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1、目录一设计总体思路，基本原理和框图. 11.设计总体思路. 12.基本原理 . 13.系统设计框图. 2二 .单元电路设计 . 31.一百进制分计数器和六十秒计数器的设计. 3（1）分、秒计数器的设计. 3(2) 分、秒计数器的电路图 . 42.秒脉冲发生器. 6（1）秒脉冲发生器原理. 63.循环控制电路. 7（ 1）其基本原理简述 . 7（ 2）其原理图 . 94.单稳态延时电路. 105。总控制电路. 11三。总电路图 . 14四。安装调试步骤. 15五。故障分析与电路改进. 16六。总结与调试体会. 19七。附录 (元器件清单 ). 20八。参考文献 . 21电气与信息工程系课程设计评
2、分表. 22一设计总体思路，基本原理和框图1.设计总体思路从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，实际上没有电机给我们接上，这回要用四个 LED 灯的状态来表示，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，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。接下来脉冲是一定的了，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要60 分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有个问题， 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、低成本的设计原则，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
3、单稳态电路来实现。看起来还不错啊， 如果这样想那就嫌早了点，还有一个问题要解决：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行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、 出成果的时间会比别人晚，但是要设计一个真正可以让用户用放心使用的产品，还得这样做。 尤其是最后的循环电路用两个 194 一定可以很容易实现。现在大体上就这样计划，下面说说基本原理。2.基本原理首先， 从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后
4、进入秒计数器进行秒计数，进行清零，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寄存器后， LED 灯表示出电机运转状态；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零；同时电机指示灯熄灭。3.系统设计框图如下所示：二.单元电路设计1.一百进制分计数器和六十秒计数器的设计（1）分、秒计数器的设计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,DOWN 端接到
5、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。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
6、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，这些计数器工作，其中的清零端CR 要处于低电平，置数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/QD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
7、 端来进行外部置数，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) 分、秒计数器的电路图其图如下：2.秒脉冲发生器（1）秒脉冲发生器原理我们搜需要的秒脉冲发生器可以由一个集成的555 定时器构成，当电源接通后，VCC 通过对 R1、 R2 向电容充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上升到2/3VCC时，输电压VO 为零，电容放电。当电压下降到1/3VCC 时，输出电平为高电平，电容放电结束。这样周而复始便形成了振荡。我们要的周期是1 秒，频率是1 赫兹。周期T 可以由下面的公式可知：T 0.7（R1+R2 ）
8、 C选取： R1=68K R2=75K C=10uF(2) 其原理图如下所示3.循环控制电路（1）其基本原理简述还是采用我们方法， 把秒十位上的数提出来作为循环控制系统的输入信号， 秒位上的都是相同的，可以不管。我们的目标是把秒十位上输出的二进制数转化成两位三个数：SoS1状态10右移11闪烁01左移501014010030011200101000100000状态转换表现在我们把秒十位192 的 QA 、QB 接上一个异或门，QC 接上一个反相器，然后把它们出来的信号接到一个与非门后再接到 So 端，把反相器出来的信号输入到 S1 端；这样就实现了上述要求。 当我们开机时， 计数器时被清零的，
9、 QA 、QB 、QC 没有输出， 这时输出的是 000，194 的 So、S1 为 11，移位寄存器置数为 0010。当 192 输出的是0101 时， So、S1 为 10，移位寄存器右移动作，因为So、S1 的两端接一个与非门出1，再通过一个接在194QB 端的与门，结果输出来到发光二极管的还是高电平（如下图所示）；从节点 46 输出，经过反相器到达节点 48 的是低电平与门U28 没有输出脉冲，所以194 做右移直到下一个状态的到来。显然当 192 的输出是 0100 是也是一样的。当输出是0011 时， So、 S1 的状态是 11， 194 处于并行置数， 其 QB 端输出一个高电
10、平1，与此同时， 从 So、S1 输出的两个 1 进入与非门 U27，但是在节点 46 是一个低电平0，所以节点 44 没有高电平输出。 而节点 46 为高电平 1，这时通过 U28 的脉冲信号可以输出了，与U28 的或门 U22、 U23、 U24、 U25、 U26 就可以输出脉冲信号到发光二极管实现闪烁；当192 输出的是 0010时， So、S1 状态从 11 变为 01，移位寄存器 192 做左移循环，在脉冲的输入下。同右移一样，从So、S1 输出到 U27 再出来的是一个高电平 1，所以与门U26 输出高电平； 当计数器192 输出的是 0001时，还是和 0010时一样； 最后当
11、 192 输出是0000 时，其又和输出 0011 时一样， 移位寄存器194 处于置数状态，放光二极管闪烁。到此，提取信号、循环电路完成。（2）其原理图4.单稳态延时电路其原理图5。总控制电路现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DOWN 端要为高电平， 且秒计数器要为零， 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
