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一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6311794閱讀:300來源:國知局
專利名稱:一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種洗衣機控制系統(tǒng),特別涉及一種雙MCU(微控制器)控制單線通訊的控制系統(tǒng)。
背景技術
如圖1,圖2,圖3所示,傳統(tǒng)的洗衣機智能控制系統(tǒng)往往采用單MCU甚至單PCB板設計,將所有的功能如人機界面交互、電機/閥門/泵等眾多控制部件驅動及各種傳感器參數(shù)輸入檢測集中到一塊PCB板上,由一個MCU來全面處理。由于洗衣機控制整體功能復雜,智能化程度要求高,整個系統(tǒng)尤其電機驅動控制系統(tǒng)功能算法相當復雜,調試、開發(fā)周期較長,讓所有的功能均由一個MCU完成,一方面增加了對MCU的資源要求,使得MCU在I/O口線數(shù)量、定時器、外中斷、程序空間甚至運行速度等方面均有較高的要求,從而給MCU選型、設計、采購帶來一定的困難;另一方面,由于用戶界面越來越廣泛的個性化設計要求,使得應用同一型號(系列)MCU在進行產品多界面(如LED/LCD/VFD)設計、產品系列化、新品快速推出及低成化等方面遇到極大的矛盾,關鍵軟、硬件的模塊化、標準化設計變得不可行或不經濟;此外,滾筒洗衣機控制PCB結構設計也是一個較難解決的問題,由于控制部件較多,電氣布線復雜,各廠家內筒容積的極大化追求(提高衣服洗滌容量和洗凈比)和外部體積的極小化追求(減少空間占用)使得操作板附近PCB安裝空間小,線路復雜,器件布局要求高,只用一個MCU設計,如采用單PCB板,則導致結構設計難度提高,布局困難,如果采用兩塊PCB板,則數(shù)據連線較多,導致設計成本提高,甚至降低產品可靠性(如EMC/安規(guī)/抗振動等)。由于以上這些因素,使得對于洗衣機控制系統(tǒng)設計的開發(fā)工程師要求很高,而且重復勞動大,不利于軟、硬件的模塊化設計和標準化設計,不利于開發(fā)效率和開發(fā)成熟度的提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種雙MCU控制單線通訊的智能控制系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)所述目的,本發(fā)明包括用戶界面板(Interface Board)和驅動板(Drive Board),用戶界面板和驅動板均設有一個MCU,用戶界面板負責顯示界面和按鍵輸入、洗滌程序選擇等人機交互功能,同時承擔系統(tǒng)運行功能分工總控制;驅動板上負責電機調速、閥門/加熱器等控制部件的驅動及溫度、水位等傳感信號的檢測,用戶界面板和驅動板之間通過一根數(shù)據線進行通訊。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明提供應用級的接口控制方式,通過控制用戶界面板簡單的控制命令即可處理復雜的洗衣機電機調速系統(tǒng),通過用戶界面簡單的個性設計變換便可實現(xiàn)新型號的開發(fā)和拓展,結構設計非常靈活,電氣布線簡單,用戶界面更改靈活方便,驅動板極易標準化。電路方面,阻容降壓成本較低,整個系統(tǒng)設計升級、擴展容易,從而簡化了開發(fā)過程,減少了不必要的重復勞動過程。


圖1是現(xiàn)有技術單MCU設計的電路框圖;圖2是典型的洗衣機用戶人機界面示意圖;圖3是現(xiàn)有技術單MCU及雙PCB設計的結構圖;圖4是本發(fā)明雙MCU設計的電路框圖。
具體實施例方式
如圖4所示,本發(fā)明將現(xiàn)有技術的單MCU控制(用戶界面和電機驅動系統(tǒng)共用一塊PCB板或帶較多連線的兩塊PCB板)改為雙MCU(用戶界面和電機驅動系統(tǒng)采用兩塊獨立PCB板,各帶一個MCU)控制,其中用戶界面板1完成控制系統(tǒng)信息(參數(shù)設置信息/運行狀態(tài)信息/故障信息等)顯示、運行命令輸入等人機交互功能,驅動板2完成電機調速、閥門鎖/泵/加熱器/風扇等控制部件驅動及水位系統(tǒng)/溫度系統(tǒng)檢測等驅動和檢測功能,用戶界面板1和驅動板2上均設有MCU和電源系統(tǒng),兩者之間通過串行UART(通用異步接收/發(fā)送裝置)接口協(xié)議進行異步半雙工通訊,交換數(shù)據和信息。
電路結構方面用戶界面板1和驅動板2采用相互獨立的電源電路,電源電路采用阻容降壓電路3。其中用戶界面板1提供0V,+12V,-5V三組電源,+12V給蜂鳴器供電,0V和-5V給MCU1供電,并且0V和電源零線建立共電勢位。驅動板電源方面,設計0V,-5V,+24V三組電源,0V和-5V給MCU2及可控硅繼電器電路5供電,+24V用來驅動繼電器,同樣讓0V和電源零線建立共電勢位。這樣,用戶界面板1和驅動板2通過電源公共零線建立了共同的共地(0V)點,使得串行UART通訊單線4可行。
數(shù)據通訊方面通訊協(xié)議采用串行UART接口協(xié)議,用戶界面板1將用戶輸入的洗衣機運行參數(shù)和命令進行實時處理,將任務分解,通過UART協(xié)議將命令傳送給驅動板2,驅動板2收到指令后,驅動電機及閥門等控制部件運行,同時驅動板2將采集到的水位開關信號、濕度信號等參數(shù)及運行信息反饋給用戶界面板1進行處理和顯示。將單個MCU的TXD(發(fā)射)及RXD(接收)口通過電阻連在一起再通過通訊線與另一MCU相連,考濾到系統(tǒng)的抗干擾性,通訊協(xié)議波特率采用最低2400Hz,半雙工工作模式,通訊格式為數(shù)據位(8bit),校驗位(1bit),奇校驗,起始位(1bit低電平),停止位(1bit高電平)。
MCU選擇方面用戶界面板1方面由于功能相對簡單,可根據顧客個性化要求選擇各種合適資源及性價比較高的單片機,考慮到串行UART通訊的便利性,可選擇具有標準UART(TXD/RXD)功能的單片機,而驅動板2則可以米用合適資源的比較固定的單片機,本發(fā)明方案的MCU型號采用ATMEL公司maga8/88單片機。
由于洗衣機控制系統(tǒng)最關鍵的電路及程序算法為電機調速及各種控制部件的驅動和各頂參數(shù)檢測,通過不同MCU和單元電路的分工,并規(guī)范好數(shù)據通訊的協(xié)議后,驅動板便成為一塊具有洗衣機電機調速和相關功能的標準模板,不同型號系列、不同界面甚至不同廠家的洗衣機型號只需對調試相對簡單用戶界面板進行修改即可,大大提高開發(fā)速度及成熟度,成本大幅度降低。
權利要求
1.一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng),其特征在于包括用戶界面板和驅動板,用戶界面板和驅動板均設有一個MCU,用戶界面板和驅動板之間通過一根數(shù)據線進行通訊。
2.根據權利要求1所述的一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng),其特征在于所述的用戶界面板負責顯示界面和按鍵輸入、洗滌程序選擇等人機交互功能,同時承擔系統(tǒng)運行功能分工總控制;驅動板負責電機調速、閥門/加熱器等控制部件的驅動及溫度、水位等傳感信號的檢測。
3.根據權利要求1所述的一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng),其特征在于所述的用戶界面板和驅動板采用相互獨立的電源電路,電源電路采用阻容降壓電路,用戶界面板的阻容降壓電路提供0V,+12V,-5V三組電源,+12V給蜂鳴器供電,0V和-5V給MCU1供電,并且0V和電源零線建立共電勢位;驅動板的阻容降壓電路也提供設計0V,-5V,+24V三組電源,0V和-5V給MCU2及可控硅繼電器電路供電,+24V用來驅動繼電器,同樣讓0V和電源零線建立共電勢位。
4.根據權利要求1所述的一種雙控單線通訊的洗衣機控制系統(tǒng),其特征在于所述的數(shù)據線采用串行UART接口協(xié)議進行異步半雙工通訊,用戶界面板將用戶輸入的洗衣機運行參數(shù)和命令進行實時處理,將任務分解,通過UART協(xié)議將命令傳送給驅動板,驅動板收到指令后,驅動電機及閥門等控制部件運行,同時驅動板將采集到的水位開關信號、濕度信號等參數(shù)及運行信息反饋給用戶界面板進行處理和顯示。
全文摘要
本發(fā)明包括用戶界面板(Interface Board)和驅動板(Drive Board),用戶界面板和驅動板均設有一個MCU,用戶界面板負責顯示界面和按鍵輸入、洗滌程序選擇等人機交互功能,同時承擔系統(tǒng)運行功能分工總控制;驅動板上負責電機調速、閥門/加熱器等控制部件的驅動及溫度、水位等傳感信號的檢測,用戶界面板和驅動板之間通過一根數(shù)據線進行通訊。整個系統(tǒng)設計升級、擴展容易,從而簡化了開發(fā)過程,減少了不必要的重復勞動過程。
文檔編號G05B19/00GK1932128SQ20051003725
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月13日 優(yōu)先權日2005年9月13日
發(fā)明者彭干泉 申請人:深圳市拓邦電子科技股份有限公司
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