小家電產(chǎn)品采用的控制系統(tǒng)實(shí)際上是一種單片計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該電路主要由微處理器(CPU或MCU)、存儲(chǔ)器、功能操作鍵和操作顯示等電路構(gòu)成，如圖1-146所示。部分小家電產(chǎn)品的系統(tǒng)控制電路還設(shè)置了遙控電路。

圖1-146　小家電應(yīng)用的典型系統(tǒng)控制電路

單元電路的作用

1.微處理器

微處理器(Central Processing Unit，簡(jiǎn)稱CPU)是電腦型小家電產(chǎn)品的信息處理和控制指揮中心，它主要由控制器、運(yùn)算器及寄存器構(gòu)成。

(1)控制器

控制器按照設(shè)置的程序，逐條讀取存儲(chǔ)器內(nèi)的命令。每讀取一條命令，首先分析這條命令的含義，然后根據(jù)不同的含義向微處理器各有關(guān)電路發(fā)出命令，控制各部位電路的工作狀態(tài)。只有執(zhí)行完一條命令后，才能讀取下一條命令，直至讀取完畢。

(2)運(yùn)算器

運(yùn)算器ALU的功能一是完成加、減、乘、除的算術(shù)運(yùn)算;二是完成與、或、異或的邏輯運(yùn)算;三是完成信息傳遞。在運(yùn)算電路中，參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)是從存儲(chǔ)器內(nèi)取出的，運(yùn)算后的結(jié)果還要存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器內(nèi)。運(yùn)算器的運(yùn)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的操作都是通過控制器的控制來實(shí)現(xiàn)的。

(3)寄存器

寄存器可分為通用寄存器(累加器)和專用寄存器兩大類。通用寄存器用于存放CPU在處理過程中的必要信息。專用寄存器包括指令寄存器IR、標(biāo)志寄存器F、程序寄存器PC。其中IR用來存放待譯碼的指令，F(xiàn)用于存放運(yùn)算結(jié)果的特征值，PC用來指示程序運(yùn)行的位置。

2.存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器就是存放程序和數(shù)據(jù)的信息庫。向存儲(chǔ)器存入數(shù)據(jù)稱為寫入，從存儲(chǔ)器內(nèi)取出數(shù)據(jù)為讀取。而為存儲(chǔ)器執(zhí)行讀或?qū)懙牟僮鞣Q為訪問。

存儲(chǔ)器有只讀存儲(chǔ)器ROM(Read Only Memory)和隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器RAM(Random AccessMemory)兩種。其中，ROM存儲(chǔ)器最大的特點(diǎn)是信息可長(zhǎng)久保存，它內(nèi)部的信息是采用存儲(chǔ)器讀寫器等專用設(shè)備固化的。而RAM存放的數(shù)據(jù)在斷電后會(huì)丟失，所以只用于CPU工作時(shí)的信息暫存。

由于小家電產(chǎn)品的信息、數(shù)據(jù)較單一，所以存儲(chǔ)器都集成在CPU內(nèi)部。而彩電、彩顯功能較多，所以需要采用容量大的存儲(chǔ)器，所以它們的存儲(chǔ)器幾乎都是單獨(dú)設(shè)置的。

基本工作條件

和彩電的系統(tǒng)控制電路一樣，小家電的系統(tǒng)控制電路若想正常工作，也必須滿足供電、復(fù)位信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)正常的三個(gè)基本工作條件。

1.供電

由電源電路輸出的5V電壓送到CPU供電端，為CPU內(nèi)部電路供電。大部分CPU能夠在4.5～5.3V供電區(qū)間正常工作。

2.復(fù)位

CPU的復(fù)位方式有低電平復(fù)位和高電平復(fù)位兩種。采用低電平復(fù)位方式的復(fù)位端有0V→5V的復(fù)位信號(hào)輸入;采用高電平復(fù)位方式的復(fù)位端有一個(gè)5V→0V的復(fù)位信號(hào)輸入。下面以常見的低電平復(fù)位電路介紹復(fù)位原理。

開機(jī)瞬間5V電源電壓在濾波電容的作用下是從0V逐漸升高到5V的，使復(fù)位電路輸出的復(fù)位信號(hào)也從低電平到高電平。當(dāng)?shù)碗娖綇?fù)位信號(hào)加到CPU后，它內(nèi)部的控制器、寄存器、存儲(chǔ)器等電路開始復(fù)位;當(dāng)復(fù)位信號(hào)為高電平后，CPU復(fù)位結(jié)束，開始正常工作。

提示　部分小家電產(chǎn)品的低電平復(fù)位信號(hào)是從電阻和電容組成的RC積分電路獲得的，復(fù)位時(shí)間的長(zhǎng)短取決于RC時(shí)間常數(shù)的大小。也有的小家電產(chǎn)品為了提高復(fù)位的精確性，由三端復(fù)位芯片或其他芯片構(gòu)成的復(fù)位電路為CPU提供復(fù)位信號(hào)。

3.時(shí)鐘振蕩

小家電產(chǎn)品的系統(tǒng)時(shí)鐘振蕩器與彩電一樣，也是由CPU內(nèi)的振蕩器與外接的振蕩晶體通過振蕩產(chǎn)生正常的時(shí)鐘脈沖，作為系統(tǒng)控制電路之間的通信信號(hào)。

控制及顯示電路

1.控制電路

控制電路有兩種：一種是面板上的功能操作鍵，通過這些按鍵可實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)、調(diào)整烹飪模式和加熱溫度調(diào)整等;另一種是來自電流檢測(cè)電路、保護(hù)電路的信號(hào)，通過對(duì)這些信號(hào)的識(shí)別完成電流自動(dòng)調(diào)整和保護(hù)性關(guān)機(jī)控制，以免小家電損壞。

顯示電路是通過指示燈或顯示屏(數(shù)碼顯示管或LCD顯示屏)對(duì)工作狀態(tài)或保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行顯示，不僅方便用戶的使用，而且還便于故障的檢修。

提示　目前，許多資料將保護(hù)性關(guān)機(jī)故障稱為開機(jī)復(fù)位，這是錯(cuò)誤的，因?yàn)殚_機(jī)復(fù)位指的是CPU內(nèi)電路在開機(jī)瞬間進(jìn)行的清零復(fù)位過程。

2.典型故障

若微處理器的三個(gè)基本工作條件電路異常，微處理器不能工作，會(huì)產(chǎn)生整機(jī)不工作、電源指示燈亮或不亮的故障。電源指示燈是否發(fā)光取決于其供電或控制方式。另外，時(shí)鐘振蕩電路異常還會(huì)產(chǎn)生工作紊亂的故障。

操作鍵開路會(huì)產(chǎn)生不能開機(jī)或某些功能失效的故障，而按鍵接觸不良會(huì)產(chǎn)生工作狀態(tài)有時(shí)正常有時(shí)異常的故障。

提示　部分小家電的操作按鍵不需要通過解碼電路而直接連接到CPU的端口上，此類小家電的操作鍵漏電或擊穿后有時(shí)會(huì)產(chǎn)生CPU不能工作的故障。

故障檢測(cè)

懷疑供電異常時(shí)可采用電壓法進(jìn)行判斷。懷疑復(fù)位電路異常時(shí)通常采用電阻、電容檢測(cè)法對(duì)所采用的元件進(jìn)行判斷。懷疑時(shí)鐘振蕩電路異常時(shí)，最好采用代換法對(duì)晶振、移相電容進(jìn)行判斷。懷疑按鍵接觸不良時(shí)用數(shù)字萬用表的二極管擋在路測(cè)量就可方便地測(cè)出。

方法與技巧　

由于復(fù)位時(shí)間極短，所以通過測(cè)電壓的方法很難判斷CPU是否輸入了復(fù)位信號(hào)。而一般維修人員又沒有示波器，為此可通過簡(jiǎn)單易行的模擬法進(jìn)行判斷。對(duì)于采用低電平復(fù)位方式的復(fù)位電路，在確認(rèn)復(fù)位端子供電電壓為高電平后，可通過100Ω電阻將CPU的復(fù)位端子對(duì)地瞬間短接，若CPU能夠正常工作，說明復(fù)位電路異常;對(duì)于采用高電平復(fù)位方式的復(fù)位電路，確認(rèn)復(fù)位端子的電壓為低電平后，可通過100Ω電阻將CPU的復(fù)位端子對(duì)5V電源瞬間短接，若CPU能夠正常工作，說明復(fù)位電路異常。

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