简易洗衣机控制器的设计Word文件下载.docx
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一、设计说明
设计一个电子定时器，用以控制洗衣机电机的运转。
洗衣机电机的工作顺序：
启动——>
正转30s——>
暂行10s——>
反转30s——>
暂行10s——>
停止
二、技术指标
1．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，直到时间到停机，并发出音响信号报警；
2．洗涤时间在0-60分钟内可由用户任意设定，并设置启动键，在预置定时时间后，按启动键开始机器运转；
3．设置停止键，在洗涤过程中随时按该键可终止动作，并使显示器清0。
4．设计本电路所用的直流电源。
三、设计要求
1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
四、实验要求
1．根据技术指标制定实验方案；
验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料
1．阎石著.数字电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2005年
2．童诗白、华成英著.模拟电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2006年
3．赵淑范、王宪伟著.电子技术实验与课程设计[M].北京：
清华大学出版社，2006年
4．孙肖子、邓建国著.电子设计指南[M].北京：
六、按照要求撰写课程设计报告
指导教师年月日
负责教师年月日
学生签字年月日
成绩评定表
评语、建议或需要说明的问题：
指导教师签字：
日期：
成绩
一、概述
本电路时间用主体是有计数器构成的计时电路，通过时间的采集来完成电机正反转停止的操作，再由几个开关与逻辑门实现控制。
从信号发生器出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数。
用户初始化后置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作。
当分计数器变为零的时候，分钟计数器借数，控制电机断电与蜂鸣器发声。
与此同时，从秒位借位转化出来的信号控制计数器与译码器和触发器与逻辑门组成的电机控制电路，LED灯表示出电机运转状态；
当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警；
同时电机指示灯熄灭。
复位之后可重新置入洗涤时间进行下一次开始。
二、方案论证
方案原理框图如图1所示。
图1洗衣机控制系统原理框图
三、电路设计
1、预置数及倒计时电路：
本电路采用4片74ls192实现倒计时器，倒计时器秒位是60进制，分位是100进制，将74ls192的ABCD接0110，这样初始化时计数器就是6，秒十位从6开始倒计时。
秒个位是十进制计数器，当计数从0变为9时，由于up高电平，bo位发出一个低电平冲激到下一位的down，表示借位，其余分十位与分个位原理与秒个位相同；
当没有借位的时候，bo位为高电平，与其连接的down也是高电平，所以当按键低电平触发up使其改变电平的时候，计数器的值就加1。
最高位借位表示计时器倒计时结束，借位触发d触发器使其Q端电平为D端电平，这样就锁住了这个状态，同时使蜂鸣器工作。
这样就完成了倒计时器与预置数的设计。
图2预置数及倒计时电路图
2、电机暂停反转电路
课题要求电机运转的顺序为：
停止。
由于要求的时间都是十的倍数，且一个电机运行周期是80秒，这个可以利用计数器和138译码器及逻辑门等实现，秒针每过十秒，bo就会有一个低电平冲激，这个输出既让十秒位减一，又利用这个信号给计数器计数，这里计数器也采用的是74ls192，由于需要一个循环有80秒，所以计数器采用八进制，将计数器的Qd端与清零端相接，当计数的值为1000时，计数器自动清零，这实现八进制计数器。
为了方便逻辑运算，又采用三八译码器，将计数器计数的结果分别用八个端口输出，使三八译码器的八个输出端在定时器工作时就循环输出，当输出是3、7时，分别让洗衣机正反转。
38译码器显示0、4低电平时，控制与门断开，电机的正反转接口低电平输出，电机处于暂停状态，暂停的发光二极管点亮。
38译码器的输出端的每一次低电平持续时间都是十秒，因为倒计时器每倒计时10秒就会有一个借位的低电平输出，这样就完成了30—10---30---10的控制。
本电路中出现的数码管是用来显示电机所处运行状态。
图3电机暂停反转电路
3、控制开关电路
控制开关电路是用rs锁存器（有两个或非门u14d和u14a组成）和d触发器为主的电路实现的。
其中j3是停止及复位按钮，j4是开始按钮。
电路接通电源后，按下j3进行电路复位，数码管显示0000，这时可以按动四个时间设定开关进行倒计时时间设置，其实在洗涤过程中（倒计时过程中），通过这四个开关也可以临时改变调节洗涤时间。
按下j3后，由两个或非门组成的rs锁存器将按下j3时的动作存住，u16B输出变成低电平，控制计数器不加时间信号脉冲、电机控制的与门断开；
同时当j3按下的一瞬间，又将数码管清零，两个非门的作用是将j3的高电平触发延迟从而最后进行时间清零，这个脉冲也让触发器的预置电位有效，从而使蜂鸣器停止工作。
J4是开始开关，当按下这个按键之后首先同j3一样，将d触发器预置，d触发器输出为高电平蜂鸣器关闭；
与此同时，j3按下时u14a的一端输入高电平使rs触发器转向，高低电平互换从而使计数器的输入端接通时间脉冲信号，控制电机的与门输入高电平，这样倒计时器开始计时。
图4控制开关电路
四、性能的测试
1、倒计时电路测试
图5倒计时电路测试图
将倒计时定时器设定时间1分23秒，按J4开始，洗衣机开始工作。
2、电机暂停正反转电路。
图6、7、8电机暂停正反转电路
当洗衣机开始运转时，38译码器显示0、4时，电机处于暂停状态，暂停的发光二极管点亮；
3、7分别让洗衣机正反转，正反转的发光二极管点亮。
开关灵敏，工作正常。
五、结论
本课设实现了洗衣机控制器预置数、倒计时，以及洗衣机运行状态的控制和清零等功能。
六、性价比
本课程设计用到了5个74ls192计数器，一个74ls138、74ls74、74ls04、74ls02、74ls08、74ls32，价格均在一元左右，蜂鸣器一元，其他元器件价钱也很便宜，且性能比较可靠，对于一个洗衣机控制器来说，性价比较高。
七、课设体会及合理化建议
开始从定题到初期着手准备，头脑里还是一团乱麻，甚至不知道从何入手。
这个过程中，在图书馆里淘宝，淘了好几本相关的书，一有时间就上网搜寻资料。
认真自己动手做起来，才发现那些设计并不是什么难事。
就是要耗时间，由简单单元电路到错综复杂的总电路，要非常细心和耐心去完成它。
最后，总结一下我的收获吧。
多亏了这个实验设计课设，我对仿真软件MULITISIM的熟练程度都大大地提高了。
同时，进一步的巩固了数电计时器、d触发器、rs锁存器、t触发器、逻辑门电路等等相关知识点。
当然，在查找资料时，拓宽了本专业领域的知识面，学到很多新的东西。
参考文献
3．赵淑范、王宪伟著.电子技术实验课程设计[M].北京：
附录I总电路图
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
U1U10、U24
非门
74ls05
3
2
U2~U5/U11
计数器
74LS192
5
U15
三与门
74LS11
4
U19/U25
与门
74LS08
U13
或非门
74LS02
6
U16
或门
74LS32
7
U14
三态缓冲器
74LS126
8
U28
D触发器
74LS74
9
J1~J4/J6/J7
点触开关
10
R1R2R4R5
电阻
1K
11
U20
蜂鸣器
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