《电子电路课程设计洗衣机正反转》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子电路课程设计洗衣机正反转（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word电子电路课程设计题目：洗衣机正反转控制班级：电子科学与技术11-1班组员： XXX XXX XXX学号：0000002 00000000 0000001目录一、容摘要二、设计容及要求三、设计思路及原理四、方案选择及电路工作原理分析五、安装、调试中遇到的问题,解决的方法六、收获、体会和改进设计的建议七、元器件清单八、参考文献一、 容摘要 洗衣机在洗衣的过程中要现自动控制， 即要让洗衣机依据事先设置好的程序进行自动洗衣。洗衣的过程分为正转、停、反转、停四种基本状态。根据需要可以改变正反转的时间，因此洗衣机含有强弱档转换的功能。洗衣机完成洗涤过程，关键是对洗衣机的电动机进行合理的控制，保证洗
2、涤过程快捷，有效，方便等。本题的任务是用中规模集成电路实现洗衣机的总洗涤时间，正反转及洗涤强度的控制。在本文，我们将讲述在这次课程设计的整个设计过程及收获。讲述洗衣机的工作原理及其自动控制的实现。并且记录了在整个设计过程中队各个部分的设计思路、队各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对他们的调试和对调试结果的分析，还有调试过程出现的各种问题以及对问题的解决方法，最后得到一个比较满意的实验结果。二、 设计及要求利用中规模集成电路实现洗衣机的总洗涤时间设置，定时正反转及洗涤强度的控制。1. 完成洗涤电机实现“正转停止反转停止正转”的工作循环；2. 用可预置的倒计时计数器，显示当前状态的剩余时
3、间；3. 控制洗涤强度。例如：设洗涤强度分强、弱两档。强档：正转（10秒） 停（3秒） 反转（10秒） 停（3秒）正转（10秒）；弱档：正转（7秒） 停（3秒） 反转（5秒） 停（3秒）正转（7秒）。4. 附加功能：可设置总的洗涤时间，总的洗涤时间结束时，有声光报警提示信号。三、 设计思路及原理 要实现洗衣机的正反转停反转停正转的循环，电路中就必须有能控制洗衣机状态转换的逻辑部件，要实现洗衣机某种状态的剩余时间的显示就必须有减法计数逻辑和数码显示逻辑，同时还有强弱档的控制，并且每一种状态对应的时间也不太一样，所以就需要有置数逻辑，综合这几个方面，从而可知洗衣机的控制电路应该具有倒计时数码显示模
4、块、状态计数器、两位可预置减法计数器、强弱档转换逻辑等基本模块组成，考虑到附加的总时间控制，还需要一个两位可预置减法计数器作为总时间的及时模块。有了这些构思就得到了洗衣机正反转控制逻辑电路的大致结构如下图：置数组合逻辑一位可预置减法计数器状态计数器置数输入端置数控制端倒计时数码显示溢出信号时钟输入时钟输入状态输出时钟信号状态转换电路强档弱档当时钟信号输入时，两位可预置减法计数器开始在当前所在的状态下倒计时计数，数码显示逻辑及显示当前洗衣机所在状态的剩余时间。当计时结束时，两位可预置减法计数器便产生一个溢出信号，并传给状态计数器，此时状态计数器反转成下一个状态（即洗衣机的电动机开始做另一个状态的
5、工作），同时置数组合逻辑根据当前状态并结合强弱档，产生下一个状态的时间预置数，并同时将此预置数送给两位可预置减法计数器，开始下一个状态的倒计时计数。当该状态结束后两位可预置减法计数器产生溢出信号，状态计数器反转，置数组合逻辑产生新的预置数，然后两位可预置减法计数器开始工作，以此类推，可完成正转停反转停正转的循环逻辑。至于总时间的控制，我们可以用两位可预置减法计数器计数到零时产生一个信号使得电源与整个逻辑部件断开，即逻辑部分没有供电而保持当前状态不变，同时电动机停止转动。直到重新启动洗衣机时，各个逻辑部分又恢复正常工作。四、 方案选择及电路工作原理分析通过以上分析，便可以进行具体电路的分块设计。
6、 1、状态转换电路状态装换电路的基本功能是实现洗衣机洗涤状态的循环转换，由此可得左边的状态表： 由状态表可知，只需要两位二进制即可把洗衣机的四种状态表示出来，所以可以用两片D触发器或JK触发器完成，这里我们就用74LS73来实现逻辑功能。首先要实现0001101100的状态循环，我们经过计算的1K，1J均接高电平，2J,2K接1Q，然后CLK接溢出信号，A,B组合来表示状态信号，这样就可以实现上述状态的循环，从而实现洗衣机在正转停反转停正转之间的循环。2、置数组合逻辑置数组合逻辑主要用来实现洗衣机不同运转状态的时间控制，所要实现的功能如下表所示：强档 正转10秒 （00）弱档 正转7秒 （00
7、）强档 停3秒 （01）弱档 停3秒 （01）强档 反转10秒 （10）弱档 反转5秒 （10）强档 停3秒 （11）弱档 停3秒 （11）A,B及强弱档组合共同控制预置数，我们设输出信号分别为,则它们之间的关系如下表：A B代表时间强档000110111 0 0 10 0 1 01 0 0 10 0 1 010秒3秒10秒3秒弱档000110110 1 1 00 0 1 00 1 0 00 0 1 07秒3秒5秒3秒我们观察的值可知，在强档情况下，相同，为零，即可以用两个信号，一个信号表示和的值，另一个信号表示值，同理，弱档情况下，值同时为零，即用两个输出信号来分别表示和的值。这样我们就可以
8、用两个74LS153作为强弱档的输出。当强档的1G,2G输入为零时，弱档的1G,2G输入为1时，强档所在的153正常工作，弱档所在的153输出为零。反之强档的输出全为零，弱档正常工作。按照这样的要求我们可以用一个开关，强档的1G,2G与该开关输出信号的非相连，弱档的1G,2G与其输出信号直接相连。如下图，这样该开关输出信号为1时强档工作，输出为零时，弱档工作。 3、可预置减法计数器与置数逻辑控制电路此部分电路最为关键，同时是此次课程设计的关键所在。这部分要实现的功能有如下几方面： 、要实现计数结束能产生一个溢出信号，使状态计数器翻转；、要实现前一个状态计数结束时能及时将后一个状态的时间值置入减
9、法计数器，并开始倒计时；、要实现对时间的倒计时显示；根据以上的要求，此部分我们选用的芯片是74LS192十进制加减法计数器为主要功能芯片，并配以是党的辅助电路来实现以上的功能。图4 74LS192/193的管脚图和功能表（a）管脚图123456712111013141516DBCCLRQCQBVccQDQAADOWN74LS192/19398GNDUPLOADBOCO（b）功能表CLR 1 清零LOAD 工作状态0 1 1 减计数0 0 预置数0 1 1 加计数UP DOWN 74LS192的引脚图及功能表如上图,UP接高电平，当CLR接高电平时，192输出全为零，当CLR接低电平时，接低电平
10、时，A,B,C,D输入多少则,就输出多少，当端变为高电平时则,的输出不受A,B,C,D端的影响，而是以,的初始值进行减数计数，减到零后若没有数置入，可以自动循环进行计数。另外当计数到零时可以从输出一个宽度为时钟脉冲一半的低电平信号。由此并结合设计的要求可以利用减数计数到零由所产生的低电平作为状态转换的信号，从而实现某一状态计数结束后触发到状态计数器翻转到下一个状态。又设计要求在计数结束后把新的状态的数置入减法计数器的置数端，因此可以将两片74153的四输出连接到74192的四输入端，并利用计数结束时所产生的低电平来使置数允许端呈现低电平，从而使两片74152所产的的下一个状态的时间可以置入74
11、192中，从而可以实现设计要求。至于要显示时间，则可以用74192的四输出直接与一个四输入的七段显示器相连。但此种接法基本功能是能实现，但是计数刚到零时瞬间由于信号为零，从而使在同一瞬间也为低电平，如此芯片就会将下一状态的时间置入74192中，这样74192将不会显示零，这样运行时将没有从一到零的一秒时间，从而使得一个状态的运行时间少一秒，从而无法满足设计要求，故在这里需要对电路进行改进。在输出端和之间加一个D触发器，可以实现端的低电平延迟一个脉冲周期，从而可以实现上74192在零结束后端才为低电平的目的。但此种方案通过仿真证明，虽然可以让计数器到零时才置数，但是由于D触发器的加入，使得电路的
12、时序有点混乱，当计数器到零时，下一个状态的时间还来不及置入但减法计数器中，因此我们需要在计时器减到零之前就把下一个状态的时间准备好，这样一旦计数器减到零就可以立即把数据置入到减数器中去。因此我们可以考虑用74192的某一输出作为状态计数器的时钟信号。考虑到只需提前一到两个时钟周期，且洗衣机状态的最小时间为2秒，故可以选择当,为0100时使状态计数器翻转为下一状态。改完状态计数器部分后吗，还得对74192芯片的端的控制进行改进。为了能保证计数器有零且可以正常进行置数，可以沿用状态计数器的改进方法，用输出信号的组合来使端变为低电平，由于计数器到零后会自动变为9，故可以选择当,为1001时来使端变为
13、低电平。但由于洗衣机状态在强档的时候正反转的时间为10秒，即从9开始倒计时到零，故虽然在弱档情况下可以很好的实现置数，倒计时循环，但党委强档时计数器自动跳到9，此时置数也为9，于是计数器便会在9的状态一直保持，无法实现倒计时计时。这个问题出现的根本原因是当计数器为9时，计数器的端始终为低电平，如果让强档情况下的正反转始终为高电平，而当其他状态下计数器为9时为低电平，即其他情况将会预置到相对应状态的时间。在强档情况下正反转时状态计数器的2Q为0，强档所在的74153的1G,2G也为0，这样我们利用74192的，2Q，2G组合成（+()）的信号作为的输入，这样就可以省去D触发器。在强档情况下倒计时
14、计数器为9时，仍为高电平，其他情况下为低电平。即其他时候倒计时计数器从零跳变为9的瞬间，为低电平，这样74192就被预置为下一个状态的时间，同时也随预置变为高电平，这样就正常开始下一个状态的倒计时计数。其电路图如下所示：4、时钟信号由555定时器构成脉冲信号，其接线图如上图，其时间周期为T=(R1+2 R2)Cln20.7(R1+2 R2)C，其占空比为：q=(R1+R2)/ (R1+2 R2)。由此我们计算出R1，R2的值使得其输出脉冲的频率为1Hz，占空比为1/2。 5、总计时逻辑及报警电路设计总计时电路要现对洗衣机的总洗涤时间进行控制，根据设计要求的洗涤时间，该总计时至少要为两位十进制数，
