課程設(shè)計(jì)---洗衣機(jī)控制電路

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖1</p><p>　　1.設(shè)計(jì)總體思路1</p><p><b>　　2.基本原理2</b></p><p>　　3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2</p><p>　　二.單元電路設(shè)計(jì)

2、3</p><p>　　1.一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)3</p><p>　　（1）分、秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)3</p><p>　　(2)分、秒計(jì)數(shù)器的電路圖4</p><p>　　2.秒脈沖發(fā)生器5</p><p>　　（1）秒脈沖發(fā)生器原理5</p><p>　　(2)其原理

3、圖如下所示5</p><p>　　3.循環(huán)控制電路6</p><p>　　（1）其基本原理簡(jiǎn)述6</p><p><b>　?。?）其原理圖7</b></p><p>　　4.單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路8</p><p><b>　　5.總控制電路9</b></p>

4、;<p><b>　　三.總電路圖10</b></p><p>　　四.小結(jié)與體會(huì)10</p><p>　　五.附錄(元器件清單)12</p><p><b>　　六.參考文獻(xiàn)12</b></p><p>　　一．設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖</p><p&

5、gt;<b>　　1.設(shè)計(jì)總體思路</b></p><p>　　從課程設(shè)計(jì)要求來(lái)看，要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、暫停，可以用用四個(gè)LED燈的狀態(tài)來(lái)表示，當(dāng)顯示時(shí)間前20秒正傳、暫停10秒、反轉(zhuǎn)20秒、再暫停10秒，如此一來(lái)，周期恰好是60秒，理所當(dāng)然的分鐘計(jì)數(shù)器、秒計(jì)數(shù)器是一定要有的。接下來(lái)脈沖是一定的了，但是有分鐘計(jì)數(shù)器和秒鐘計(jì)數(shù)器還要考慮是不是要60分頻器，就我們所學(xué)過(guò)的來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)循環(huán)有移位

6、寄存器；還有個(gè)問(wèn)題，當(dāng)洗滌時(shí)間到了，報(bào)警還要一個(gè)報(bào)警電路，根據(jù)人性化、自動(dòng)化、低成本的設(shè)計(jì)原則，報(bào)警的蜂鳴器不可以長(zhǎng)時(shí)間的叫，要有個(gè)合理的時(shí)間，我們可以用一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。看起來(lái)還不錯(cuò)啊，如果這樣想那就嫌早了點(diǎn)，還有一個(gè)問(wèn)題要解決：如何提取時(shí)間并使循環(huán)電路工作的信號(hào)?方案有兩種：一是直接從數(shù)值上進(jìn)行提取信號(hào)來(lái)控制一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)的74LS194來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一種是制作一個(gè)二十進(jìn)制到十進(jìn)制的循環(huán)轉(zhuǎn)化來(lái)把這一分鐘走完，但是從電路的復(fù)雜程度和

7、經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，顯然后者太過(guò)于復(fù)雜，也不利于接線和排故障，雖然難度會(huì)大一些、出成果的時(shí)間會(huì)比別人晚，但是要設(shè)計(jì)一個(gè)真正可以讓用戶用放心使用的產(chǎn)品，還得這樣做。尤其是最后的循環(huán)電路用兩個(gè)194一定可以很容易實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在大體上就這樣計(jì)劃，下</p><p><b>　　2.基本原理</b></p><p>　　首先，從秒脈沖出來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)控制電路后進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行秒計(jì)數(shù)，

8、進(jìn)行清零，這時(shí)用戶置入洗滌時(shí)間，并按開(kāi)始按鈕，洗衣機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)秒計(jì)數(shù)器變?yōu)榱愕臅r(shí)候，去分鐘計(jì)數(shù)器上面借數(shù)；與此同時(shí)，從十秒位轉(zhuǎn)化出來(lái)的信號(hào)進(jìn)入移位寄存器后，LED燈表示出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)用戶設(shè)定的洗滌時(shí)間結(jié)束后，電路報(bào)警并清零；同時(shí)電機(jī)指示燈熄滅。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　如下所示：</b&g

9、t;</p><p><b>　　二.單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）分、秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖和進(jìn)制不同而已，我們用四片74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能

10、，我們要的只是減計(jì)數(shù)，所以我們把它的UP端接到高電平上去,DOWN端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端B、C端接到高電平上，即從輸入端置入0110（十進(jìn)制的6），秒十位的LD端和借位端BO聯(lián)在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的192開(kāi)始從9減到0；這時(shí)，它的借位端BO會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計(jì)數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時(shí)候，秒十位的BO

11、發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DOWN為零時(shí)，置數(shù)端LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個(gè)DOWN脈沖來(lái)到時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)減計(jì)數(shù)工作中。</p><p>　　對(duì)于分計(jì)數(shù)來(lái)說(shuō)，道理也是一樣的；只是要求，當(dāng)秒計(jì)數(shù)完成了，分可以自動(dòng)減少，需要把秒十位的借位端BO端接到分計(jì)數(shù)的DOWN端作為分計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)上的借位。當(dāng)然，這些計(jì)數(shù)器工作，其中的清零端CR要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時(shí)要處于高電平。這是一個(gè)獨(dú)立

12、工作的最高可以顯示101分鐘的計(jì)時(shí)器。把四個(gè)192的QA/QB/QC/QD都接到外部的顯示電路上就可以看到時(shí)間的顯示了。作為洗衣機(jī)控制器的一個(gè)模塊，它還得有一定的接口來(lái)和其他的模塊連接在一起協(xié)調(diào)工作，分計(jì)數(shù)的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，所以當(dāng)要從外部把它們強(qiáng)制清零時(shí)，可以用一個(gè)三極管（NPN）或者兩個(gè)或門(mén)就可以實(shí)現(xiàn)該功能。還有我們可以利用分計(jì)數(shù)的UP端來(lái)進(jìn)行外部置數(shù)，當(dāng)把它們各接到一個(gè)低觸發(fā)（平時(shí)保持高電平，外

13、部給一個(gè)力就輸入一個(gè)低電平）的脈沖上 就可以實(shí)現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。</p><p>　　(2)分、秒計(jì)數(shù)器的電路圖</p><p><b>　　其圖如下：</b></p><p><b>　　2.秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　?。?）秒脈沖發(fā)生器原理 </p><p&

14、gt;　　我們搜需要的秒脈沖發(fā)生器可以由一個(gè)集成的555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)電源接通后，VCC通過(guò)對(duì)R1、R2向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)電容上的電壓上身到2/3VCC時(shí)，輸電壓VO為零，電容放電。當(dāng)電壓下降到1/3VCC時(shí)，輸出電平為高電平，電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。我們要的周期是1秒，頻率是1赫茲。周期T可以由下面的公式可知：</p><p>　　T＝R1.R2lnC</p>

15、;<p>　　(2)其原理圖如下所示</p><p><b>　　3.循環(huán)控制電路</b></p><p>　?。?）其基本原理簡(jiǎn)述</p><p>　　還是采用我們方法，把秒十位上的數(shù)提出來(lái)作為循環(huán)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，秒位上的都是相同的，可以不管。我們的目標(biāo)是把秒十位上輸出的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成兩位三個(gè)數(shù)：</p>&l

16、t;p>　　現(xiàn)在我們把192的QA、QB接上一個(gè)異或門(mén)，QC接上一個(gè)反相器，然后把它們出來(lái)的信號(hào)接到一個(gè)與非門(mén)后再接到So端，把反相器出來(lái)的信號(hào)輸入到S1端；這樣就實(shí)現(xiàn)了上述要求。當(dāng)我們開(kāi)機(jī)時(shí)，計(jì)數(shù)器時(shí)被清零的，QA、QB、QC沒(méi)有輸出，這時(shí)輸出的是000，194的So、S1為11，移位寄存器置數(shù)為0010。當(dāng)192輸出的是0101時(shí)，So、S1為10，移位寄存器右移動(dòng)作，因?yàn)镾o、S1的兩端接一個(gè)與非門(mén)出1，再通過(guò)一個(gè)接在194

17、QB端的與門(mén)，結(jié)果輸出來(lái)到發(fā)光二極管的還是高電平（如下圖所示）；從節(jié)點(diǎn)46輸出，經(jīng)過(guò)反相器到達(dá)節(jié)點(diǎn)48的是低電平與門(mén)U28沒(méi)有輸出脈沖，所以194做右移直到下一個(gè)狀態(tài)的到來(lái)。顯然當(dāng)192的輸出是0100是也是一樣的。當(dāng)輸出是0011時(shí)，So、S1的狀態(tài)是11，194處于并行置數(shù)，其QB端輸出一個(gè)高電平1，與此同時(shí)，從So、S1輸出的兩個(gè)1進(jìn)入與非門(mén)U27，但是在節(jié)點(diǎn)46是一個(gè)低電平0，所以節(jié)點(diǎn)44沒(méi)有高電平輸出。而節(jié)點(diǎn)46為高電平1，這

18、時(shí)通過(guò)U28的脈沖信號(hào)可以輸出了，與U28的或門(mén)U22、U23、U24、U25、U26就可以輸出脈沖信號(hào)到發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)閃爍；當(dāng)192輸出</p><p><b>　?。?）其原理圖</b></p><p><b>　　4.單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路</b></p><p><b>　　其原理圖</b></

19、p><p><b>　　5.總控制電路</b></p><p>　　現(xiàn)在各單元電路完成了，最后要把它們有效的結(jié)合起來(lái)聯(lián)合工作，實(shí)現(xiàn)目的功能。我們要求在給分鐘置數(shù)的同時(shí)秒要顯示為零；外部還要有強(qiáng)制停止并清零；還有暫停功能。</p><p>　　對(duì)于置數(shù)來(lái)說(shuō)，我們可以在分鐘計(jì)數(shù)器的UP端到高電平之間各用一個(gè)開(kāi)關(guān)接上，就當(dāng)給它一個(gè)低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器就往上增

20、加1。但時(shí)，192要求在UP端工作的同時(shí)，其DOWN端要為高電平，且秒計(jì)數(shù)器要為零，我們可以讓秒計(jì)數(shù)器清零，同時(shí)把脈沖停止了。在高電平上接上一個(gè)開(kāi)關(guān)，讓它接到一個(gè)JK觸發(fā)器上，同時(shí)把JK觸發(fā)器的JK端接1，讓它實(shí)現(xiàn)觸發(fā)功能。讓它的Q端輸出到秒計(jì)數(shù)器的清零端，這樣剛開(kāi)機(jī)或者再按一下開(kāi)機(jī)鍵就可以對(duì)秒計(jì)數(shù)器清零。把JK觸發(fā)器的Q反端和從分計(jì)數(shù)器借位端Bo反相出來(lái)的信號(hào)接到一個(gè)與非門(mén)上，從與非門(mén)出來(lái)的信號(hào)接到分計(jì)數(shù)器的DOWN端來(lái)保證置數(shù)的時(shí)候

21、DOWN是高電平。但是如果僅是這樣的話，當(dāng)置數(shù)完成再一次按開(kāi)機(jī)鍵（如圖中的J3所示）時(shí)，沒(méi)有脈沖信號(hào)輸入到秒計(jì)數(shù)器的DOWN端，192并不可以工作。我們可以把脈沖和JK觸發(fā)器Q反端接到一個(gè)與門(mén)上，然后把它上輸出端接到秒計(jì)數(shù)器的DOWN端以控制計(jì)數(shù)。</p><p>　　先歇息一下。現(xiàn)在的問(wèn)題是，循環(huán)的發(fā)光二極管沒(méi)有受到控制鍵的控制，所以還得把受到控制的從與門(mén)U12出來(lái)的信號(hào)輸出到移位寄存器194的時(shí)鐘信號(hào)CLK上

22、。</p><p>　　最后要解決一個(gè)大問(wèn)題，當(dāng)所置的洗衣時(shí)間完成后，要發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)清零。至于報(bào)警電路我們知道當(dāng)計(jì)數(shù)器全為零的時(shí)候，從秒位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，一直接到十分位上去，十分位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，我們可以用這個(gè)信號(hào)來(lái)作為報(bào)警并清零的信號(hào)，平時(shí)192的借位端保持的是高電平，當(dāng)有借位信號(hào)時(shí)，其變成0，我們?cè)诜质唤栉欢私右粋€(gè)非門(mén)，再把它和分位的CLR端一起接到一個(gè)與門(mén)，也需要把它接到一個(gè)JK觸發(fā)器（U10）

23、上作為其時(shí)鐘信號(hào)，其后再接到單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端TRI，單穩(wěn)態(tài)的輸出端接到蜂鳴器上。而該與門(mén)（U14）的另一輸入端接在控制開(kāi)關(guān)J3上，與門(mén)出去仍然接在JK觸發(fā)器U9上，這樣當(dāng)洗衣時(shí)間完成后，十分計(jì)數(shù)器的借位端Bo端發(fā)出的0信號(hào)就可以經(jīng)過(guò)以上路徑而變成1到達(dá)與門(mén)U14，同時(shí)JK觸發(fā)器U10得到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)而輸出到單穩(wěn)態(tài)，從而發(fā)出報(bào)警聲，但一段時(shí)間后其自動(dòng)停止。同時(shí)U14發(fā)出的1信號(hào)使U9發(fā)出1信號(hào)而使秒計(jì)數(shù)器清零；當(dāng)然秒脈沖因?yàn)閁9端的Q反

24、端的0信號(hào)而使其沒(méi)有輸出，這樣原來(lái)閃爍的燈不再亮了。到此，一個(gè)電路總算還可以了吧，我們有時(shí)還需要讓它休息一下，我們改變一下洗衣量時(shí)，就還需要一個(gè)暫停鍵，這也可以的，只要</p><p>　　現(xiàn)在控制端也連起來(lái)了，這樣，一個(gè)完整的洗衣機(jī)控制電路就完成了。</p><p><b>　　三.總電路圖</b></p><p><b>　　四．

25、小結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)加深了我們對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，并能將其熟練應(yīng)用，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到過(guò)挫折和困難，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)電路連接完卻不能正常運(yùn)行時(shí)大家都很沮喪，但我們又立刻振作起來(lái)，與別組同學(xué)進(jìn)行了探討。課程設(shè)計(jì)很累，但生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的主題。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是以一個(gè)團(tuán)隊(duì)的方式進(jìn)行的，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人

26、也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉了我們這一點(diǎn)，這是非常寶貴的。　　 對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲固然重要，但精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！此次課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益匪淺，今后的

27、制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，收獲最大的是自己主動(dòng)去解決問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)解決方法，學(xué)會(huì)去分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因。當(dāng)無(wú)法出現(xiàn)正確結(jié)果時(shí)，需要耐心的檢查電路仿真，因?yàn)?lt;/p><p>　　五.附錄(元器件清單)</p><p><b>　　六.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 歷雅萍、易