基于SPMC75F2413A單片機(jī)的直流變頻洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方法介紹

本文主要介紹利用SPMC75F2413A單片機(jī)來開發(fā)直流變頻洗衣機(jī)的原理和方法。

關(guān)鍵詞：直流變頻 凌陽單片機(jī)

1引言
洗衣機(jī)是一種在家庭中不可缺少的家用電器，發(fā)展非?？?，全自動(dòng)式洗衣機(jī)因使用方便得到大家的青睞，全自動(dòng)即進(jìn)水、洗滌、漂洗、甩干等一系列過程自動(dòng)完成，控制器通常設(shè)有幾種洗滌程序，對不同的衣物可供用戶選擇。變頻控制依其高性能、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在洗衣機(jī)的控制中得到廣泛應(yīng)用，下面介紹采用凌陽科技公司的SPMC75F2413A和SPCE061A單片機(jī)來設(shè)計(jì)的直流變頻洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。

2芯片特性簡介
SPMC75F2413A是凌陽科技公司開發(fā)的用于變頻驅(qū)動(dòng)的嵌入式16位微控制器，適用于變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源、家電和車內(nèi)風(fēng)扇控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。
特性包括：
◆凌陽16位u’nSP處理器(ISA 1.2)
◆工作電壓：4.5V～5.5V
◆最高運(yùn)行速度：24MHz
◆工作溫度： -40 ℃～85 ℃
◆芯片內(nèi)存儲(chǔ)器：
32KW (32K×16) Flash
2KW (2K×16) SRAM
◆基于時(shí)鐘發(fā)生模塊的鎖相環(huán)電路
◆看門狗定時(shí)器
◆10位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器
8通道輸入
10us (100kHz)轉(zhuǎn)換時(shí)間
◆串行通訊接口
通用異步串行通訊接口(UART)
標(biāo)準(zhǔn)外圍接口(SPI)
◆64（QFP80）/53（QFP64、SDIP64）個(gè)通用輸入輸出管腳
◆電源管理
2種低功耗模式：Wait/Standby
每個(gè)外設(shè)都可以獨(dú)立的供電
◆兩個(gè)比較匹配定時(shí)器
◆5個(gè)16位通用定時(shí)器
2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的脈寬調(diào)制輸出(互補(bǔ)的3相6路脈寬調(diào)制輸出)
2個(gè)用于速度捕獲
1個(gè)用于速度反饋環(huán)
◆中心(center)或邊沿(edge)脈寬調(diào)制輸出
◆通過外部錯(cuò)誤保護(hù)管腳進(jìn)行脈寬調(diào)制輸出保護(hù)
◆可編程的死區(qū)控制(Dead time control)
◆脈寬調(diào)制服務(wù)和錯(cuò)誤中斷發(fā)生
◆具備驅(qū)動(dòng)交流感應(yīng)電機(jī)和直流無刷電機(jī)的能力
◆內(nèi)嵌在線仿真功能（ICE）

3系統(tǒng)總體方案介紹
整個(gè)系統(tǒng)主要由兩部分組成：由SPMC75F2413A控制的DMC控制板和由SPCE061A控制的PANEL板，兩者之間的連接系統(tǒng)方塊圖如圖3-1所示。

圖3-1 變頻洗衣機(jī)系統(tǒng)組成框圖

PANEL控制器采用16 位SPCE061A控制器，主要完成的功能有：按鍵掃瞄、狀態(tài)顯示與通訊。洗衣機(jī)的控制通過按鍵輸入來選擇操作模式，并可設(shè)定選擇水量、預(yù)約時(shí)間，詳細(xì)設(shè)定洗衣、洗凈及脫水的參數(shù)；電源按鍵鈕為起始與驅(qū)動(dòng)控制電路板的連接，起動(dòng)或暫停鍵為運(yùn)轉(zhuǎn)洗衣機(jī)或暫停。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的剩余時(shí)間透過7 段顯示器來顯示。
DMC 控制器采用16 位SPMC75F2413A 單芯片控制器，主要完成的功能有：偵測馬達(dá)轉(zhuǎn)子的位置訊號(hào)，以120 度方波驅(qū)動(dòng)PWM 方式驅(qū)動(dòng)直流無刷馬達(dá)。

4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制包括DMC控制板和PANEL控制板兩部分，下面主要介紹DMC控制板硬件設(shè)計(jì)。
4.1 電源電路
圖4-1為EMI 電源濾波器與單相全橋整流器電路，AC 電源輸入接頭為CON1，電壓為220VAC，電源輸入端通過突波吸收器ZNR3以避免過大的電壓突波損壞器件，C8 與C12 串聯(lián)后連接至接地點(diǎn)，通常也可以連接至機(jī)殼。透過全橋整流器DB1整流、C13 濾波后可得到輸出直流電壓。

圖4-1 EMI 電源濾波器