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1、 课 程 设 计课程名称 数字电子技术 课题名称 定时控制电路设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 1005班 学 号 201001010528 姓 名 吴有志 指导教师 郭照南 2012年 12 月 29 日 湖南工程学院课程设计任务书 课程名称：数字电子技术 题目：简易洗衣机设计 专业班级：电气工程及其自动化 学生姓名：吴有志 指导老师：郭照南 审 批：郭照南任务书下达日期 2012年 12 月24 日设计完成日期 2013 年 1 月 4 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称： 数字电子技术题 目：简易洗衣机控制器设计A题专业班级： 电气工程1005班 学生姓名： 吴有志 学号
2、：201001010528指导老师： 郭照南审 批： 郭照南任务书下达日期2012年12月24日星期一设计完成日期 2013年1月4日星期五 设计内容与设计要求一设计内容：自选元器件设计并制作一个电子定时器，用以控制洗衣机电机的运转，要求如下：定时到1. 洗衣机电机的工作顺序： 启动正转20s 暂行10s 反转20s 暂行10 s停止并报警 I_I 定时未到2. 用4个LED模拟洗衣机的动作状态:LED1LED4右移循环点亮表示正转，LED1LED4左移循环点亮表示反转，LED1LED4同时闪烁点亮表示暂停，全灭为停止。3. 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
3、机，并发出音响信号报警。4. 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。5 .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。 二、设计要求：1 设计思路清晰，给出整体设计框图；2 设计各单元电路，给出具体设计思路、电路工作原理，元器件清单；完成电路仿真。3 完成总电路设计，设计图纸完备；4 安装调试电路；5 写出设计报告；主要设计条件1. 提供直流稳压电源、信号源、示波器等仪器；2. 提供各类TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接件等元器件。3. 提供电子综合实验装置。 说明书格式1、 课程设计封面；2、 课程设计任务书；3、
4、 说明书目录；4、 设计总体思路，基本原理和框图；5、 单元电路设计（各单元电路图）；6、 总电路设计（总电路图）；7、 安装、调试步骤；8、 故障分析与电路改进；9、 总结与设计调试体会；10、 附录（元器件清单）；11、 参考文献；12、 课程设计成绩评分表。 进 度 安 排 第一周：星期一 上午 安排任务。星期一星期二：查资料、设计星期三星期四：单元电路设计和仿真，电路修改四楼现代设计室星期四下午：领取元器件和设备四楼电子综合实验室 第二周：第一周星期五下午第二周星期四：安装调试电路；四楼电子综合实验室 星期四星期五：检查硬件电路、写总结报告,答辩。参 考 文 献：电子技术与EDA技术课
5、程设计郭照南主编电子技术课程设计指导 彭介华 主编电子线路设计、实验、测试 谢自美主编 目录一总体方案- 81.1电路主要模块-91.2设计思路-91.3设计框图-91.4电路整体接线图-91.5实现的功能-11二单元电路设计内容-112.1秒信号发生模块-122.2减计数模块-132.3指示灯转移模块-142.4指数模块-142.5报警模块-172.6译码显示电路-17三.电路安装与调-17四 仿真调试与分析-五总结-21六参考文献-22七附录-22一总体方案1 电路主要模块本电路包括秒信号发生模块、减计数模块、置数模块、指示灯转移模块、报警模块以及译码显示部分六个大模块组成。1.2 设计思
6、路 用信号发生器产生1秒的脉冲信号作为计数器的时钟信号输入端，秒脉冲送入计数器，由开关设置让两片74LS192置数，同时让分钟显示电路显示所置的数字。然后按下启动开关，让秒脉冲进入。六十秒倒计时递减，在开始20秒中通过74LS194实现灯右移来模拟电机正转，接着10秒让灯闪烁来模拟电机暂停状态，然后20秒灯左移模拟电机反转，最后10秒灯闪烁模拟暂停状态，于是一周期一分钟的状态都实现了。当所设置的时间到了终点时，显示时间的四块数码管都显示为零，通过逻辑组合电路让显示电路清零，同时用该信号去让报警灯亮来模拟报警。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。 1.3 设计框图1.4
7、 电路整体接线图（仿真图）如图一 图（一）1.5 实现的功能用信号发生器产生1秒的脉冲信号作为计数器的时钟信号输入端，秒脉冲送入计数器，由开关置数，同时让分钟显示电路显示所置的数字。然后按下启动开关，让秒脉冲进入。六十秒倒计时递减，在开始20秒中通过74LS194实现灯右移来模拟电机正转，接着10秒让灯闪烁来模拟电机暂停状态，然后20秒灯左移模拟电机反转，最后10秒灯闪烁模拟暂停状态，于是一周期一分钟的状态都实现了。当所设置的时间到了终点时，显示时间的四块数码管都显示为零，通过逻辑组合电路让显示电路清零，同时用该信号去让报警灯亮来模拟报警。在洗涤过程中随时按下停止键可终止动作，并使显示器清0。
8、二 单元电路设计内容2.1 秒信号发生模块用信号发生器产生1秒的脉冲信号作为计数器的时钟信号输入端的输入信号。如（图二） 图（二）仿真出来的输出信号，精确度到达1.0027s。见下图：2.2 减计数模块应用四片74LS192级联构成组成一个60进制计数器和一个0-60可变分钟计数器。A:分秒计时器如下图：六十进制分计数器和六十秒计数器的原理是相同的，不同的是它们的输入脉冲和进制不同而已。在此，用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，要求需要减计数，所以把它的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
9、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74192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。 2.3 指示灯转移模块 用60进制计数器的秒十位给出的信号结合组合逻辑电路去控制74LS194，从而实现灯右移来模拟电机正转，接着10秒让灯闪烁来模拟电机暂停状态，然后20秒灯左移模拟电
10、机反转，最后10秒灯闪烁模拟暂停状态。如下图所示：A右移:B左移：C暂停： 2.4置数模块查阅了一些书籍，也参考了网上的相关资料，都没有找到分计数器的预置数功能的实现。经过几番思考之后，我试着在分计数部分的十位输入端、秒个位的脉冲输入端和四片74192的清零端都设置了开关。方法虽然拙劣了点，但仿真的结果是预置数、清零、启动可控功能都可实现了。优化过程中的仿真片段，如下图所示。上图所示置数为50分钟。2.5 报警模块先置数，然后按下电路启动按钮后，电路在1秒的脉冲信号输入的情况下，由计数器构成的减法电路开始工作，同时由译码器构成的译码电路以数字的形式，显示定时的时间，当设置的时间到达时，显示时间
11、的四块数码管都显示为零，通过逻辑组合电路让显示电路清零，同时用该信号去让报警灯亮来模拟报警。在洗涤过程中随时按下停止键可终止动作，并使显示器清0，同时模拟报警灯闪烁。如下图所示： 2.6 译码显示电路 此部分用的是7448和显示管，将计时部分的4块74LS192芯片的输出端接7448的输入，7448的输出端接显示管的7个管脚连接点即可。如图下图所：三电路安装与调试仿真完成后便开始接线，我首先是检查元器件的好坏，这其中包括检测74LS192，74LS04，74LS08，74LS74的芯片引脚及功能的好坏，以及所用来连接的导线是否正常，然后开始分模块连接。接完加计数模块部分进行试验没有问题，实物如图下所示：接完减计数部分后，接着又开始置数和模拟洗涤运行状态电路的连线，试验时出现问题了，减计数能按照减计数的运行规律进行减计数，
