目 录1 选题背景 11．1 指导思想 21．2设计要求 21．3 方案论证 21.3.1选择什么器件来计时 21.3.2用什么器件提供脉冲 21.3.3怎样达到控制时分秒按进制变化 21.3.4怎样设置洗涤时间 31.3.5怎样控制LED灯显示洗衣机正反转状态 32 电路设计 32.1 总体方框图 32.2 工作原理 33 各主要电路及部件工作原理 33.1 1HZ脉冲产生电路 33.2递减计数器与时间显示 43.3洗涤时间设置电路 63.4洗衣机工作状态显示电路 64 原理总图 75 元器件清单 76 调试过程及测试数据 86.1调试过程 86.1.1 检查按钮开关 86.1.2 检查74LS192与CD4511及数码管之间的连接 86.1.3 检查三个74LS192的工作状况 86.1.4 检查555电路的频率 86.1.5 观察74LS138控制洗衣机的三个状态 86.2 整体电路的结果分析 96.3仿真结果 97 小结 98 设计体会及今后的改进意见 108.1体会 108.2本方案的特点及存在问题 108.2.1特点 108.2.2存在问题 108.3 改进意见 10参考文献 11正 文1 选题背景现今人们生活水平越来越高，家家户户基本都有一台洗衣机，洗衣机由于洗涤方便深受人们喜爱。
随着时代的发展，洗衣机也不断的革新、发展 1．1 指导思想一般洗衣机在洗衣和脱水的时候希望对其进行定时，让其在指定的时间内进行工作，超过时间停止工作这样就需要一个倒计时计数器，对于洗衣机而言，只需要分秒计数器1．2设计要求洗衣机定时器设计说明：设计要求： (1) 洗涤时间在0~99分钟内由用户自行设定，单位为每分钟； (2) 用两位数码管对洗涤过程作计时显示（以分钟为单位），直到时间到而停机；当定时时间到时，在洗衣机停止工作的同时发出音频信号提醒用户注意 注：用三个LED表示洗衣机工作状态1．3 方案论证1.3.1选择什么器件来计时首先对于洗衣机电机的工作顺序:“启动——>正转20s——>暂停10s——>反转20s——>暂停10s——>正转20s——>……——>时间到停止”的情况，我们可以设计一个定时器来控制洗衣机电机的运转由其正传反转及暂停时间分析知道洗衣机运转的周期为60s，并且呈现周期循环，直到时间停止为止我们选择一计数器进行60s的计数，并且利用计数器的秒状态来控制洗衣机的电机工作状态进而设置正转、暂停、反转。
1.3.2用什么器件提供脉冲 因为我们采用计数器计时来控制洗衣机工作的时间，所以必须给其加上一个合适频率的时钟我们思考了两种方案，一是采用555定时器，二是采用顺序脉冲发生器来提供固定的时钟考虑到电路简单的元素，我们决定用555定时器，因为它只需外接两电阻和电容较为简便 1.3.3怎样达到控制时分秒按进制变化 对于用数码管显示洗涤时间，有两种方法实现第一是采用加法计数，第二是用减法考虑到减法计数可以使人更直观的看到剩余的时间，所以选用十进制加减法计数器74ls192元器件由于秒到分进制是60，我们用秒脉冲来提供秒个位的时钟，我们利用置数法将74ls192设置为十进制减法计数器，给其down端加1hz的脉冲每一秒减一，当其为零时发生借位，进而使秒十位的个位减一，当分发生借位时使分的个位减一，接着发生借位时十分的十位减一 1.3.4怎样设置洗涤时间因为74HC192是加减法计数器，所以可以在其up端加一个开关电路，平时使其置为高电平，当按下开关后引脚变为低电平，数码管显示时间加一用户可以自行设置0—99分钟的任意时间来达到定时功能 1.3.5怎样控制LED灯显示洗衣机正反转状态对于用LED模拟洗衣机的工作状态：LED1点亮表示正转，LED2点亮表示暂停，LED3点亮表示反转。
显然可以利用74ls138译码器，将秒十位的Qa、Qb、Qc分别接至A、B、C端进行译码，将输出4、5，0、3，1、2分别接至与非门输出分别接至LED1、LED2、LED3，从而实现洗衣机工作状态的指示2 电路设计 2.1 总体方框图 洗涤时间显示 ↑ ↑1HZ脉冲产生→秒脉冲计数器→分脉冲计数器←洗涤时间 ↑ ↓控制开关 工作时间译码器→LED显示工作状态图2-1 总体方框图 2.2 工作原理首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，这时用户置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作利用秒计时器个位上的数值变换表示出电机的运转状态，同时利用译码器和门电路设计出适合的电路使LED工作达到设计要求；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警3 各主要电路及部件工作原理3.1 1HZ脉冲产生电路利用555定时器构成多谐振荡器如下图，产生1HZ矩形脉冲信号555定时器构成多谐振荡器所属出的矩形脉冲信号的频率计算式为：f=1.43/[(R1+2R2)C1]故选定原件参数，R1=43K，R2=50K，C1=10μF，C2=0.01μF。
其中电容C2的作用是抗干扰3.2递减计数器与时间显示74ls192的逻辑功能表如下表所示 输入 输出CLRLOADUPDOWND3D2D1D0Q3Q2Q1Q0 1 0 0 0 0 0 0 d c b a d c b a 0 1 1 加数器 0 1 1 减数器一百进制分计数器和六十进制秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲的进制不同而已，我们利用四片74ls192来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是递减计数，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D2、D3端接到高电平上，即从输入端置入0110(十进制的6)，秒十位的置数端LOAD端和借位端BO连接在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN接在一起当秒脉冲从DOWN端输入的时候秒计数的74ls192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5，一直减到0；当高低位全为0的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN位0时，置数端LOAD等于0，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，道理当然也是一样的；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当然，这些计数起工作，其中清零端CLR要处于低电平，置数端LOAD不置数时要处于高电平把两个分计数器的74ls192的Qa、Qb、Qc、Qd都接到外部显示电路上就可以看到时间的显示了作为洗衣机控制的一个模块，它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作，分计数器和秒计数的清零端CLR是接在一起的，计数器正常工作是CLR处于低电平，所以当要从外部强制清零的时候要给CLR端送一个高电平信号如此利用四片74ls192构成的递减计数器（包括秒脉冲计数器和分脉冲计数器）以及洗涤时间显示电路设计如下图3.3洗涤时间设置电路对于洗涤时间设置电路，我们可以利用74ls192的UP端进行置数74ls192正常工作时候UP端为高电平，当给UP端送入一个低电平信号时，74ls192计数就会增加1利用此原理可以实现分十位，和分个位的置数实现从0~99分钟以内的任意时间置数我们利用软开关进行设计置数电路，当开关按下时就会有一个低电平过去，就可以给74ls192置数。
3.4洗衣机工作状态显示电路对于工作状态的显示部分电路，根据题目要求知道洗衣机运转一个周期正好是1分钟，因此我们可以想到利用秒十位192的低三位输出，利用译码器及基本的门电路来实现电路工作状态的显示具体做法是将秒十位的Qa、Qb、Qc分别接至A、B、C端进行译码，将输出4、5，0、3，1、2分别接至与非门输出分别接至LED1、LED2、LED3，从而实现洗衣机工作状态的指示 4 原理总图图 4 洗衣机定时器工作原理图5 元器件清单 元件名称数量元件名称数量74ls1924Cd4511474LS32474ls04174ls138174ls0015551蜂鸣器1发光二极管红3 共阴极数码管4按钮式自动复位开关3个陶瓷电容10nf1个电解电容10uf1个电阻1k20个，43k1个， 330K28个 电位器100K1个表格5-1 元器件清单6 调试过程及测试数据6.1调试过程6.1.1 检查按钮开关上电后，发现数码管显示三个0，蜂鸣器响检查电路后发现是开关的问题，不应用按键开关，于是我采用按钮开关，上述现象消除 6.1.2 检查74LS192与CD4511及数码管之间的连接为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。
上电后，首先可以看到的是数码管的显示与否，在测试的时候我发现其中的十位的数码管显示不正常，于是我检查其与cd4511的连接情况，终于发现是因为接a、g引脚和cd4511上的a、g时候接反了，按照这样的方法仿佛调试直到可以示与理论相符的数值就可以了6.1.3 检查三个74LS192的工作状况上电后在做完上述的测试后，主控制电路的74ls192对外进行倒计数，从而可以达到控制电路的各项运行，通过测试各个点的电平及相互之间的连接，在通过我加载在电路上的数码管，我就可以很方便地看出其中数字的变化情况，从中发现不对的状况在视其情况进行检查改正再调试6.1.4 检查555电路的频率这是一个产生1hz的脉冲电路，通过单独的上电测试，通过示波器的波形观察，我就可以看出是否是产生的1hz的方波，事实上由于元件电阻或电容的不理想导致其波形有一定的偏差，但是其测试结果与理论相差并不是太大的6.1.5 观察74LS138控制洗衣机的三个状态上电后我通过连接上整体的电路，可以看见发光二级管的工作状态，从而可以判断74ls138是否工作在我设计的理论状态，如果不是或有偏差，就可以检查与192的连接情况，同时比照原理图查看自身的线路连接情况。
如果没有偏差，我们就可以看到分别控制代表洗衣机正转、暂停、反转的二极管是依次亮灭的 6.2 整体电路的结果分析在经过上述一系列的调试运行之后，我们可以看到在整体上已经可以运行电路了，但是在置数0-99时，发现个位的显示没有规律，采用置数法倒计时0-60没能按预想的进行 6.3仿真结果 7 小结 本次的作品只能算个半成品，十位的置数正常，个位的置数有点混乱；而在倒计时60秒内可以按预期的变化，但是产生了一些不必要的过程。