洗衣機(jī)定時(shí)正反轉(zhuǎn)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　洗衣機(jī)定時(shí)正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　一 內(nèi)容提要:</b></p><p>　　洗衣機(jī)完成洗滌過(guò)程，關(guān)鍵是對(duì)洗衣機(jī)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行合理的控制，保證洗滌過(guò)程的有效，節(jié)約，方便等。 本題任務(wù)是：用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)總洗滌時(shí)間、定時(shí)正反轉(zhuǎn)及洗滌強(qiáng)度控制。&

2、lt;/p><p>　　本課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告講述了洗衣機(jī)自動(dòng)正反轉(zhuǎn)的工作原理以及其各個(gè)組成部分，記述了我們小組在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)思路、對(duì)各部分電路設(shè)計(jì)方案的選擇、元器件的篩選、以及對(duì)它們的調(diào)試、對(duì)調(diào)試結(jié)果的分析，到最后得到比較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等個(gè)個(gè)方面。</p><p><b>　　二：設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p>　　完成洗滌

3、電機(jī)實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)→停止→反轉(zhuǎn)→停止→正轉(zhuǎn)→……”的工作循環(huán)。</p><p>　　用倒計(jì)時(shí)的方法，數(shù)字顯示當(dāng)前狀態(tài)的剩余時(shí)間.</p><p>　　3. 洗滌強(qiáng)度分強(qiáng)、弱兩擋。</p><p>　　強(qiáng)檔：正轉(zhuǎn)（10秒）→停（3秒）→反轉(zhuǎn)（10秒）→停（3秒）→正轉(zhuǎn)（10秒）；</p><p>　　弱檔：正轉(zhuǎn)（7秒）→停（3秒）→反轉(zhuǎn)（5秒）→

4、停（3秒）→正轉(zhuǎn)（7秒）。</p><p>　　4.可設(shè)置總的洗滌時(shí)間，總的洗滌時(shí)間結(jié)束時(shí)，有聲光報(bào)警提示。</p><p><b>　　三 設(shè)計(jì)思路及原理</b></p><p>　　從設(shè)計(jì)的要求看，要求實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)暫停，實(shí)際上又沒(méi)有電機(jī)給我們接上，這可以用計(jì)數(shù)器的四個(gè)狀態(tài)來(lái)表示，同時(shí)用四個(gè)LED燈的來(lái)顯示（實(shí)際連電路時(shí)由于過(guò)于復(fù)雜而沒(méi)有接）

5、，此試驗(yàn)可設(shè)置總的洗滌時(shí)間，理所當(dāng)然要用分秒計(jì)數(shù)器。接下來(lái)脈沖是一定的，我們用555單穩(wěn)觸發(fā)器來(lái)作為秒脈沖，用秒的十位接到分的脈沖端，當(dāng)秒的十位需要借位時(shí)表示一分鐘。還有個(gè)問(wèn)題當(dāng)洗滌的時(shí)間到了要報(bào)警，可用發(fā)光二極管或燈來(lái)顯示。強(qiáng)弱檔可用兩片74LS153、一片雙JK觸發(fā)器74LS76和一片74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中前兩者連為四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)分別表示正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)、停，同時(shí)輸出端接到減法器74LS192的輸入端給以置數(shù)，當(dāng)減到0時(shí)輸

6、出接到74LS153的脈沖端進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。如此循環(huán)?？偟南礈鞎r(shí)間另外用四片74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)，分別為秒的個(gè)位、十位；分的個(gè)位、十位。可設(shè)置最長(zhǎng)時(shí)間為99分鐘。(真實(shí)連電路時(shí)只用了兩片作為秒的個(gè)位及十位，總時(shí)間為60秒，方便老師驗(yàn)收檢查一個(gè)周期）?，F(xiàn)在大體上就是這樣，因此可得出洗衣機(jī)系統(tǒng)的框圖如下</p><p><b>　　四:設(shè)計(jì)分析</b></p><p>&

7、lt;b>　　A.分秒計(jì)時(shí)器</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1）實(shí)現(xiàn)以秒的速度進(jìn)行加計(jì)數(shù)循環(huán)，以分的速度進(jìn)行減計(jì)數(shù)循環(huán)</p><p>　　2）實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，以秒的速度預(yù)置定時(shí)的時(shí)間，然后以分的速度進(jìn)行計(jì)時(shí)，時(shí)間過(guò)后應(yīng)鎖定在零的狀態(tài)。</p><p>&

8、lt;b>　　3）實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)功能</b></p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)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)，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)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)

9、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.單元電路分析</b></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，我們用兩片片74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)秒計(jì)數(shù)功能，我們要的只是減計(jì)數(shù)，所

10、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發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DO

11、WN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>　　如果有必要，我們還可以增加兩片74LS192芯片去實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)。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

12、數(shù)端不置數(shù)時(shí)要處于高電平。這是一個(gè)獨(dú)立工作的最高可以顯示99分鐘的計(jì)時(shí)器（實(shí)際只用了兩片74LS192，可以顯示60秒的計(jì)時(shí)）。把74LS192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)或門就可以實(shí)現(xiàn)該功

13、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)低電平）的脈沖上就可以實(shí)現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。（平時(shí)保持高電平，外從0－9的數(shù)字輸入。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>　　附1 74192的引腳圖及功能表：</p><p><b>　　分秒計(jì)數(shù)器電路圖：</b></p><

14、;p>　　B.強(qiáng)弱擋控制電路 </p><p><b>　　1）原理</b></p><p>　　當(dāng)左邊開(kāi)關(guān)A斷開(kāi)時(shí)，秒脈沖信號(hào)送給上面的74LS192，控制強(qiáng)檔工作。帶預(yù)置清零端的雙J-K下降沿觸發(fā)器74LS76經(jīng)過(guò)邏輯功能轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)2Q1Q輸出為00，01,10,11的四循環(huán)跳轉(zhuǎn)，并將這四循環(huán)分別依次作為置數(shù)端置給雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153的BA

15、 端。當(dāng)開(kāi)關(guān)A斷開(kāi)時(shí)，上下兩片74LS153的置數(shù)端1C0 1C1 1C2 1C3 2C0 2C1 2C2 2C3分別為：上片1010 0101 下片0000 1010。第一個(gè)信號(hào)到來(lái)時(shí)，BA為00，上片74LS153輸出端2Y 1Y輸出2C0 1C0的值為0 1，下片74LS153輸出端2Y 1Y輸出2C0 1C0的值為1 0，則可預(yù)置BCD雙時(shí)鐘可逆計(jì)數(shù)器 74LS192 的置數(shù)端DCBA 為1001，輸出端QDQCQBQA在秒脈

16、沖作用下從二進(jìn)制九開(kāi)始進(jìn)行減計(jì)數(shù)。減計(jì)數(shù)至0時(shí)，進(jìn)位輸出端BO給右邊的雙J-K下降沿觸發(fā)器74LS76信號(hào)，使之輸出端2Q1Q跳轉(zhuǎn)至01，經(jīng)過(guò)上述同類的過(guò)程轉(zhuǎn)換，到達(dá)DCBA信號(hào)為0010，此時(shí)之前BO給LOAD端的信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)延遲裝置恰好到達(dá)使74LS192置數(shù)為0010，又一輪減計(jì)數(shù)循環(huán)開(kāi)始。</p><p>　　同理可知，當(dāng)左邊開(kāi)關(guān)A閉合時(shí)，秒脈沖信號(hào)送給上面的74LS192，控制弱檔工作。所不同的是，當(dāng)開(kāi)

17、關(guān)A閉合時(shí)，上下兩片74LS153的置數(shù)端1C0 1C1 1C2 1C3 2C0 2C1 2C2 2C3分別為：上片0000 1101 下片1010 0000。則弱檔時(shí)，74LS76的四循環(huán)00，01,10,11使74LS192完成0110,0010,0100,0010循環(huán)，即數(shù)碼管顯示依次為6秒，2秒，4秒，2秒的減計(jì)數(shù)四循環(huán)，對(duì)應(yīng)弱檔：正轉(zhuǎn)（7秒）→停（3秒）→反轉(zhuǎn)（5秒）→停（3秒）→正轉(zhuǎn)（7秒）的洗滌要求。</p>

18、<p><b>　　2）電路圖</b></p><p>　　附2 74LS153管腳圖及功能表</p><p>　　C 秒脈沖信號(hào)（由555觸發(fā)器和電阻電容組成）</p><p><b>　　五 總的控制電路</b></p><p>　　現(xiàn)在各單元電路完成了，最后要把他們有效的結(jié)合起來(lái)

19、聯(lián)合工作，實(shí)現(xiàn)目的功能。我們要求可以給分置數(shù)，外部還要有強(qiáng)制停止并清零，還有暫停功能。這也可以的，只要把秒脈沖切斷就可以了?，F(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，其電路圖如下:</p><p>　　六 安裝調(diào)試步棸 </p><p>　　操作簡(jiǎn)述：當(dāng)555觸發(fā)器接通高電平時(shí)，產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)。秒脈沖信號(hào)分別進(jìn)入計(jì)時(shí)器和強(qiáng)弱檔控制電路的兩片192芯片的down輸入端。

20、計(jì)時(shí)器按照之前設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，兩個(gè)數(shù)碼管的數(shù)字為0，同時(shí)輸出端接兩個(gè)4072與門電路，通過(guò)7432與555觸發(fā)器和與門電路接通，達(dá)到時(shí)間到，鎖住秒脈沖信號(hào)，同時(shí)接顯示燈達(dá)到報(bào)警的效果。強(qiáng)弱檔控制電路的數(shù)碼管的數(shù)字顯示工作狀態(tài)，時(shí)間到達(dá)時(shí)，秒脈沖信號(hào)鎖住，電路停止工作。</p><p><b>　　七 使用元器件</b></p><p><b

21、>　　八 課程設(shè)計(jì)小感悟</b></p><p>　　開(kāi)始時(shí)我們幾乎無(wú)從下手，就到處去查資料，于是，一點(diǎn)一點(diǎn)的我們逐漸知道該如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，我們的腦海中終于有了一個(gè)設(shè)計(jì)雛形。沿著這條還不是十分清晰的思路，我們不斷查閱，思考，討論，請(qǐng)教，改進(jìn)，終于我們初步的電路圖誕生了。本以為大功告成，老師驗(yàn)收時(shí)，我們信心十足地把自己的設(shè)計(jì)裝置演示給老師看，結(jié)果老師指出了我們?cè)O(shè)計(jì)的多個(gè)不合理的之處。帶著一絲遺憾和更

22、多的不放棄我們開(kāi)始了改進(jìn)之路。</p><p>　　于是我們不斷重復(fù)改進(jìn)，黃天不負(fù)苦心人，我們終于得到了符合設(shè)計(jì)要求的電路，而且，老師還說(shuō)，設(shè)計(jì)思路不錯(cuò)，甚至比設(shè)計(jì)要求達(dá)到的還要好，這是我們心里美滋滋的。</p><p>　　雖然軟件設(shè)計(jì)好了，真實(shí)連電路的時(shí)候遇到了好多麻煩。開(kāi)始老師讓測(cè)試每個(gè)芯片的功能，我們測(cè)試了一會(huì)發(fā)現(xiàn)芯片都是好的，就沒(méi)有繼續(xù)測(cè)試剩余的，按照電路連接后，發(fā)現(xiàn)不正常工作，

23、就請(qǐng)教老師，結(jié)果芯片是壞的，有了前車之鑒我們不敢大意，就一鼓作氣把剩余的芯片功能都測(cè)試了一遍。</p><p>　　開(kāi)始連電路了，我們按照老師的要求，一個(gè)模塊一個(gè)模塊地連，一個(gè)模塊一個(gè)模塊地測(cè)試，連的時(shí)候小心翼翼力求一次成功。因?yàn)椋恳桓€的連接都不輕松，我們沒(méi)有那么多的時(shí)間去拆線，檢查，去返工。因?yàn)殡娐愤B線很繁瑣，連基本的排線工整都達(dá)不到，檢查起來(lái)比重新連一次還要麻煩。真正到后來(lái)都連好了，計(jì)數(shù)器部分秒的十位只出