洗衣机洗涤程序控制电路.docx
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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。
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，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（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。
74LS192
74ls192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
74ls192
4
74ls138
1
74ls20
1
74ls48
4
74ls08
2
74ls02
2
74ls00
2
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
5
2
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
20
3
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
5
4
系统电路仿真正确，优化合理
10
5
总体电路运行正常，各项技术指标符合任务书中的要求
20
6
设计报告理论依据充分，数据准确，电路分析正确
10
7
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
20
8
设计报告符号统一、编号齐全；格式、表格、插图等规范准确
5
9
设计报告有一定篇幅，字符数不少于2500
5
总分
100
指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
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