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单片机小调查之洗衣机

发布时间:2020-06-12 发布时间:
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    空调分为室内和室外两个部分,其制冷原理:蒸发器中的低温液态制冷剂吸收周围热量,使室内空气降温,而制冷剂气化为低压气体;室外压缩机将低压气态制冷剂压缩为高压高温的过热蒸汽后排至冷凝器,其热量被室外空气带走,制冷剂凝结为高压液体,经过节流毛细管降压降温后流回蒸发器。室内外空气如此反复循环流动,达到室内降温的目的。

    制热原理:是令制冷剂的流向发生改变,使其在室内冷凝放热,在室外蒸发吸热。而空调中制冷剂的流动方向是通过四通阀来控制的。

    下面将介绍利用 SPMC65P2408A 单片机实现的定频空调机主控板方案。

    SPMC65P2408A是由凌阳公司设计开发的8位工业级单片机,采用凌阳SPMC65内核,支持位操作指令。具有强大的定时/计数器、丰富的外部中断源以及ADC、PWM、标准通讯接口等多种功能。适用于通用工控场合、计算机外围控制和家电等。SPMC65P2408A有28管脚和32管脚两种封装,32管脚封装多了UART功能。

28管脚封装芯片的具体特性如下:
l 工作电压:3.0V~5.5V 
2 工作速度:8MHz
工作温度:-40℃~85 ℃

超强抗干扰、抗静电ESD保护能力

8K byte ROM,256 byte RAM

23个通用输入输出口

强大的定时计数器:2个8位、2个16位具有CaptureComparePWM功能

1个1Hz~62.5KHz的时基

8通道10位精度的ADC(带外部参考电压)

l0 4个外部中断,11个内部中断

l1 SPI串行通讯接口

l2 2种省电模式:Halt、Stop

l3 蜂鸣器输出功能

l4 4.0V/2.5V可选低电压复位功能

l5 可编程看门狗功能

1供电模块

  根据工作电压的不同,整个系统可以分为三部分:微控系统、继电器控制和强电控制,分别工作于 DC5V 、 DC12V 和 AC220V 。 AC220V 由继电器控制,直接给压缩机、室外风机、室内风机和负离子产生器供电; AC220V 经过降压,变为 DC12V 和 DC5V ,用于继电器的控制和主控板上的微控系统。供电系统如 图 10.39 所示。图中的采样点 ZDS 用于过零点检测,二极管 D1 防止滤波电容 C2 对采样点 ZDS 的影响。

图 10 . 39 供电模块

2. 室内风机的控制

  图 10.40 为内风机控制电路,其中 TLP3526 为光耦可控硅,用于控制 AC220V 的导通时间,从而实现内风机风速的调节。 TLP3526 管脚 3 为触发脚,由三极管驱动。 AC220V 从管脚 11 输入,管脚 13 输出,具体导通时间受控于触发脚的触发。

图 10 . 40 室内风机控制电路

3. 压缩机、四通阀、外风机和负离子产生器(健康运行)的控制

  压缩机、室外风机、四通阀和负离子产生器均由 AC220V 供电,所以通过继电器控制 AC220V 的通断便可以控制各个部分的运行。 R1 为压敏电阻,用于过压保护。 SI1 为保险管。插座 J2 为 AC220V 输出端,外接变压器,将 AC220V 降压,降压后接到电源模块,分别得到 DC12V 和 DC5V 。

图 10 . 41 压缩机、四通阀和健康运行的控制电路

4. 室内温度和盘管温度检测

  插座 J10 外接两个负温度系数的热敏电阻,分别检测室内温度和盘管温度。采用电阻分压原理,热敏电阻和标准电阻对 5V 进行分压,然后 CPU 对分压值进行 AD 转换,根据转换值可以计算出热敏电阻的阻值,从而得到外界温度值。

图 10 . 42 室内温度和盘管温度检测电路

5. 继电器、峰鸣器、步进电机驱动电路

  继电器、峰鸣器和步进电机均由 12V 直流电压控制, UNL2803 为驱动芯片。如 图 10.43 所示, Neg - lonC 控制负离子发生器的继电器; ValveC 控制四通阀的继电器; ComprC 控制压缩机的继电器; Buzzer 控制峰鸣器; A 、 B 、 C 、 D 为步进电机的四相。[page]

图 10 . 43 驱动电路

6. 断电记忆 电路

  采用 AT24C01A 作为串行存储芯片,保存电网断电前空调的运行参数。该芯片只需两根线控制:时钟线 SCL 和数据线 SDA ,存储器大小为 128 × 8 bit 。

图 10 . 44 断电记忆电路

 软件设计

1. 主程序流程

  主程序流程如 图 10.45 所示,一个主循环时间为 10ms ,采用时基定时。首先等待 10ms 的到来, 10ms 来临,进行遥控器信号接收数据的处理,根据解码得到的信息选择空调的工作模式,然后进入该模式执行。遥控器信号的接收在中断中进行。

图 10 . 45 主程序流程图

 

自动模式下的制冷或制热控制

  自动模式将使室内温度维持在一个相对恒定的状态(默认为 24 ℃)。当检测到室内温度高于或低于设定值 3 ℃以上时,将启动制冷或制热。其流程如 图 10.47 所示。

图 10 . 47 自动模式下制冷或制热控制流程图

3. 室内风机风速控制

  室内风机风速具体控制方法:首先过零检测电路检测到 AC220V 的过零点,产生过零中断;然后在中断处理子程序中,打开 Timer 的定时功能,每隔一定时间由 CPU 产生一个触发脉冲,使 TLP3526 导通,从而给室内风机供电。这样,通过改变 Timer 的定时长度可以控制 AC220V 在每半个周期内的导通时间,从而控制室内风机的功率和转速。

图 10 . 48 室内风机风速控制流程图

   

SPMC65系列芯片以优异的性能和丰富的资源适合于各个公控场合。本次以SPMC65P2408A为主控芯片开发的空调主控板,在没有专门加EMC防治的情况下,经过EFT测试,其抗干扰能力达到国家最高级别±4KV。




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