洗衣机洗涤程序控制电路.docx

1、洗衣机洗涤程序控制电路课程设计报告专业班级课 程题 目学 号学生姓名指导教师2013年9月课程设计任务书学生姓名专业班级学 号指导教师职 称讲 师教研室电信教研室课 程数字电子技术题 目洗衣机洗涤程序控制电路任务与要求 时间到设计一个洗衣机洗涤程序控制电路，洗衣机电动机的控制要求为：定时启动-正传20s-暂停10s-转20s-暂-反停10s，反复循环，直到定时时间到。用两位数码管显示预置的洗涤时间，在洗涤时间输入以后，洗衣机开始工作，按倒计时方式显示洗涤过程，分别用两个发光二极管LED表示洗衣机的正反转，一旦定时时间到，则停机并发出音响信号。本设计的洗涤时间输入可用数据输入开关实现，需对0-9

2、共10个数码的开关进行编码。开始日期 2013年9月2日 完成日期 2013年9月13日 2013年 9 月 2 日目录设计目的 1 设计任务和要求 1 总体设计方案 1功能模块设计与分析 2电路的安装与调试 6实验仪器及元器件清单 6心得体会 7附录 系统电路图. 8一、设计目的在两周内完成对简易洗衣机控制电路的设计、仿真与调试。实现洗衣机的定时功能、反复循环正转20秒，暂停10秒，反转20秒，直到定时时间结束。1掌握数字电路中选择器、计数器、译码显示等单元电路的综合应用。2熟悉洗衣机控制器的工作原理及相应的组合逻辑电路和时序电路。3掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真、故

3、障排除及安装的方法。二、设计要求和任务设计一个电子定时器，控制洗衣机按如图1 设计一个定时器控制洗衣机电机的运转，用数码管显示洗涤时间，按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间停止，一方面时间停止计时，同时发出音响信号（可换成指示灯）提醒用户注意。2 三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。3 设置暂停开关，使洗剂过程暂停，再次打开暂停开关时，若倒计时结束洗剂结束，若倒计时未结束，洗剂继续。三、总体设计方案从课程设计要求来看，要求实现洗衣机的正传、反转、暂停，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是60秒，理所当然的分钟计数器、秒计数器

4、是一定要有的。除了这些，还要求在定时结束后有一个指示灯亮来提示定时时间到，还要求电路有置数的功能，这些用逻辑电平开关即可以实现。暂停功能是通过开关控制，开关控制脉冲可实现暂停；清零通过组合电路实现。首先，用两个74ls192做一个六十进制的倒计时功能计数器，作为秒计数器。再用两个74ls192做100进制以内的任何进制的倒计时计数器，作为定时器中分钟的定时。从函数信号发生器出来的信号，经过一个控制开关后进入秒计数器进行秒计数，这时可以通过74ls192的预置功能置入洗涤时间，洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数。接下来，用74ls48接共阴极数码管（注意：数码管的5管角

5、可以不接）。再将四个接了数码管的74ls48与四个74ls192相连接，显示分钟与秒钟。第三部分，用74ls138来控制3个代表正转、暂停、反转的LED灯的亮与灭，表示洗剂时的三种不同状态。因为74ls192输出的为二进制数，所以需将二进制数转换为八种不同的状态，然后在这八种状态中选择出需要的状态，表示洗剂的三种不同状态。正转、暂停、反转组成一个循环，这个循环共60秒，与一分钟形成对应。74ls138只有三个输入端，74ls192的输出端为四个ABCD，而且输出的是十位的数字，最大为六，所以74ls192的输出端D一直输出的为低电平0，所以只需将ABC三个输出端与74ls138的三个输入端相连

6、。要完成前二十秒的正转，正好是秒针从60秒到计时到40秒，共用时20秒，记为正转；从40秒倒计时至30秒，共十秒，记为暂停；从30秒倒计时到10秒共20秒，记为反转 ；后十秒记为暂停。通过观察可得:每当灯需要转换时，都只有表示秒计时的高位在变化。所以我们将74ls138与表示秒计时的高位的74ls192相连，表示正转的两种状态为：101,100；表示暂停的两种状态为：011,000；表示反转的两种状态为：010,001。再分别于与非门两个输入相连，输出与LED灯相连，即可完成洗剂循环中三种不同状态的表示。第四部分，倒计时结束，对74ls192芯片进行清零，洗剂完成。当所有的数码管倒计时到0时，

7、74ls192输出的二进制数全部为0，则将这些二进制数加起来也为0，这时需将计数器全部清零，表示洗剂结束。0只是一种状态，需将其转换成一个持续的高电平状态，将计数器清零，可达到结束洗剂的功能。这里就需要使用钟控式触发器的置1端（Sd端），当置1端输入为0时，触发器输出为保持以前的0状态，当输入为1时，触发器的输出被置为1，与74ls192的清零端相连，可使计时器清零，并保持在0的状态，就实现了停止的功能。第五部分，暂停功能。使用一个单刀双置开关S2，当开关拨置高电平端，洗衣机正常转动，当开关拨置低电平端，洗衣机将一直处于暂停状态。 洗衣机洗剂控制总设计图图1 系统原理框图四、功能模块设计与分析

8、（总设计图见附录）1、 74LS192定时模块：74ls192具有置数、清零、加法计数和减法计数的功能。且为十进制计数器，加法器中从九到十时，将在Oc端输出一个负脉冲；减法计数时，减数到零时，向上一级借位，在Ob端会输出一个负脉冲，就为我们将四个芯片级联形成倒计时定时电路创造了条件。74LS19274ls192功能表译码器：（下图均为带译码器的数码管）74ls192输出的均为二进制代码，共阴极数码管不具有译码功能，需要74ls48将二进制数译码，并输出到数码管的七个输入端中，控制数码管中的发光二极管的亮与不亮，显示数字。74LS48 用74ls192芯片做洗衣机的定时系统，是一个具有倒计时功能

9、的分钟和秒钟计时系统，2、循环系统：用74ls138连接秒计时的十位，来控制正转、暂停、反转三个LED灯的亮与不亮，实现洗剂过程中循环。3、清零模块：钟控的RS触发器：将一个短暂的0状态转换为一个持续的1状态。使用七个或非门，实现将四个数码管共14个输入端相加。当四个数码管全部显示为0时，14个输入端相加为0，信号经过三个与门输出为1，三个与门输出的1与一个或非门输出的1相与非后，输出为0，经过非门输出为1，输入到触发器的置1端将计数器短暂的0状态转换为持续的1状态，将计数器清零，并保持到清零态。Cp 五、电路的安装与调试调试与设计是不同的两个过程，调试比设计难得多。在整个系统的调试过程中，调

10、试要注意模块化，要从最底层开始，逐级通过后才能进行下一步的工作。电路在初步的安装的时候不能自动倒计时，电源打开之后，会有短时间的乱码。可以在电路中加入一个手动的拨码开关，将电路手动清零一次后，电路课正常运行。将四个74ls192级联之后不能正常显示数字，可能是因为芯片、导线、插槽中任一一个出了问题，都不能使数码管正常显示，并且若将74ls192的清零端不接时，默认为高电平，必须将清零端接地或接低电平。检查导线与插槽时可用万用表检测，将万用表接至二极管档，可测得导线、插槽的好坏。将万用表接至电压档，可以测得其输出的电压为高电平或低电平，对照自己的计算，可检测电路时否连接正确。 电路的连接是很复杂

11、的，若某一部分出现连接不当，都会使得数码管不能正确显示，造成问题。可以将每一部分分别连接好，并测试正确之后再接入总电路，减少错误的出现率。六、实验仪器及元器件清单实验仪器或原件数量数字电子技术试验箱1 74ls192474ls138174ls20174ls48474ls08274ls02274ls002单刀双置开关1数码管4导线若干七、心得体会需要改进的地方：1、分秒置数开关的设定。2、控制开关的设定3、蜂鸣器的接入。改进方案：1、用0-9十个数码开关，可以直接手动设定定时的时间，更加便于操作。2、利用开关控制555的电源输入。两个置数开关可以控制洗涤时间的设置，控制开关控制电路的工作。3、当

12、定时时间结束时，蜂鸣器发出音响信号提醒用户注意。我只用一个LED的亮表示。 理论和实践相结合听着简单但是真正能做到确实是一件很难的事。就如这次我们做实验所积累的经验一样。这次我们的实验课题是洗衣机洗涤程序控制电路，当一拿到这个题目的时候心里认为一定很难还有一点泄气。但是当我们自己做的时候却发现没有想象的那么难。我们找资料，查书籍，找芯片的拐角图等。做好这一切准备工作后我们开始在电脑上仿真。原本想着仿真出来后我们的一只脚已经踏进成功的大门了，但现实与想象的差距却是无法估计出来的。因为仿真的结果跟我们预想的结果确实有好大的区别，我们预想的定时没有出来而且仿真的芯片实验室也没有，经过了几次的改图之后

13、终于仿真图确定下来了，但是在实验室遇到的困难更多，导线要一个一个的查而且插槽也必须一个个的检查是否通路，连线和芯片也有可能是坏的。在经过了两天的实验室大战后我们的实验终于成功了，我们终于可以放心的好好睡一觉了。最后老师也认可了我们的成果。因为这次实习跟我们的专业有一定的关系，通过实习能让我们对以前的学习做一个总结，从各个方面来考虑问题。总之，这次综合电子系统实习是一次很有意义的实习，我们设计的洗衣机洗涤程序控制电路也最终达到了课题的要求。在这里，我非常地感谢老师的指导，感谢同学们的帮助，因为有你们的帮助才使得我们的设计很好的完成。同时也得感谢数电实验室的各位老师，感谢学院、学校给我们提供这么好

14、的实验环境。我忠心的感谢各位你们。 附录 系统电路图 电子信息工程专业数字电子技术课程设计评分表学生姓名：XXX班 级：1班学 号：XXXXXX题 目：交通灯的设计序号项目内容满分得分1工作量适中，难易度合理52态度端正，能积极、主动参与课程设计；能很好地与组内成员协同合作完成设计；课程设计期间不缺勤203具有一定查阅文献及运用文献资料能力和计算机应用能力54系统电路仿真正确，优化合理105总体电路运行正常，各项技术指标符合任务书中的要求206设计报告理论依据充分，数据准确，电路分析正确107设计报告内容齐全、合理，综述简练、完整，概念清楚，立论正确，技术用语准确，结论严谨合理；分析处理科学，条理分明，语言流畅，结构严谨208设计报告符号统一、编号齐全；格式、表格、插图等规范准确59设计报告有一定篇幅，字符数不少于25005总 分100指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日