嵌入式单片机论文嵌入式单片机应用系统作业.pdf

在现代家用电器领域，嵌入式系统的发展已经变得越来越重要，特别是对于洗衣机等常用家电的智能化与高效控制，嵌入式单片机的应用是其中的关键技术之一。本作业详细探讨了利用FPGA芯片设计洗衣机控制系统的全过程，以及基于LPC2368微控制器和uCOSII操作系统的洗衣机功能实现。 双缸洗衣机由于其结构简单、成本低廉，在市场上仍然拥有一定的消费群体。然而，传统双缸洗衣机控制电路多采用机械式转钮，故障率高且维修成本相对较高。随着芯片制造技术的进步，FPGA的应用因其体系结构灵活、集成度高、适用范围广泛而备受关注。本文正是基于这一背景，将FPGA应用于双缸洗衣机控制系统中，以期解决传统控制电路的问题，并提供一个高效可靠的解决方案。 在系统控制逻辑设计方面，文章设计了针对不同洗涤模式（强洗、轻柔、标准）的控制逻辑。以强洗模式为例，电机以1200转/分钟的速度正向工作5秒，暂停2秒，之后反向运行同样的时间间隔，如此循环直到洗涤定时结束。标准和轻柔模式的控制逻辑与强洗类似，只是电机的转速略有不同（分别是1000转/分钟和800转/分钟）。通过控制面板上的时间增减按键设定洗涤时间，确保洗涤定时的准确性。 控制系统的总体设计涵盖了FPGA主控芯片、模式选择控制、中断控制、排水电磁阀控制、定时器输入控制、声光报警电路、洗涤电机和整个系统供电电路等多个部分。图1展示了控制系统的总体框图，清晰地指出了各个组成部分及其相互关系。 在硬件方案设计中，FPGA芯片的选择至关重要。考虑到成本和功能需求，选型时要确保芯片具备必要的输入输出端口数量，并且拥有足够的资源来实现设计中所需的控制逻辑。文章详细介绍了如何根据系统要求进行FPGA芯片的选型，以及如何进行配置电路设计。此外，还涉及了主控系统关键程序的设计，包括模式控制电路和电机控制模块的设计，从而保障洗衣机的运行效率和用户体验。 文章的第二部分则关注基于LPC2368微控制器和uCOSII操作系统的洗衣机功能实现。uCOSII作为一个实时操作系统，具有较高的稳定性和可靠性，非常适合应用于嵌入式系统中。在此部分，文章提出了总体软件方案设计和硬件方案设计，以及在系统集成和测试过程中可能遇到的挑战和解决方案。 本作业不仅对FPGA在洗衣机控制系统的应用进行了深入探讨，而且还提供了采用uCOSII操作系统增强洗衣机功能的可行性分析。通过此研究，旨在为家电制造商提供一种新的智能化控制方案，以提高产品的市场竞争力和用户满意度。本作业的成果不仅限于理论探讨，更具有实际应用价值，对相关领域的工程师和技术人员具有重要的参考意义。