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1、武汉理工大学数字电子技术课程设计附件1：学 号： 0120809320614课 程 设 计题 目简易洗衣机控制器设计学 院信息工程学院专 业通信工程班 级通信0806 姓 名指导教师2010年 月 日课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 通信0806 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 简易洗衣机控制器设计 初始条件：要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）时间安排：第1周（7、8节）：理论讲解，鉴主报告厅第217周：理论设计及实验室安装调试；地点：鉴主15通信工程实验室（1），鉴主13通信工程专业实验室；第18周：撰写设计报告及答辩；地点
2、：鉴主17楼9号研究室。指导教师签名： 2010年 3月 5日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日简易洗衣机控制器设计摘要本设计是基于数字电路定时器的洗衣机简易控制电路。通过预置洗衣机的洗涤时间来自动的正反转和暂停，并且用不同的指示灯来表示洗衣机的正逆暂停三状态。当到达定时时间后，会自动报警，发出蜂鸣声。同时，用两位数码管来显示预置时间和洗涤剩余时间。具有良好的用户界面。电路主要分为显示电路、秒脉冲发生电路、计时电路、报警状态电路和洗衣机正反转控制电路。显示电路使用的是两个单位的共阴极八段数码管，使用两片74ls48作为数码管译码芯片。秒脉冲发生电路采用了使用成熟广泛的555定时器芯片，通过
3、电脑USB插口供电，产生秒信号，作为各芯片的时钟信号。计时电路使用的是四片十进制可逆计数器74ls192芯片，分别设计为十进制和六进制电路，用于完成时间的定时、计时功能。报警电路和状态显示电路使用的是简单的非门和与非门74ls04、74ls00组成的逻辑组合电路，分别控制蜂鸣器和发光二极管，来实现报警和状态显示。电机控制电路采用了3-8译码器74ls138和与非门电路的组合，实现电机正反暂停状态。实验通过电脑软件仿真和实物验证，具有良好的可行性，能够稍加修改后用于洗衣机控制电路中，能满足一般的要求。关键词 ：洗衣机控制 ；数字电子控制；定时器Abstract The design is bas
4、ed on the simple digital circuit timer control circuit of washing machine. The washing machine is to be positive negative and suspension by preset time, and expressed in different light to suspend three washing state. After the time run over, will automatically alarm, beeping. At the same time, with
5、 two digital tubes to display the preset time and washing time remaining. It has very good user interface.Circuit consists of display circuit, pulse generator and timing circuits, alarm circuit and washing machine positive negative state control circuit. Display circuit is two units of digital pipe,
6、 use of catholic erection 74ls48 pieces as digital tube decoding chips. Second pulse generator adopted widely used mature 555 timing, through a computer chip USB socket power produced seconds, as the signal, the clock signal chip. Timing circuits using four decimal reversible counter 74ls192 chip de
7、sign, respectively for the decimal system and six for completion time of the circuit, timing, and timer function. Alarm circuit and status display circuit is simple logic cross-coupled nand gates and 74ls04 74ls00, consisting of logic circuit, control and light-emitting diodes, buzzer to realize ala
8、rm and status display. The motor control circuit used 3-8 74ls138 decoder cross-coupled nand gates and combination of circuit, motor and suspended state.Computer software simulation and experiment through physical test, has the good feasibility, a washing machine, used for the control circuit of the
9、 general requirement can meet.Keywords: washing machine control, Digital electronic control, The timer目录摘要31 设计要求分析与方案选择61.1 设计要求分析61.2 方案选择71.2.1 单片机方案71.2.2 数字电路方案72 方案总体框图设计82.1 方案总体设计思路82.1.1 各模块器件选择82.1.2 模块总体电路实现82.2 方案总体电路图93 电路各模块设计与参数选择113.1 秒脉冲电路113.2 计时电路133.3 显示电路153.4 状态显示电路163.5 洗衣机电机控
10、制电路184 仿真调试分析204.1 仿真软件介绍204.2 仿真总体电路图分析204.3 仿真结果分析215 电路实物验证结果225.1 实物总体图片和介绍225.2 实物功能演示226 方案的分析与总结体会226.1 方案选择总结与分析226.2 仿真调试总结与体会236.3 实物制作总结与体会236.4 设计优点分析236.5 设计不足分析247 参考文献248 附录241 设计要求分析与方案选择 1.1 设计要求分析 本设计要求完成洗衣机控制电路的设计。控制洗衣机按定时启动、正转20秒、暂停10秒、反转20秒、暂停10秒的洗涤模式不停的循环，到达定时时间后停止。并要求有数码管显示时间，
11、LED显示状态，声音报警。 通过以上要求，洗衣机洗涤模式是以60秒钟即一分钟作为循环。计时方式是通过预置时间定时，因而初步设想使用一个六十进制倒计时电路作为核心控制。预置时间以分为单位，则还需要分计时器，并且要能预置时间。同时，时间的计时按秒来进行，则需要用一个妙信号发生器。最后，用两位数码管作为时间显示电路，三个LED灯作为状态显示电路，蜂鸣器作为报警电路。根据以上分析，设计电路基本框图入下：60进制定时电路LED显示电路洗涤模式控制电路分钟定时电路数码管显示电路蜂鸣器报警电路秒信号发生电路定时预置电路启动 图1.1 电路框图1.2 方案选择 洗衣机控制电路整体思路简单，成型产品众多，参考电
12、路也十分普遍。在独自设计过程中，论证了多种方案。1.2.1 单片机方案 单片机运用广泛，特别是8051单片机，在控制领域经久不衰，而且成本低廉。本设计要求中，可采用一块51单片机作为核心，使用两位数码管、三个开关、三个LED灯、一个蜂鸣器和一些驱动电路作为外围设备，实现实验要求功能。电路比较简单。 不过单片机编程复杂，软件实现困难，入手不是很容易。而且本题要求实现的控制功能，使用单片机会浪费资源，并不是十分经济。加之考虑到学习知识的水平，因此，不选择此方案。1.2.2 数字电路方案数字电路并没有因为可编程逻辑器件的出现而推出市场，而且大有继续发展的势头，数字电路之所以能应用广泛，是因为它有独特
13、的优点。电路的各个模块清晰，运算速度高，而且不用编程，在许多功能实现上有软件可望不可及的优势。本设计要求中，均可运用中规模集成逻辑电路实现，而且成本不高，稳定性很好，使用数字电路直接进行设计，在我们知识能力范围之内，可行性十分高，因而采用数字电路方案实现。2 方案总体框图设计2.1 方案总体设计思路 2.1.1 各模块器件选择1 .秒信号发生器选择方案一：石英晶体振荡器；此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R、C的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波。此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于洗衣机
14、电路对秒信号精度要求不高，因而不采用此种方案方案二：由555定时器构成的多谐振荡器；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。并且555定时器使用成熟，参考资料颇多，因此采用此方案。2 .计时器芯片选择方案一：采用74LS190芯片实现 74LS190为十进制可逆计数芯片，为异步置数，可以实现设计要求的置数与计数。但是，要实现分钟的置数，74LS190置数颇显复杂，故不采用。方案二：采用74LS192芯片实现中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加减计数器，它采用8421码二十进制编码，并具有直接清零、置数。加/减计数功能，为双时钟芯片，计数采用DOWN时钟，而置数可以采用UP时钟，因而置数显得十分简单，是很好的选择。3 .显示电路选择 显示电路用单位的数码管和相适应的显示译码器，这儿采用共阴极的单位数码管和74LS48作为显示电路，应用十分简单。4 .状态显示电路 使用三个
