eda課程設(shè)計(jì)---洗衣機(jī)控制器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　題目： 洗衣機(jī)控制器 </p><p>　　學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 </p><p>　　年級(jí)專業(yè)： 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系）：電氣工程學(xué)院

2、 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。</p><p>　　2012年 12月 13 日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 摘要……………………………………………………

3、…………………………1</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)思路……………………………………………………………………2 </p><p>　　第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1 8分鐘倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)……………………………………………………………3</p><p>　　3

4、.2 55秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………6</p><p>　　3.3 整體的電路設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………8</p><p>　　第4章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試……………………………………………………10</p><p>　　第5章 總結(jié) ………………………………………………………………………

5、………11</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………12</p><p><b>　　洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　第1章 摘要</b></p><p>　　本文是洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)，主要是針對倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，提出了

6、總體的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，主要運(yùn)用了74168減法計(jì)數(shù)功能，一個(gè)模塊一個(gè)模塊的完成設(shè)計(jì)，并通過仿真保證設(shè)計(jì)的正確性，最后組裝電路，管腳鎖定，并調(diào)試成功。</p><p>　　設(shè)計(jì)過程采用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，先分析任務(wù)書，明確任務(wù)的要求，根據(jù)具體的要求進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)模塊，然后進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后進(jìn)行波形仿真。</p><p>　　要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)

7、的8分鐘倒計(jì)時(shí)功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的8進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器功能實(shí)現(xiàn)的，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計(jì)時(shí)模塊。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的55秒倒計(jì)時(shí)，本文用也是用74168的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信

8、號(hào)，高位開始動(dòng)作。</p><p>　　最后將兩個(gè)倒計(jì)時(shí)模塊進(jìn)行封裝，在利用74157對三個(gè)數(shù)碼顯示管要顯示的數(shù)字進(jìn)行選擇。</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　本設(shè)計(jì)用2個(gè)撥碼開關(guān)設(shè)置洗衣機(jī)的工作方式：洗衣、甩干。 因?yàn)闀r(shí)鐘倒計(jì)時(shí)，所以需要將1HZ的脈沖信號(hào)給8分鐘倒計(jì)時(shí)模塊（或者55秒倒計(jì)時(shí)模塊），控制端控制倒計(jì)時(shí)模塊的啟動(dòng)和暫停，

9、當(dāng)控制端電位為高電平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模塊停止工作，當(dāng)控制端電位為低地點(diǎn)平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模塊停止工作并自動(dòng)重新置數(shù)。計(jì)時(shí)信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼管顯示出來。當(dāng)8分鐘(或者55秒)倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時(shí)，計(jì)時(shí)模塊停止工作。</p><p>　　要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)的8分鐘倒計(jì)時(shí)功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的8進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器功能實(shí)現(xiàn)的，低位

10、計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計(jì)時(shí)模塊。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的55秒倒計(jì)時(shí)，本文用74168來實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74168來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位開始動(dòng)作。</p><p><b>　　第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p>

11、<p>　　一、6分鐘倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的題目要求洗衣機(jī)的洗衣時(shí)間是6分鐘，要實(shí)現(xiàn)6分鐘的倒計(jì)時(shí)，我用的是3片74168通過級(jí)聯(lián)的方法來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　?。?）74168的功能</p><p>　　74168是同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，各引腳功能：</p><p>　　D0、D1、D2、D3為輸

12、入端。 Q0、Q1、Q2、Q3為輸出端。</p><p>　　LDN為置數(shù)端且低電平有效。 CLK為時(shí)鐘脈沖，實(shí)驗(yàn)時(shí)接1HZ脈沖信號(hào)。</p><p>　　U/DN為計(jì)數(shù)控制方式，當(dāng)其為低電平時(shí)進(jìn)行減數(shù)。</p><p>　　ENPN、ENTN為使始能端，當(dāng)其為低電平時(shí)計(jì)數(shù)，高電平時(shí)保持。</p><p&g

13、t;　　74168真值表如下圖：</p><p>　　通觀察74168的真值表發(fā)現(xiàn)，LDN端為低電平時(shí)該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù)，LDN端為高平時(shí)，并且ENTN與ENPN同時(shí)為低電平，U/DN為低電平時(shí)開始減法計(jì)數(shù)。Tcn端在減法計(jì)數(shù)器的狀態(tài)下，當(dāng)Q1，Q2，Q3，Q4全部是0時(shí)，輸出一個(gè)低電平。</p><p>　?。?）8分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)電路</p><p>　　如

14、上電路圖所示，當(dāng)控制端LDN為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器置數(shù)，左邊秒位上輸出為9，上面十分秒輸出為9，右面的分位上輸出5，當(dāng)控制端LDN為高電平,ENTN 、ENPNU、/DN同為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開始做減法計(jì)數(shù)工作，且在脈沖上升沿觸發(fā)，秒位從9遞減到0，即輸出為0000時(shí)，給十分秒位一個(gè)借位信號(hào)，用一個(gè)四輸入的或門實(shí)現(xiàn)這一功能，只有當(dāng)輸入全為零時(shí)或門的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時(shí)十分秒位進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，直到

15、十分秒和秒位上通過或門輸出1時(shí)給分位上一個(gè)借位信號(hào)，使74168的使能端為低電平有效，此時(shí)分為上進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，直到3個(gè)74168皆輸出0000時(shí)，使倒計(jì)時(shí)器停止工作。并且可以通過對名字為01的引腳的電平的控制來實(shí)現(xiàn)緊急情況下的手動(dòng)停止。</p><p>　　下面為6分鐘倒計(jì)時(shí)器的仿真波形</p><p><b>　　開始時(shí)的波形</b></p&

16、gt;<p><b>　　尾波形段的</b></p><p>　　當(dāng)洗衣機(jī)在洗衣工作狀態(tài)下手動(dòng)停止時(shí)的波形</p><p>　　將6分鐘倒計(jì)時(shí)器封裝成名為bafen的芯片。</p><p>　　二 55秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）74168的功能（同上，略）</p><p

17、>　?。?）55秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)電路圖</p><p>　　如上電路圖所示，當(dāng)LDN為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器置數(shù)，上面的低電位輸出為5，下面的高電位輸出為5，當(dāng)控制端LDN為高電平時(shí)，ENTN 、ENPNU、/DN為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開始工作，且在脈沖上升沿觸發(fā)，低電位由5減到0，再變化到1001時(shí)，使高電位74168的CLK完成從0到1的跳變得到一個(gè)上升沿，使得高電位減一，當(dāng)高電位與低電位同時(shí)為零的話由或非門的控

18、制使得計(jì)數(shù)器停止工作。當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)將引腳名為jiting的輸入停止端置1，使計(jì)數(shù)器立即暫停。</p><p>　　下面為55秒倒計(jì)時(shí)器的波形仿真圖當(dāng)洗衣機(jī)正常工作時(shí)波形為</p><p>　　將55秒倒計(jì)時(shí)器封裝成名為55miaoxin的芯片。</p><p><b>　　三 整體的電路設(shè)計(jì)</b></p><p>

19、;　　因?yàn)楸菊n設(shè)要求使用三個(gè)數(shù)碼顯示管，所以在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中加入了數(shù)據(jù)選擇器來控制8分鐘倒計(jì)時(shí)器和55秒倒計(jì)時(shí)器共用的顯示管。</p><p><b>　　總電路圖如下</b></p><p>　　如上圖所示，用三片74157來選擇數(shù)碼顯示管顯示的是8分鐘倒計(jì)時(shí)器還是55秒倒計(jì)時(shí)器，用引腳名為ab的輸入來控制選擇數(shù)據(jù)，并且通過或門的連接使得當(dāng)洗衣時(shí)即8分鐘倒計(jì)時(shí)器工

20、作時(shí)LED1燈亮，當(dāng)甩干時(shí)即55秒倒計(jì)時(shí)器工作時(shí)LED4亮。</p><p>　　第四章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過了這一周的努力設(shè)計(jì)與思考，最終在實(shí)驗(yàn)箱上完成了洗衣機(jī)的控制器的設(shè)計(jì)，期間遇到了許多的問題比如芯片的選擇，反饋控制使計(jì)數(shù)停止，緊急手動(dòng)停止功能的實(shí)現(xiàn)等等，

21、這些問題讓我煩惱了一陣，尤其是在設(shè)計(jì)完成時(shí)check時(shí)遇到錯(cuò)誤。但是最終我在老師的幫助下解決了這些問題，完成了電路設(shè)計(jì)，成功上箱。</p><p>　　這一周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，也是我倒現(xiàn)在為止課程設(shè)計(jì)中最難的一科，首先要學(xué)習(xí)一個(gè)陌生軟件的應(yīng)用，然后按照課設(shè)的要求完成題目并且要保證其功能性和正確性，往往一些小的細(xì)節(jié)不注意比如命名重復(fù)等就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且自己還找不到錯(cuò)誤的緣由。最后要上箱檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性及

22、是否達(dá)到要求。在此過程中我有一些心得：</p><p>　　1.設(shè)計(jì)初期要明確題目的要求，根據(jù)要求去思考，構(gòu)思大題的思路，并且了解課設(shè)過程可能要用到的芯片的功能及用法，可以在練習(xí)紙上將所要的邏輯進(jìn)行抽象，演練，要思考全面，盡量避免在用軟件設(shè)計(jì)過程中一次一次的改動(dòng)。</p><p>　　2.方案確定后再開始設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要注意對芯片的反饋控制及課程設(shè)計(jì)要求的緊急手動(dòng)停止功能。</p>

23、;<p>　　3. 在設(shè)計(jì)某些模塊的時(shí)候無法把握住整體，這時(shí)可以先進(jìn)行小部分功能的實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然可能會(huì)多花一些時(shí)間，但這比空想要有效的多。</p><p>　　4. 盡可能是電路連線有序，模塊之間關(guān)系清楚，既利于自己修改，也利于與別人交流。</p><p>　　5. 注意多與同學(xué)交流意見，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路。</p><

24、p>　　總之，要完成實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在理論的指導(dǎo)下完成的，并且設(shè)計(jì)過程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如數(shù)據(jù)選擇器，減法計(jì)數(shù)器等。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用到了實(shí)踐中，通過設(shè)計(jì)，不但加深了自己對理論知識(shí)的理解和掌握，還加深了自己動(dòng)手操作的能力。當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程遇到的挫折帶給我的不僅僅是悲痛的挫敗感，更重要的是會(huì)給自己帶來了一份成功時(shí)的喜悅，無形之中增加了我的自信心，讓我在以后的大學(xué)生活中更加自信堅(jiān)定的去面對每一困難與