攪拌的洗衣機，隨后，“手洗時代”受到挑戰。1911年，還是聰明的美國人，又發現了世界上第一臺電動洗衣機。1920年，洗衣機的材質開始發現變化，美國的瑪伊塔格公司將其木制桶改成鋁制，第二年又改變了它的結構，有單層改為外層鋁、內層銅的雙層結構。1936年，他們又將洗衣機的筒體改為搪瓷。與此同時，洗衣機開始在世界各地相繼問世。這時出現噴流式和滾筒式兩種洗衣機。1932年后，一家美國公司成功研制了第一臺前裝式滾筒洗衣機，洗滌、漂洗、脫水全部在一個滾筒內自動完成，洗衣機的發展進入了一個嶄新的時代。這種滾筒洗衣機，很快在歐洲和美洲得到廣泛應用。第一臺自動洗衣機于1937年問世。這是一種“前置”式自動洗衣機。靠一根水平的軸帶動的缸可容納4000克衣服。衣服在注滿水的缸內不停地上下翻滾，使之去污除垢。到了40年代便出現了現代的“上置”式自動洗衣機。隨著工業化的加速，世界各國也加快了洗衣機研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機，它是靠筒體一側的運轉波輪產生的強烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上，日本研制出獨具風格、并流行至今的波輪式洗衣機。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機生產領域三分天下的局面初步形成。60年代的日本出現了帶干桶的雙桶洗衣機，人們稱之為“半自動型洗衣機”。70年代，生產出波輪式套桶全自動洗衣機。70年代后期，以電腦（實際上微處理器）控制的全自動洗衣機在日本問世，開創了洗衣機發展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應用使得洗衣機操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚。90年代，由于電機調速技術的提高，洗衣機實現了寬范圍的轉速變換與調節，誕生了許多新水流洗衣機。此后，隨著電機驅動技術的發展與提高，日本生產出了電機直接驅動式洗衣機，省去了齒輪傳動和變速機構，引發了洗衣機驅動方式的巨大革命。 之后，隨著科技的進一步發展，滾筒洗衣機已經成了大家耳濡目染的產品。1.1.2洗衣機的發展前景模糊洗衣機的發展首先表現在洗滌方式發生了很大的變化，原先主要是通過改變水流和加大動力，現在電解水、臭氧和蒸汽洗滌技術的運用，使得洗衣機的去污能力從依靠洗衣粉、洗衣液的化學作用和水流強弱變化的機械作用，向健康、環保更高層次的洗滌方式轉變。另外一個變化就是高度自動化、智能化、人性化。從半自動、全自動到現在的人工智能、模糊控制，只需要輕輕動一下手指，按一下按鈕就行了。用戶還可以自主選擇洗滌時間和洗滌方式，人性化還表現在使用的方便和舒適，如可以將不同衣服分開洗的子母洗衣機。另外，對洗衣機的負載能力要求也越來越高，以前洗衣機的容量多為4到5公斤，現在7到8公斤都很普遍。1.2洗衣機的主要參數 洗衣機作為一種家電產品，需要達到這樣幾項性能指標：洗凈、漂洗、脫水、甩干、排水、磨損等，其主要性能指標的實現最終依賴于洗衣過程中的各控制參數，洗衣機的主要控制參數有：1.2.1水位 水本身作為一種洗滌劑，具有一定的去污功能，水量并不是與去污能力成正比的，我們需根據衣物量來確定水量，雖然目前還不能做到這一點，只能從衣物量對水位進行大致的分級。1.2.2水流 靜止的洗滌劑洗滌效果并不十分理想，要想把污漬從衣服的表面去除，并對衣物施加清洗動力，就需要洗衣機能夠完成攪拌、摩擦、翻滾等一系列的動作。洗衣機輸出的動能越大，去污能力也相對越明顯，但同時對衣物也有一定的磨損，因此對不同質地、不同重量的衣物輸出的動能也不同，從控制的角度即表現為水流方式的不同。1.2.3洗滌時間 很明顯洗滌時間越長對衣物的磨損程度也越大，因此我們要根據衣服的質地和重量來選擇洗滌時間。1.2.4漂洗方式 漂洗的作用在于去污和去除殘留的洗滌劑，漂洗方式我們也要根據具體衣物確定。1.2.5脫水時間脫水作為自動洗衣機洗衣操作的最后一個過程，一般脫水時間越長，衣服也就甩的越干，但有些衣物中的殘留水分無法通過脫水的方式來去掉，同樣殘留的水分也與衣物的質地和重量有關，因此對脫水時間也要進行分級。2. 硬件電路介紹模糊洗衣機是以MC68HC05SR3單片機為核心組成智能模糊程控器以及相關元器件組成的洗衣機整機電路。2.1電源電路220V、50HZ市電經電源變壓器T降壓、橋式整流器U整流、電容C1和C2濾波、7805集成三端穩壓器穩壓，再經過電容C3和C4濾波，獲得+5V電源作為MC68HC05SR3單片機的電源電壓。二極管VD1起隔離作用，使控制電路進行過零檢測。2.2狀態檢測電路洗衣機的狀態檢測電路主要包括內桶平衡檢測、衣物質地和重量檢測、電源電壓過零檢測、電源電壓變化檢測、洗滌溫度檢測、水位監測以及洗滌液的混濁度檢測等電路。（1） 內桶平衡檢測電路：內桶平衡檢測電路是由平衡開關S與電阻R35等元件組成，用于檢測脫水程序內桶運轉是否平衡（即桶內衣物是否均勻），其檢測原理與普通全自動洗衣機大致相同。（2） 衣物質地和重量檢測電路：衣物質地和重量檢測電路只要是由電動機M2、二極管VD3和VL1、電阻R21、光敏晶體管VT9等器件組成光耦合電路，用于隔離交、直流信號以及產生衣物質地和重量信號。 洗滌物重量的檢測，是通過檢測洗滌電動機M2斷電后的慣性運轉數來判定的。洗衣機工作時，當進水達到負載測定水位后，模糊成控制器控制洗滌電動間歇運轉，通過光耦合電路對電動機反復轉停的慣性轉數進行脈沖計數，以此判定電動機的負載量（洗衣量）。也就是通過洗滌電動機斷電后，依靠慣性運轉時間的長短，來判定負載量的大小。當洗衣量較大時，洗滌電動機的能量消耗也就大，電動機依靠慣性運轉的時間就短；相反，當洗衣量較少時，電動機依靠慣性運轉的時間相對就長。在控制電路中，通過二極管VD3和VL1對電動機依靠慣性運轉所產生的電壓信號（相當于電動機發電），進行全波整流檢出，再通過耦合使光敏晶體管VT9工作，由反相器7404（D2）輸出信號加至MC68HC05SR3單片機的PA2端，形成衣量檢測信號。在智能性模糊洗衣機中，是依據洗滌物重量來進行水位控制的。通常根據洗衣量的不同，水位有高、中、低以及少量等多檔。在洗滌物重量檢測之后，在進行以物質地的檢測。所謂衣物質地的檢測，主要包括對衣物進行棉質與化纖的判定以及棉質衣物軟、硬的檢測等兩項內容。對衣物質地進行檢測的方法與對衣物重量檢測的方法大致相同，也是控制洗滌電動機間歇運轉，并通過管溝和電路對電動機的慣性運轉進行脈沖計數。然后再與衣量檢測的脈沖數相比較，根據兩者的差值就可判別衣物質地。若兩者的差值較大，則可判定義務的棉質成分較大；反之，為化纖成分較大。衣物棉質軟、硬的檢測是通過水位傳感器在衣物質地檢測的同時進行的。具體方法是在進行質地檢測之前測出水位值，在判定是棉質衣物后，再測其水位值，根據前后兩次水位差值的大小來判定棉質衣物的軟硬。若差值較大（前水位高于后水位），則可判定衣物較硬；反之，為軟質衣物。只是由于棉質衣物硬度不同，其吸水快慢也不相同。通常較硬的棉質衣物比之較軟的棉質衣物吸飽水所需的時間愛你更長些，在進行衣量檢測過程中，較軟的棉質衣物基本已吸飽水，而較硬的棉質衣物則吸水相對較少。故在進行衣質檢測過程中，較軟的棉質衣物基本上不再吸水，所以前后水位差值不大；而較硬的棉質衣物吸水相對較多，所以前后水位差值較大。（3) 過零檢測電路：過零檢測電路是由電阻R1和R2、晶體管VT1以及7404反相器（D1）等器件組成。由橋式整流器U輸出的全波整流的電壓信號，經電阻R1加至晶體管VT1的基極，當全波整流電壓信號過零時，晶體管VT1截止，集電極輸出高電平；當全波整流電壓信號大于零，晶體管VT1導通，集電極輸出低電平。晶體管VT1集電極輸出的脈沖信號再經7404反相器整形和反向后，加至MC68HC05SR3單片機的INT端，以產生電源電壓過零中斷信號。（4) 電源電壓變化檢測電路：電源電壓變化檢測電路是由半波整流二極管VD2、濾波電容C5以及調整電位器RP1等元器件組成。由電源變壓器T二次輸出的50HZ電壓信號，經二極管VD2半波整流以及RP1、C5的濾波，在電位器RP1兩端獲得直流電壓信號。這一個反映220V、50HZ電源電壓變化的直流電壓信號，再經電位器RP1分壓加至MC68HC05SR3單片機的AN0端，作為電源電壓變化檢測信號。（5) 水溫檢測電路：水溫檢測電路是由溫度傳感器（熱敏電阻）、LM358集成電路（第一級作為阻抗隔離器，第二級為放大器）以及相關的阻容元件組成。由LM358（B）輸出的溫度檢測信號，加至MC68HCSR單片機的AN1端。（6) 水位檢測電路：水位檢測電路是由水位傳感器以及電位器RP3等元件組成。水位檢測信號加至MC68HC05SR3單片機的AN2端。（7) 渾濁度（衣物贓物度）檢測電路：混濁度檢測電路是由紅外發光二極管VL2和紅外光敏晶體管VT3（兩者構成光電傳感器）以及相關元件組成。紅外發光二極管VL2和紅外光敏晶體管VT3分別安裝在洗衣機排水管兩側，在紅外發光二極管VL2中通有恒定電流，使之發射出一定強度的紅外線。當洗衣機排水時，洗滌桶內的水從紅外發光二極管VL2與紅外光敏晶體管VT3之間流過，不同濁度會使透過的紅紅外信號強弱發生變化。這一反應渾濁度大小的紅外信號，被紅外光敏晶體管VT3接受并轉換為電信號，加至MC68HC05SR3單片機的AN3端，模糊控制器以此進行洗滌程序控制。 2.3顯示電路顯示電路是由掃描開關管VT10-VT13、發光二極管VL3-VL9、七段發光二極管顯示器LED1-LED3以及相關元件組成。VT10-VT13用于選擇VL3-VL4、LED1、LED2和LED3工作；LED1-LED3用于顯示定時時間；VL3-VL4用于顯示洗衣機的現行工作狀態。2.4輸出控制電路輸出控制電路是由觸發電路和雙向晶閘管VTR1-VTR5等元器件組成。MC68HC05SR3單片機的PC3端輸出控制信號，觸發雙向晶閘關VTR5使之導通，排水電磁閥得電而開啟閥體，洗衣機開始執行排水程序；MC68HC05SR3單片機的PC4端輸出控制信號，觸發雙向晶閘關VTR4