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1、 智能洗衣机控制器设计报告 鑫鑫出品 2010-3-18目录一.设计背景2二功能简介基本功能 2扩展功能 3三模块设计及端口设置主模块main 3工作模式设定模块mode 4进水量设定模块Water_t 4无供水信号产生模块waterless 5危险信号产生模块Unsafe 5洗衣过程控制模块wash 6报警模块alart 7LED灯状态模块LEDs 7模块级连线图 8四电路工作原理 9以s的值为主要状态标志的基本工作流程图 10五Verilog源程序及注释11六小结18一.设计背景。 如今,带有微型控制芯片的家用电器迅速普及。通过用户简单的设定,这些智能家电能自动完成家务,并向用户及时提供反
2、馈信息。这极大地方便了人们的生活。 智能洗衣机是智能家电的代表。用户只需按几个键,智能洗衣机就能自动完成注水、洗衣、排水、甩干等一系列工作,并在发生事故时给予用户报警并作出正确反应,极大减轻用户的洗衣负担,同时保障用户安全。基于以上功能要求,本人进行了智能洗衣机控制器的设计,并作出此设计报告。二功能简介。 基本功能：a.可选5种洗衣模式,列举如下 1强力洗衣模式：工作程序为, 注水-洗衣-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干。 其中洗衣为30分钟； 2普通洗衣模式：工作程序为, 注水-洗衣-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干。 其中洗衣为2
3、0分钟； 3强力洗衣模式：工作程序为, 注水-洗衣-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干。 其中洗衣为10分钟； 4漂洗模式：工作程序为, 注水-漂洗-排水-甩干 -注水-漂洗-排水-甩干。 5甩干模式：工作程序为,甩干。 以上五种模式中，进水时间为1-3分钟,漂洗为5分钟,排水2分钟,甩干3分钟。 b.显示洗衣完成所需时间。 c.用不同LED灯显示洗衣机当前的工作状态（注水、洗衣、排水、甩干）。d.完成洗衣任务时蜂鸣3声提示。 扩展功能：a. 进水量可调。根据衣物的多少,进水时间有1分钟、2分钟、3分钟三个档位,并用一个数码管显示所设时间。b. 进水时无水报警。蜂鸣
4、器发出2秒的报警声,并中止洗衣工作。供水正常后恢复工作。c. 甩干时洗衣机盖被打开则报警。2秒报警声,同时中止甩干操作。重新盖上盖子后恢复工作。d. 有按键音。e. 设有 暂停/继续 键。可随时按下暂停洗衣机的工作。再次按下则继续工作。f. 用两个LED灯标志给电机的控制信号。在洗衣或漂洗时交替闪亮,象征电机顺时针/逆时针转动的转换。g. 用数码管显示当前工作状态（注水、洗衣、排水、甩干）所剩时间。三模块设计及端口设置。 为完成预定功能,设置1个主模块,7个子模块；使用2个时钟信号端口,6个按键,6个数码管和7个LED。 主模块main：调用其他模块，共同完成预定功能。输入端口：CP_1k,C
5、P：分别为1kHz和1Hz方波,分别用于 产生蜂鸣信号 和 系统状态转换及计时的时钟信号； Start,Pause：开始 键和 暂停/继续 键； Set,Speed：功能设定,分别用来设定 工作模式 和 进水量； Open,No_water:警报信号,用来模拟打开洗衣机盖和供水中断事件的发生。输出端口： m3:0,v3:0:数码管显示信号,分别指示工作模式和进水量；Timer7:0,Timer_a7:0：数码管显示信号,分别表示当前过程剩余时间 和 完成所有工作剩余时间。 LED_s,LED_wi,LED_wo,LED_w,LED_d和 LED_l,LED_r：LED驱动信号,分别指示 正在工
6、作、进水、出水、洗衣、甩干 和 电机的顺时针、逆时针旋转 状态。a:蜂鸣信号。用于 报警、提示 有键按下 和 洗衣完成。工作模式设定模块mode:设定工作模式。 输入端口： Set：设定工作模式模式的按键； 输出端口： m3:0:所设定的模式,BCD码,可取1到5的整数； 进水量设定模块Water_t:设定进水量。输入端口： Speed：设定进水量,按键；输出端口： V3:0：所设定的进水时间,BCD码,可取取1到3的整数；无供水信号产生模块waterless：产生无水报警信号。输入端口：No_water:供水中断/恢复信号,按键；输出端口： water_out:供水情况指示量,值为1表示无供
7、水,0表示供水正常； 危险信号产生模块Unsafe：产生危险报警信号。输入端口：Open:洗衣机盖开/合信号,按键；输出端口： danger:洗衣机盖状态指示量,值为1表示打开,0表示关闭； 洗衣过程控制模块wash：控制洗衣过程的转换。输入端口： CP：1Hz时钟信号,来自时钟信号发生器；Start：开始工作命令信号,按键；m：工作模式,来自模块mode；v：进水时间,来自模块Water_t；water_out：供水情况,来自模块waterless；danger：危险状态,来自模块Unsafe；tp：暂停/继续的命令信号；输出端口： p：运行/暂停工作状态量,1表示正在运行,0表示暂停； f
8、inish：工作结束状态量,由0变为1表示工作结束；timer7:0：当前工作过程剩余时间,向上传给main中的Timer；timer_a7:0：完成全部工作剩余时间,传给main中的Timer_a；s2:0：工作状态指示量,从0到5分别指示 进水、洗衣、出水、甩干 和 完成信号有效；c2:0:取1到4,表示当前工作是第几轮； 报警模块alart：产生报警蜂鸣信号。输入端口： CP_1k：1kHz方波信号,用于产生蜂鸣信号,来自信号发生器；CP：1Hz方波信号,用于产生间断的蜂鸣信号,来自信号发生器；Start,Set,Pause ,Speed:按键音有效信号。另外Pause还用于突发情况时人
9、为控制暂停/继续的控制键；No_water,water_out,Open,danger：控制报警音开始/结束的信号,来自模块waterless和Unsafe；finish：完成工作后提示音有效信号,来自模块wash；输入端口： a：报警音驱动信号 tp：暂停/继续信号。tp=1时暂停,tp=0时继续。LED灯状态模块LEDs：控制LED的亮灭。输入端口：s,c:洗衣机的工作状态指示量,用作那个灯亮的判断条件,来自模块wash；p:运行/暂停状态标志量,用于暂停时的闪亮效果,来自模块alart；CP：1Hz方波信号, 造成闪亮效果,来自信号发生器。输出端口：LED指示灯驱动信号。LED_wi：进
10、水； LED_wo：出水； LED_w：洗衣； LED_d：甩干； LED_s：正在运行； LED_l：电机顺时针转； LED_r：逆时针转。用Leonardo综合出的模块级连线图如下：以上子模块端口具体用途在电工作原理中涉及。四电路工作原理。 下面按电路的使用过程对电路工作原理进行描述。1. 按下Set键,在Set上升沿作用下,mode模块被调用,执行的操作是工作模式m增加1。其状态变化如下：m=1m=2m=3m=4m=5 设定好工作模式后,按Speed键设定进水时间,water_t模块被调用,执行的操作是进水时间v增加1。其变化原理与m类似,只是变化范围是1-3分钟。 2.设定完毕,按St
11、art键,洗衣过程开始,这时是wash模块被调用,wash模块中,由状态变量c记录洗衣的轮数（以进水到甩干为一轮）,状态变量s代表当前的工作方式,即s=0为进水,s=1为洗衣,s=2为排水,s=3为甩干,s=4时进行完成提示音信号的延时,其状态转变流程如下：s=0s=1s=2=3s=3s=4=5其中,ok=1是上一任务完成的标志,模式1,2,3中,c初值为4。轮回3次后c=1,s由3变为4,finish置1有效,完成提示音响（由module alart实现）,同时延时计时器启动,计时完毕后,finish=0,提示音停。s=4状态的工作完成后,ok=0,s保持,直到下次启动（Start）再初始化
12、。以s的值为主要状态标志的基本工作流程图： 3.报警功能,主要由alart模块实现。按No_water键,供水中断信号water_out=1有效。如果这时正在进水,则置c_e=1使报警音延时计时器开始计时,同时c_t=1使报警信号有效,开始发出报警音。延时器计时完毕,c_e、c_t复位,报警音关闭,报警结束。但进水工作仍处于中断状态。只有再此按下No_water键,表示供水恢复,则继续进水。 甩干过程中由Open键触发的洗衣机盖被打开的报警原理同上。 工作结束后的提示音由输入的finish信号控制。finish会有3个CP有效,和CP相与后,产生三声提示音。 暂停功能也有alart模块参与,按Pause键后,tp变化,会导致暂停有
