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1、课程设计报告课程设计题目：简易洗衣机控制系统班级：学号某某：指导教师：设计时间：2015年7月目录摘要 第1章概述 第2章课程设计任务与要求2.1设计任务2.2设计要求第3章系统设计3.1方案论证3.2系统设计结构框架图与说明系统原理图与工作原3.3单元电路设计第4章软件仿真4.1仿真电路图4.2仿真过程仿真结果第5章安装调试略调试过程中出现的问题与解决方法第6章结论 第7章使用仪器设备清单参考文献收获、体会和建议本设计实现电机的正传、反转、暂停，用两个LED灯的三种状态来表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来， 周期恰好是60秒，正好一个60秒减计数器可
2、以构成一个循环结构。 循环的总时 间可以用一个外围100进制减计数器解决，并用两个数码管显示时间。这样一个 电路的主体电路就构造出来了，然后一步步实现其具体的功能。用一个74LS74触发器控制整个电路的停止和清零以与连接蜂鸣器计构成报警模块。信号发生器仿真时就直接用方波信号代替，安装电路的时候就直接用脉冲信号。设置两个开 关以控制电路的启动和随时停止。其根本原理是：首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入 秒计数器进展秒计数，进展清零，这时用户置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣 机开始工作。当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数；与此同时，从 十秒位转化出来的信号进入移位存放器后，
3、LED灯表示出电机运转状态；当用户 设定的洗涤时间完毕后，电路报警并清零；同时电机指示灯熄灭。关键词：计数器指示灯触发器第1章概述洗衣机的简易定时控制系统要某某现电机的正传、反转、暂停，需要用4个LED灯的状态来表示，一个周期为60s，前20秒正传、暂停10秒、反转20 秒、再暂停10秒。因此需要分钟计数器、秒计器、秒脉冲产生器脉。涉与到分 钟计数器和秒钟计数器所以需要考虑是 60分频器，就我们所学过的来说实现循 环有移位存放器；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、低本钱的设计原如此，报警的蜂鸣器不可以长时间的叫，要有个合理的时间， 我们可以用一个单稳态电路来实现。 还
4、有一个问题要解决：如何提取时间并使循 环电路工作的信号？方案有两种：一是直接从数值上进展提取信号来控制一个可 以实现循环的74LS194来实现；另一种是制作一个二十进制到十进制的循环转化 来把这一分钟走完，但是从电路的复杂程度和经济性来说，显然后者太过于复杂， 也不利于接线和排故障，虽然难度会大一些，但是性能较好。第2章课程设计任务与要求2.1设计任务洗衣机简易定时控制系统实现电机的正传、 反转、暂停，需要用4个LED灯的状 态来表示，一个周期为60s，前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10 秒。2.2设计要求1. 洗衣机电机的工作顺序:启动 正转20s 暂行10s 反转20s 暂行
5、10 s停止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， LED仁LED4左移循环点亮表示反转，LEDLED 4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。第3章系统设计本实验采取先用multisim7软件对交通灯定时系统的原理仿真，再采用分模块时 间进展操作台实现的简易科学方法。实验中采用较为根本的
6、芯片来实现计数器计 数、状态转换等功能，这些都是在数字电子模拟课程中重点学习掌握的知识，所以对实物的实现比拟容易。3.2系统设计321结构框图与说明如下所示：-汪制叱=捋劄空刮系统原理图与工作原理3.3 单元电路设计1分、秒计数器的设计1.分、秒计数器模块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，DOW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B0联在一起，再把秒位的
7、B0端和十秒位的DOW联在一 起。当秒脉冲从秒位的DOWIN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；当上下位全为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信 号，DOW为零时，置数端LD等于零，秒十位完成并行置数，下一个 DOW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DOW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，这些计数器工作，其中的清零端CR要处于低电平，置数
8、端不置数时要处于高电平。这是一个独立工作的最高可以显示 101分钟的计时器。把四个192的QA/QB/QC/Q都接到外部的显示电路上就可以 看到时间的显示了。作为洗衣机控制器的一个模块，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，分计数的清零端 LD是接在一起的；秒的清零端 LD又是接在一起的，所以当要从外部把它们强制清零时，可以用一个三极管NPN或者两个或门就可以实现该功能。 还有我们可以利用分计数的 UP端来进 展外部置数，当把它们各接到一个低触发平时保持高电平，外部给一个力就输 入一个低电平的脉冲上 就可以实现从0 9的数字输入。2 秒脉冲产生器原理秒脉冲发生器由555定时器电
9、路与外围电路组成，电路接通电源的瞬间，由于电 容C1来不与充电，Vc=0V,所以555定时器状态为I,输出Vo为高电平。同时， 集电极输出端DIS对地断开，电源Vcc对电容C1充电，电路进入暂稳态I，此后， 电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决 于RC充、放电回路的参数。暂稳态I的维持时间，即输出 Vo的正向脉冲宽度T1 0.7(R1+R2)C暂稳态U的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2 0.7R2C1 因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C1振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振 荡周期T之比称矩形波的占空比D,由上述条件可得D= R1
10、+R2 / R1+2R2,假如使R2R1如此DM2,即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波方波。555定时器构成多谐振荡器的工作波形图原理图:A ILi,TH艮COiT匚r:NDCJL IG-CVfl 43.指示灯显示模块用2片74LS151数据选择器，将秒针的十位输出信号的低三位依次连接到74LS151的A、B C输入端，74LS151的输出端分别连接一个LED灯。电路图女口下：iis：VI-5.0V DCD HEX DIG ORAHGEI I J ；U1L :：!： iiOb . B OH- liQ：,fm ,.ii .X初 eUJ盘-UA urLa.-J：JRh H 1 *-一M4糾幹I
11、)totU3merHEX IU13ALXjKJi .三/药。甘 jT - 1%呵用3 -GDFL 7JLS19?Gi 4A - 11 e i-G !QC口i - FI 1% F .-un.-1 .-uiL5r 11 fr - -_* bU15197D4.控制电路在各单元电路完成了，最后要把它们有效的结合起来联合工作， 实现目的功能。我们要求在给分钟置数的同时秒要显示为零；外部还要有强制停止并清零；还有暂停功能。对于置数来说，我们可以在分钟计数器的UP端到高电平之间各用一个开关接上， 就当给它一个低电平时，计数器就往上增加1。但时，192要求在UP端工作的同 时，其DOW端要为高电平，且秒计数器
12、要为零，我们可以让秒计数器清零，同 时把脉冲停止了。在高电平上接上一个开关，让它接到一个JK触发器上，同时把JK触发器的JK端接1,让它实现触发功能。让它的 Q端输出到秒计数器的清 零端，这样刚开机或者再按一下开机键就可以对秒计数器清零。把JK触发器的Q反端和从分计数器借位端Bo反相出来的信号接到一个与非门上，从与非门出 来的信号接到分计数器的 DOW端来保证置数的时候DOW是高电平。但是如果仅 是这样的话，当置数完成再一次按开机键如图中的J3所示时，没有脉冲信号输入到秒计数器的DOW端, 192并不可以工作。我们可以把脉冲和 JK触发器 Q反端接到一个与门上，然后把它上输出端接到秒计数器的
13、DOW端以控制计数。先歇息一下。现在的问题是，循环的发光二极管没有受到控制键的控制， 所以还 得把受到控制的从与门U12出来的信号输出到移位存放器194的时钟信号CLK 上。最后要解决一个大问题，当所置的洗衣时间完成后，要发出报警并自动清零。至 于报警电路我们知道当计数器全为零的时候，从秒位会发出一个借位信号，一直接到十分位上去，十分位会发出一个借位信号，我们可以用这个信号来作为报警 并清零的信号，平时192的借位端保持的是高电平，当有借位信号时，其变成0， 我们在分十位借位端接一个非门，再把它和分位的CLR端一起接到一个与门，也 需要把它接到一个JK触发器U10上作为其时钟信号，其后再接到单稳态电路 的输入端TRI，单稳态的输出端接到蜂鸣器上。而该与门U14的另一输入端 接在控制开关J3上，与门出去仍然接在JK触发器U9上，这样当洗衣时间完成 后，十分计数器的借位端 Bo端发出的0信号就可以经过以上路径而变成1到达 与门U14,同时JK触发器U10得到一个触发信号而输出到单稳态，从而发出报 警声，但一段时间后其自动停止。同时 U14发出的1信号使U9发出1信号而使 秒计数器清零；当然秒脉冲因为 U9端的Q反端的0信号而使其没有输出，这样 原来闪烁的灯不再亮了。到此，一个电路总算还可以了吧，我们有时还需要让它 休息一下，我们改变一下洗衣量时
