简易洗衣机.docx
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简易洗衣机
目录
第一章总体设计思路，原理和框图1
1.1总体设计思路：
1
1.2基本原理：
1
1.3系统设计框图：
2
第二章单元电路设计2
2.1秒脉冲发生器：
2
2.2分秒计数器：
3
2.3信号灯控制器：
5
2.4洗涤时间输入器：
6
2.5停止提醒系统：
6
2.6启动与停止系统：
7
第三章总电路设计8
第四章安装与调试9
4.1安装：
9
4.2调试：
9
第五章故障分析与电路改进11
第六章总结与设计调试体会11
附录（元器件清单）12
参考文献12
第一章总体设计思路，原理和框图
1.1总体设计思路：
从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，实际上没有电机给我们接上，这回要用四个LED灯的状态来表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，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。
接下来脉冲是一定的了，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要60分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有个问题，当洗涤时间到了，报警还要一个报警电路，根据人性化、自动化、低成本的设计原则，报警的蜂鸣器不可以长时间的叫，要有个合理的时间，我们可以通过门电路和秒计时器控制叫的时间。
直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74LS192来实现。
通过对秒脉冲发生器输入信号的控制实现暂停功能，通过对192芯片的清零端的控制实现任意时间的停止和开始功能。
现在大体上就这样计划，下面说说基本原理。
1.2基本原理：
本定时器实际上包含两级定时的概念，一是总洗涤过程的定时，而是在总洗涤过程中又包含电机的正转、反转和暂停三种定时，并且这三种定时是反复循环直至所设定的总定时时间到位置。
当总定时时间在0~20min以内设定一个书之后T为高电平1，然后用倒计时的方法每分钟减1直至T变为0.在此期间，若Z1=Z2=1，实现正转；若Z1=Z2=0，实现暂停；若Z1=1,Z2=0,实现反转。
实现定时的方法很多，比如采用单稳电路实现定时，又如将定时初值预置到计数器中，使计数器运行在减计数状态，当减到全零时，则定时时间到。
如图所示的电路原理框图就是采用这种方法实现的。
由秒脉冲发生器产生的时钟信号经60分频后，得到分脉冲信号。
洗涤定时的时间的初值先通过拨盘或数码开关设置到洗涤时间计数器中，每当分脉冲到来计数器减1，直至减到定时时间到为止。
运行中间，剩余时间经译码后在数码管上进行显示。
1.3系统设计框图：
第二章单元电路设计
2.1秒脉冲发生器：
由555定时器构成的多谐振荡器的电路图如图4所示，由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。
所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。
因此采用此方案。
555定时器的引脚图
2.2分秒计数器：
（1）分、秒计数器的设计：
一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已，我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是减计数，所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上；十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制的6），秒十位的LD端和借位端BO联在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN联在一起。
当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的192开始从9减到0；这时，它的借位端BO会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从6变到5，一直到变为0；当高低位全为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN为零时，置数端LD等于零，秒十位完成并行置数，下一个DOWN脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。
对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，当秒计数完成了，分可以自动减少，需要把秒十位的借位端BO端接到分计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。
（2）分、秒计数器的电路图：
其图如下：
其中，74LS192的引脚图如图所示
74LS192的功能表如表所示
2.3信号灯控制器：
在此部分电路中，三个指示灯，从上至下依次代表“正转”、“暂停”、“反转”。
从60秒到40秒内第一个灯亮，从40到30秒内是第二个灯亮。
在30到10秒内是第三个灯亮，然后剩下的十秒钟是第二个灯亮，如此完成第一个循环，刚好一分钟，之后的时间依次循环。
2.4洗涤时间输入器：
用户通过对分钟计时器所的高位和低位分别计数来控制所需要洗涤的时间；设计原理是通过对192芯片的up端直接输入一个脉冲使得计时器正向计一个数。
2.5停止提醒系统：
通过一系列的或非门和与非门从分钟计时器获取归零时的数据，即当两片192都输出0000时，给蜂鸣器和停止信号提醒灯一个信号，使他们工作，提醒用户洗涤完成。
2.6启动与停止系统：
通过对秒脉冲发生器输入信号的控制实现暂停功能，通过对192芯片的清零端的控制实现任意时间的停止和开始功能。
第三章总电路设计
总电路图：
第四章安装与调试
4.1安装：
虽然软件设计是非常重要的，但是还是纸上谈兵啊，真正要到了安装调试的时候，这又是一个另一个比设计还头痛的事，我们说它令人头痛事有原因的，按理是通的，但调试不一定可以出来，甚至于设计是错误的，调试是设计的试金石啊！
两个人一组，一个读图指导，一个看芯片管脚插线，速度还是不错的，听其他同学说，芯片管脚和线路总是接触不良，每次将要成功的时候，不小心碰了一下线就功亏一篑。
在调试的过程中，要是仅依靠设计那是没什么结果的，设计软件毕竟是理想的。
4.2调试：
1：
洗涤工作状态:
2:
停止状态：
可按停止键进行强行停止，也可在自动洗完后自动停止，并且蜂鸣器进行报警
2:
用户洗涤置数：
按下暂停键后，通过开关预置洗涤时间：
第五章故障分析与电路改进
要得到一个良好的设计，需要的总是肯定和否定，几经修改一个电路才得以肯定、采纳。
在仿真的过程中，出现的结果基本符合要求，计数器的工作也很理想，“正转”、“反转”、“暂停”的指示灯动作也很好，定时结束时，自动清零，同时指示灯亮，提醒时间到。
1.由于555做成的秒脉冲发生器，参数无法配置完美，频率稳定度不高，导致分秒计时器不能正常计时。
可以使用已做好的信号源替代。
2.由于分钟计时器每一位为10进制，而秒计时为60进制，导致分钟自高位无法进位。
可以将分钟计时器也改成60进制即可。
第六章总结与设计调试体会
通过这次课程设计使得我对数电的理论知识有了更深刻的理解。
刚开始使自己按照任务书设计很久但就是想不出很好的方案。
于是到网上查了一些资料，和一些别人的设计方案，这才有了头绪。
在设计过程中设计大体的框架并不难，主要是在细节上的设计，会遇到很多难题。
比如，在强行进行暂停后如何让蜂鸣器不总是响下去；在洗涤时间到达时如何让秒钟停止计时；如何使用户在置数的时候秒钟暂停，等等这些问题都需要自己一个个去想办法解决。
所以这次课程设计给自己创新思维得到很好的提升。
在设计过程中每天都是一大早就起床直到晚上12点才结束工作，每天除了想更好的设计方案就没有干其他的事了，可以想象搞开发是如何的不容易了，工作更是不简单，生活不是我们在寝室里所想象的那样，首先自己的事情主要还是靠自己，虽然合作也同样重要，有一个好的合作伙伴也是不容忽视的，现在的很多工程、项目或者开发都是一个团体共同努力，每一个成员都要用功，一个项目或课题决定在一个人手里，那是不健康的、没有什么更好的前途的，从本次课程设计的目的来看，收获也是不少的，它使我们对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解，也让我们知道了，光分开使不够的，从外面学到的知识要把形成一各整体，这也很好的训练了外面对开发一个项目应该有怎样的思路和准备更清晰。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
附录（元器件清单）
器件型号
用途介绍
数量
74ls192
十进制计数器
4
74ls04
六反向器
2
74ls32
四2输入或门
1
74ls20
二4输入与非门
1
74ls08
四2输入与门
1
74ls86
四2输入异或门
1
单刀单置
开关
1
单刀双置
开关
1
按钮
开关
2
BUZZER
蜂鸣器
1
信号灯
指示
4
显示器
四输入
4
电阻
15欧姆
3
参考文献
1、《电子线路设计、实验、测试》（第二版）
华中理工大学出版社谢自美主编
2、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计
华中理工大学出版社梁宗善主编
3、《电子技术基础实验》
高等教育出版社-------------陈大钦主编
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