洗衣機(jī)控制器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　東 北 石 油 大 學(xué)</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　2012年 3 月2日</p><p>　　東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　課程 EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目 洗衣機(jī)控制器</p><p>　　專業(yè)

2、 電子信息工程 姓名 姜長(zhǎng)劍 學(xué)號(hào)080901140922</p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)洗衣機(jī)控制器，要求洗衣機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停三種狀態(tài)。設(shè)定洗衣機(jī)的工作時(shí)間，要洗衣機(jī)在工作時(shí)間內(nèi)完成：定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20秒暫停10

3、秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時(shí)未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒……”，定時(shí)到則停止，同時(shí)發(fā)出提示音。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)電子定時(shí)器，控制洗衣機(jī)作如下運(yùn)轉(zhuǎn)：定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時(shí)未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒……”，定時(shí)到則停止；</p><p>　　2、若定時(shí)

4、到，則停機(jī)發(fā)出音響信號(hào)；</p><p>　　3、用兩個(gè)數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間（分鐘數(shù)），按倒計(jì)時(shí)方式對(duì)洗滌過程作計(jì)時(shí)顯示，直到時(shí)間到停機(jī)；洗滌過程由“開始”信號(hào)開始；</p><p>　　4、三只LED燈表示“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫?！比齻€(gè)狀態(tài)。</p><p>　　[1] 潘松著.EDA技術(shù)實(shí)用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.</p>

5、<p>　　[2] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.</p><p>　　[3] 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.</p><p>　　完成期限 2012.3.12 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p&g

6、t;　　專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p>　　2012年 2月27日</p><p><b>　　一、總體設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　　首先用電路控制三只LED顯示洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停三種狀態(tài)。然后用電子定時(shí)器

7、控制洗衣機(jī)設(shè)定的工作時(shí)間，以及正傳和反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)間的控制。同時(shí)用兩個(gè)數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間（按分鐘計(jì)數(shù)），按倒計(jì)時(shí)方式對(duì)洗滌過程作計(jì)時(shí)顯示，直到時(shí)間到停機(jī)；洗滌過程由“開始”信號(hào)開始；最后定時(shí)到則停止，同時(shí)用蜂鳴器發(fā)出提示音。通過各種開關(guān)組成控制電路，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。 直至結(jié)束為止。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　洗衣機(jī)控

8、制電路由定時(shí)輸入模塊，電機(jī)輸出模塊，電機(jī)時(shí)間控制模塊，數(shù)字顯示電路，倒計(jì)時(shí)模塊以及報(bào)警器模塊組成。</p><p><b>　　圖一 </b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程</p><p><b>　　1、總體設(shè)計(jì)電路</b></p><p><b>　　電路圖如下所示：&l

9、t;/b></p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　2、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序</p><p>　?。?）定時(shí)輸入模塊：</p><p>　　此模塊是為了實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)能夠定時(shí)輸入的功能，保證洗衣機(jī)能夠正常運(yùn)行。</p><p>　　library IEEE;</p&

10、gt;<p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entity shuru is</p><p>　　Port ( s

11、hu : in std_logic; </p><p>　　hshu: in std_logic;</p><p>　　din : in std_logic; </p><p>　　dout:out std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　dout1:out std_logic_vector(3 do

12、wnto 0)); </p><p>　　end shuru;</p><p>　　architecture Behavioral of shuru is</p><p>　　signal count: std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　signal count1: std_logic_vect

13、or(3 downto 0);</p><p>　　signal count2: std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　signal count3: std_logic_vector(3 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　p

14、rocess(shu,hshu,din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　dout<=count;</p><p>　　dout1<=count1;</p><p>　　if din='1' then</p><p>　　dout&l

15、t;="1111";dout1<="1111";</p><p>　　elsif rising_edge(shu) then</p><p>　　if count="1001" then</p><p>　　count<="0000";</p><p>

16、;<b>　　else</b></p><p>　　count<=count+1;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if rising_edge(hshu) then</p&

17、gt;<p>　　if count1="0110" then</p><p>　　count1<="0000";</p><p><b>　　else</b></p><p>　　count1<=count1+1;</p><p><b>　　e

18、nd if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p>　?。?）電機(jī)時(shí)間控制模塊：</p><p>　　此模塊由一個(gè)累加器和一個(gè)命令控制器組成，用來實(shí)現(xiàn)

19、預(yù)置洗滌時(shí)間的功能，洗滌時(shí)間以分鐘數(shù)為單位，用戶可根據(jù)自己的需求來設(shè)定洗滌時(shí)間的長(zhǎng)短。</p><p>　　library IEEE;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LO

20、GIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entity washmachine is</p><p>　　Port ( clk : in std_logic;</p><p>　　c :out std_logic;</p><p>　　d :out std_logic);</p><p>　　end wa

21、shmachine;</p><p>　　architecture miao20 of washmachine is</p><p>　　signal count: std_logic_vector(2 downto 0); </p><p>　　signal shi: integer range 0 to 60;</p><p><b

22、>　　begin</b></p><p>　　process(clk)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if rising_edge(clk) then</p><p>　　if shi=60 then</p><p>　　shi<=0

23、;c<='1';</p><p>　　else shi<=shi+1;c<='0';</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if count="101" then</p><p>　　count<="0

24、00";</p><p><b>　　d<='1';</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　count<=count+1;</p><p><b>　　d<='0';</b><

25、/p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end miao20;</p><p><b>　?。?）電機(jī)輸出模塊</b></p

26、><p>　　此模塊是為了實(shí)現(xiàn)能夠控制洗衣機(jī)電機(jī)時(shí)間達(dá)到正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停的功能。</p><p>　　library IEEE;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE

27、.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entity dianji is</p><p><b>　　Port ( </b></p><p>　　cc :in std_logic;</p><p>　　dd :out std_logic_vector(1 downto 0);</p&g

28、t;<p>　　deng : out std_logic_vector(2 downto 0));</p><p>　　end dianji;</p><p>　　architecture di of dianji is</p><p>　　signal count : std_logic_vector(2 downto 0);</p>

29、<p>　　signal dian : std_logic_vector(1 downto 0);</p><p>　　signal deng1 : std_logic_vector(2 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　dd <= dian;</p><

30、;p>　　deng<=deng1;</p><p>　　process(cc)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if rising_edge(cc) then</p><p>　　if count = "101" then</p><

31、p>　　count <= "000";</p><p><b>　　else </b></p><p>　　count <= count+1; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if count="000&q

32、uot; then</p><p>　　dian<="01";deng1<="100";</p><p>　　elsif count="010" then</p><p>　　dian<="00";deng1<="010";</p>

33、<p>　　elsif count="011" then</p><p>　　dian<="11" ;deng1<="001";</p><p>　　end if; </p><p><b>　　end if;</b></p><p&

34、gt;　　end process;</p><p><b>　　end di ;</b></p><p>　?。?）數(shù)碼管顯示模塊：</p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，必須將洗衣機(jī)的工作狀態(tài)及工作時(shí)間在數(shù)碼管和指示燈上顯示出來，此模塊是用來控制洗衣機(jī)的工作狀態(tài)及工作的頻率，并把工作狀態(tài)及工作時(shí)間顯示出來。</p><p&

35、gt;　　library IEEE;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entity shuma is</p

36、><p>　　Port (din:in std_logic_vector(3 downto 0 ); </p><p>　　dout:out std_logic_vector(6 downto 0) ); </p><p>　　end shuma;</p><p>　　architecture Behavioral of shuma is&

37、lt;/p><p><b>　　begin</b></p><p>　　process(din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case din is</p><p>　　when "0000" => dout<

38、;="0000001";--0</p><p>　　when "0001" => dout<="1001111";--1</p><p>　　when "0010" => dout<="0010010";--2</p><p>　　when &

39、quot;0011" => dout<="0000110";--3</p><p>　　when "0100" => dout<="1001100"; --4</p><p>　　when "0101" => dout<="0100100";--

40、5</p><p>　　when "0110" => dout<="0100000";--6</p><p>　　when "0111" => dout<="0001111";--7</p><p>　　when "1000" => do

41、ut<="0000000";--8</p><p>　　when "1001" => dout<="0000100";--9</p><p>　　when others => dout<="1111111";</p><p><b>　　end c

42、ase;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　（5）倒計(jì)時(shí)模塊：</b></p><p>　　由于洗衣機(jī)有工作時(shí)間，必須要一模塊來控制它的工作時(shí)間范圍，當(dāng)洗衣機(jī)開始工作后，減法計(jì)數(shù)器即會(huì)實(shí)現(xiàn)減數(shù)功能，直到時(shí)間減到

43、零，洗衣機(jī)便停止工作。</p><p>　　library IEEE;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><

44、;p>　　entity hui is</p><p>　　Port ( jian : in std_logic;</p><p>　　reset : in std_logic;</p><p>　　din : in std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　dout : out std_logic_

45、vector(3 downto 0);</p><p>　　c:out std_logic);</p><p><b>　　end hui;</b></p><p>　　architecture Behavioral of hui is</p><p>　　signal count : std_logic_vector(

46、3 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　dout <= count;</p><p>　　process(jian,reset,din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if re

47、set='1'then</p><p>　　count <= din ;</p><p><b>　　c<='0';</b></p><p>　　elsif rising_edge(jian) then</p><p>　　if count = "0000"

48、 then</p><p>　　count <= "1001";</p><p><b>　　c<='1';</b></p><p><b>　　else </b></p><p>　　count <= count-1;</p>&

49、lt;p><b>　　c<='0';</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;&l

50、t;/p><p>　　library IEEE;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;</p><p>　　use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;</p><p>　　entit

51、y hui1 is</p><p>　　Port ( jian : in std_logic;</p><p>　　reset : in std_logic;</p><p>　　din : in std_logic_vector(3 downto 0);</p><p>　　dout : out std_logic_vector(3 dow

52、nto 0);</p><p>　　c:out std_logic);</p><p><b>　　end hui1;</b></p><p>　　architecture Behavioral of hui1 is</p><p>　　signal count : std_logic_vector(3 downto 0

53、);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　dout <= count;</p><p>　　process(jian,reset,din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if reset='1

54、'then</p><p>　　count <= din ;</p><p><b>　　c<='0';</b></p><p>　　elsif rising_edge(jian) then</p><p>　　if count = "0000" then</

55、p><p><b>　　c<='1';</b></p><p><b>　　else </b></p><p>　　count <= count-1;</p><p><b>　　c<='0';</b></p><

56、;p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end Behavioral;</p><p><b>　　報(bào)警器模塊：</b></p><

57、p>　　當(dāng)洗滌時(shí)間結(jié)束時(shí)，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)聲，以此提醒用戶洗滌工作完成，此模塊就是實(shí)現(xiàn)此功能。</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_undigned.all;</p><p>　　en

58、tity warming is</p><p>　　port(clk:in std_logic;</p><p>　　finishc: in std_logic;</p><p>　　warn:out std_logic);</p><p>　　end warming;</p><p>　　Architecture s

59、ix of warming is</p><p><b>　　begin </b></p><p>　　process(clk)</p><p><b>　　Begin</b></p><p>　　If finishc=’1’then warn<=clk;</p><p&g

60、t;　　Else warn<=’0’;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p><b>　　end;</b></p><p>　　3、仿真及仿真結(jié)果分析</p><p>　　EDA工具在EDA技術(shù)

61、應(yīng)用中占據(jù)極其重要的位置，EDA的核心是利用計(jì)算機(jī)完成電子設(shè)計(jì)全程自動(dòng)化，因此基于計(jì)算機(jī)環(huán)境的EDA軟件的支持是必不可少的。此次設(shè)計(jì)所用EDA工具是由著名的Alter公司生產(chǎn)的MAX＋plusⅡ工具軟件，它是一種集成的開發(fā)環(huán)境，支持原理圖、VHDL和Verilog語言文本文件，以及波形文件作為設(shè)計(jì)輸入，并支持這些文件的人以混合設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）定時(shí)輸入仿真：</p><p>

62、;　　（2）電機(jī)時(shí)間控制模塊：</p><p><b>　?。?）電機(jī)仿真：</b></p><p>　　（4）數(shù)碼顯示仿真：</p><p><b>　?。?）倒計(jì)時(shí)仿真：</b></p><p><b>　　（6）總體仿真：</b></p><p>

63、<b>　　4、實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　通過幾天的調(diào)試，調(diào)試結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。實(shí)現(xiàn)功能如下：定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時(shí)未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒……”，時(shí)間控制正常。三只LED管也能顯示“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫?！比齻€(gè)狀態(tài)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，數(shù)碼管也能顯示倒計(jì)時(shí)間。最后當(dāng)定時(shí)達(dá)到時(shí)，蜂鳴器發(fā)出響聲報(bào)警。</p><p><

64、b>　　三、結(jié)論及心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正地更好去理解知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。從查閱相關(guān)的資料到自己設(shè)計(jì)總體方案，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是在對(duì)以往知識(shí)學(xué)習(xí)掌握的復(fù)習(xí)，歸納總結(jié)以及提升，EDA以硬件描述語言VHDL為系統(tǒng)描述手

65、段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)的完成邏輯編譯，邏輯化簡(jiǎn)，邏輯分割，邏輯綜合。結(jié)構(gòu)綜合，以及邏輯優(yōu)化和仿真測(cè)試，直至實(shí)現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。在設(shè)計(jì)過程中，我意識(shí)到了自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的不足之處。 這就要求我不斷的去復(fù)習(xí)課本，以便更好的來完成本次課程設(shè)計(jì)。但是，在進(jìn)行編譯運(yùn)行時(shí)，就出現(xiàn)了諸多錯(cuò)誤。使得整個(gè)程序無法繼續(xù)運(yùn)行。這時(shí)自己就得有充足的耐心，一點(diǎn)點(diǎn)的調(diào)試，檢查。</p><p><b>　　參考資料</

66、b></p><p>　　[1] 潘松著.EDA技術(shù)實(shí)用教程(第二版). 北京：科學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[2] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.</p><p>　　[3] 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.</p><p>　　[4] 譚會(huì)生，張昌凡.EDA

67、技術(shù)及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[5] 潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程.北京：科學(xué)出版社，2002.</p><p>　　東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表</p><p>　　指導(dǎo)教師： 2012年 3 月 5 日</p