基于SPMC75F2413A单片机的直流变频洗衣机的设计方法介绍

本文主要介绍利用SPMC75F2413A单片机来开发直流变频洗衣机的原理和方法。

关键词：直流变频 凌阳单片机

1引言
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐，全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几种洗涤程序，对不同的衣物可供用户选择。变频控制依其高性能、节能等优点在洗衣机的控制中得到广泛应用，下面介绍采用凌阳科技公司的SPMC75F2413A和SPCE061A单片机来设计的直流变频洗衣机的控制系统。

2芯片特性简介
SPMC75F2413A是凌阳科技公司开发的用于变频驱动的嵌入式16位微控制器，适用于变频电动机驱动、电源、家电和车内风扇控制系统等领域。
特性包括：
◆凌阳16位u’nSP处理器(ISA 1.2)
◆工作电压：4.5V～5.5V
◆最高运行速度：24MHz
◆工作温度： -40 ℃～85 ℃
◆芯片内存储器：
32KW (32K×16) Flash
2KW (2K×16) SRAM
◆基于时钟发生模块的锁相环电路
◆看门狗定时器
◆10位模/数转换器
8通道输入
10us (100kHz)转换时间
◆串行通讯接口
通用异步串行通讯接口(UART)
标准外围接口(SPI)
◆64（QFP80）/53（QFP64、SDIP64）个通用输入输出管脚
◆电源管理
2种低功耗模式：Wait/Standby
每个外设都可以独立的供电
◆两个比较匹配定时器
◆5个16位通用定时器
2个用于驱动电机的脉宽调制输出(互补的3相6路脉宽调制输出)
2个用于速度捕获
1个用于速度反馈环
◆中心(center)或边沿(edge)脉宽调制输出
◆通过外部错误保护管脚进行脉宽调制输出保护
◆可编程的死区控制(Dead time control)
◆脉宽调制服务和错误中断发生
◆具备驱动交流感应电机和直流无刷电机的能力
◆内嵌在线仿真功能（ICE）

3系统总体方案介绍
整个系统主要由两部分组成：由SPMC75F2413A控制的DMC控制板和由SPCE061A控制的PANEL板，两者之间的连接系统方块图如图3-1所示。

图3-1 变频洗衣机系统组成框图

PANEL控制器采用16 位SPCE061A控制器，主要完成的功能有：按键扫瞄、状态显示与通讯。洗衣机的控制通过按键输入来选择操作模式，并可设定选择水量、预约时间，详细设定洗衣、洗净及脱水的参数；电源按键钮为起始与驱动控制电路板的连接，起动或暂停键为运转洗衣机或暂停。运转过程中的剩余时间透过7 段显示器来显示。
DMC 控制器采用16 位SPMC75F2413A 单芯片控制器，主要完成的功能有：侦测马达转子的位置讯号，以120 度方波驱动PWM 方式驱动直流无刷马达。

4系统硬件设计
系统控制包括DMC控制板和PANEL控制板两部分，下面主要介绍DMC控制板硬件设计。
4.1 电源电路
图4-1为EMI 电源滤波器与单相全桥整流器电路，AC 电源输入接头为CON1，电压为220VAC，电源输入端通过突波吸收器ZNR3以避免过大的电压突波损坏器件，C8 与C12 串联后连接至接地点，通常也可以连接至机壳。透过全桥整流器DB1整流、C13 滤波后可得到输出直流电压。

图4-1 EMI 电源滤波器