數(shù)字邏輯實驗課程設(shè)計——洗衣機定時控制器設(shè)計

1、<p>　　數(shù)字邏輯綜合性實驗設(shè)計報告</p><p>　　課程名稱 數(shù)字邏輯實驗 </p><p>　　題目名稱 洗衣機定時控制器 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號

2、 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　同組班級 </p><p>　　同組學號 </p><p>　　同組姓名 </p&

3、gt;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　關(guān)鍵詞： 預置洗滌時間；倒計時顯示；發(fā)出信號提醒用戶；洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示功能；甩干功能</p><p>　　洗衣機已經(jīng)進入了千家萬戶，其控制邏輯和功能也為人熟知，本課題要求設(shè)計一個帶有洗滌時間設(shè)定并顯示功能的簡易洗衣機控制電路，當時間到后，報警提醒。根據(jù)要求，該電路需要有三個基礎(chǔ)功能：第一，

4、能在10分鐘內(nèi)自行設(shè)定洗滌時間；第二，用三位數(shù)碼管顯示預置洗滌時間，并對洗滌過程做倒計時顯示，直到時間到零；第三，當時間到達終點時，會發(fā)出信號提醒用戶注意。</p><p>　　在實現(xiàn)了基礎(chǔ)功能的基礎(chǔ)上，我們小組又擴展添加了三個功能：第一，在洗衣機洗衣功能進行到倒數(shù)第九秒時，會有一個小燈亮起提醒用戶洗衣即將結(jié)束，且洗衣結(jié)束后，該燈保持閃亮直至洗衣功能被關(guān)閉；第二，為洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示功能，每十秒讓設(shè)定好的小燈閃亮

5、一次；第三，我們增加了甩干功能，因為，用戶可能只需要甩干，所以甩干功能并未與洗衣功能自動連接起來，在甩干的倒數(shù)第八秒時，設(shè)定好的一個小燈會閃亮一下，提醒用戶甩干即將完成，甩干結(jié)束后，此小燈會保持閃亮直至甩干功能被關(guān)閉。</p><p>　　該實驗用到八種芯片，即74LS192、74LS11、74LS00、74LS04、74LS08、74LS27、74LS32、7490。主要用到了反饋預置法，實現(xiàn)了六十進制，結(jié)合了

6、組合邏輯電路與時序邏輯電路，以1hz的連續(xù)脈沖控制整個電路的運轉(zhuǎn)，較好實現(xiàn)了洗衣機定時控制器常見的功能。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 需求分析- 3 -</p><p>　　1.1 基本功能要求- 3 -</p><p>　　1.2 創(chuàng)新拓展功能- 3 -</p>

7、;<p>　　1.3 設(shè)計原理- 3 -</p><p>　　1.4 實驗原理圖- 4 -</p><p>　　2 系統(tǒng)設(shè)計- 5 -</p><p>　　2.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計- 5 -</p><p>　　2.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計- 12 -</p><p>　　3 系統(tǒng)實現(xiàn)- 18 -

8、</p><p>　　3.1 系統(tǒng)實現(xiàn)過程- 18 -</p><p>　　3.2系統(tǒng)測試- 20 -</p><p>　　3.3 系統(tǒng)最終電路圖- 23 -</p><p>　　3.4系統(tǒng)團隊分工- 23 -</p><p>　　4 總結(jié)- 25 -</p><p>　　5 引腳圖

9、附錄- 26 -</p><p><b>　　1 需求分析</b></p><p>　　1.1 基本功能要求</p><p>　　洗滌時間在10分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定。</p><p>　　用三位數(shù)碼管顯示洗滌的預置時間，對洗滌過程做倒計時顯示，直到時間到而停機。</p><p>　　當定時時間到

10、達終點時，一方面使電機停機，同時發(fā)出音響信號提醒用戶注意。</p><p>　　1.2 創(chuàng)新拓展功能</p><p>　　在洗衣機洗衣功能進行到倒數(shù)第九秒時，會有一個小燈亮起提醒用戶洗衣即將結(jié)束，且洗衣結(jié)束后，該燈保持閃亮直至洗衣功能被關(guān)閉；</p><p>　　為洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示功能，即洗衣機分為滾動洗衣狀態(tài)和休息進水狀態(tài)，每十秒讓設(shè)定好的小燈閃亮一次以提示狀態(tài)

11、的轉(zhuǎn)換；</p><p>　　我們增加了甩干功能，因為，用戶可能只需要甩干，所以甩干功能并未與洗衣功能自動連接起來，在甩干的倒數(shù)第八秒時，設(shè)定好的一個小燈會閃亮一下，提醒用戶甩干即將完成，甩干結(jié)束后，此小燈會保持閃亮直至甩干功能被關(guān)閉。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計原理</b></p><p>　　我們通過74ls192芯片預置好洗

12、衣時間，選擇了頻率為1HZ的秒脈沖發(fā)出來的信號控制整個電路的運行，使用74ls192芯片，74ls00芯片和74ls08芯片結(jié)合反饋預置法完成了六十進制計數(shù)器，以該計數(shù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)組成了洗滌時間計數(shù)系統(tǒng)和甩干時間計數(shù)系統(tǒng)，以74ls192芯片的輸出結(jié)合數(shù)碼管顯示出洗滌剩余時間和甩干剩余時間；同時采用了7490芯片進行洗衣機工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的提示。以上部分作為控制系統(tǒng)，結(jié)合時間譯碼實現(xiàn)對電機的控制。</p><p>　　

13、我們使用了3個LED燈，一個用于提示洗衣功能的結(jié)束，一個提示甩干功能的結(jié)束，另一個提示狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，同時用12個開關(guān)來預置五個數(shù)碼管的時間。</p><p><b>　　1.4 實驗原理圖</b></p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p

14、>　　因為該實驗核心功能的實現(xiàn)主要采用的74LS192芯片，而該芯片是功能集成化芯片，主要使用了其清零、置數(shù)和減計數(shù)功能的基本功能，下面給出74LS192芯片的功能表。</p><p>　　表2.1.1 74LS192計數(shù)器功能表</p><p>　　該洗衣機定時控制器主要3個部分：</p><p>　　洗衣機洗滌定時控制系統(tǒng)</p><p

15、>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路；</p><p>　　洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示電路</p><p>　　具體包含計時電路和LED燈提示電路；</p><p>　　洗衣機甩干定時控制系統(tǒng)</p><p>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路；</p><p>　　以下具體解釋各部分原理：&

16、lt;/p><p>　　2.1.1洗衣機洗滌定時控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1.1.1洗滌倒計時電路</p><p><b>　　工作原理圖：</b></p><p>　　圖2.1.1分鐘與秒的顯示電路圖</p><p><b>　　工作原理：</b></p>

17、<p>　　首先進行置數(shù)設(shè)置，假設(shè)預置為6分鐘59秒，因為倒計時一般都是從xx分59秒開始。接著，把頻率為1HZ的脈沖接近電路。然后，是代表秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，而不是9到0的轉(zhuǎn)換，所以需要設(shè)計一個邏輯電路將十進制的轉(zhuǎn)換為6進制的。在此，我

18、們小組通過使用反饋復位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。此外，當高位的秒計數(shù)減到0以后，需要向更高位的分鐘位借位，此時，最高位的分

19、鐘計數(shù)器就會減一，所以，最高位的分鐘也用到了74ls192芯片。當最高位分鐘減到0，兩位秒也減到0時，分鐘不借位，也不可讓分鐘這位進行9到0的循</p><p>　　2.1.1.2洗滌部分LED燈和蜂鳴器提示電路</p><p><b>　　工作原理圖：</b></p><p><b>　　工作原理：</b></p&

20、gt;<p>　　每個LED燈的輸出的真值表（按10進制）如下：</p><p>　　表2.1.2 LED燈輸出真值表</p><p>　　在倒計時可以正常工作的基礎(chǔ)上，我們進一步完善電路，這部分是可以在工作結(jié)束時，讓蜂鳴器發(fā)出響聲，提醒用戶洗衣結(jié)束。另外，這部分電路還包括一個附加功能，即在洗衣服進行到倒數(shù)第九秒時，會有設(shè)定的小燈亮，直至洗衣功能被關(guān)閉為止。這部分的電路用到了

21、74ls27芯片、74ls32芯片、74ls11芯片等。</p><p>　　通過分析此真值表，對于分位我們發(fā)現(xiàn)必須要使其為0時才能傳遞信號，而其他情況均不能傳遞，故我們將分位的Q0和Q1接入二輸入或門，Q3和Q4也接入二輸入或門，并將兩個輸出連同一個置高電位的開關(guān)輸入74ls27芯片的三輸入或非邏輯運算，輸出“1”；與此同時秒十位輸出Q2Q1Q0也全為000時才傳遞信號，同樣通過74ls27芯片的三輸入或非邏輯

22、運算，輸出“1”，此時這兩個輸出端作為輸入端，連同一個置高電位的開關(guān)輸入的一個“1”信號，通過74ls11芯片做與運算，輸出“1”信號，此時這個“1”信號會輸出給小燈X1，小燈會亮，直至低位的秒由9減到0，并保持閃亮直到洗滌功能被關(guān)閉，這個附加功能到此結(jié)束。基礎(chǔ)功能中蜂鳴器在工作完成時會發(fā)出聲音，現(xiàn)在介紹這部分的具體設(shè)計內(nèi)容。當?shù)臀幻氲乃膫€輸入Q3Q2Q1Q0為0001時，這時洗衣機進行最后一秒時，蜂鳴器響起，發(fā)出聲音，洗衣機停止工作，

23、蜂鳴器一直發(fā)出聲響直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。通過74ls27等芯片輸出“1”信號并將此信號作為輸入信號，同時將我們上面說到的前面的74ls11芯片的輸出也作為輸入信號，我們再提供一個置高電位的開關(guān)輸入的“1”信號，再通過另一個7</p><p>　　2.1.2洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示電路</p><p>　　這一部分的功能是聯(lián)系到生活中使用的洗衣機，正常的工作時都會滾動著洗一段時間衣服，然后停止?jié)L動一

24、小段時間，這一小段時間同時還進行入水出水的功能，所以結(jié)合到這一點，我們添加了又一個新的功能，即每十秒（因為是模擬真實版洗衣機，故將時間縮短為這個時間段）會有一個設(shè)定好的小燈閃亮一下，第一次閃亮說明已經(jīng)洗了10秒鐘，然后第二次小燈閃亮一下，說明洗衣機此時正在休息兼出水進水，接著小燈又閃亮一下，說明洗衣機又進行了清洗功能，接著，小燈又閃亮一下......直到洗衣機停止工作。 </p><p><b>　　工

25、作原理圖：</b></p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　這部分電路，是提醒用戶洗衣機狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。它使用的脈沖與倒計時使用的是同一個脈沖（因為是局部圖，所以就人為單獨給了它），起初給R01、R02分別為1、1，R91、R92分別為0、1，此時是清零。因為此時R01與R02必須不同時為1時才開始計數(shù)，所以通過反相器將1信號變?yōu)?

26、，此時既達到了此電路開始計數(shù)，也達到與倒計時電路相應同步，以使兩個部分能夠使用同一個開關(guān)啟動。當此電路從0計數(shù)到9時，小燈每十秒應該亮一下，通過將輸出端Q3和輸出端Q0作為兩個輸入，并通過一個置高電平的開關(guān)提供“1”信號的輸入，通過74ls11芯片的與邏輯運算，輸出“1”信號給小燈，使小燈成功每十秒閃亮。當洗衣機工作結(jié)束時會輸出一個置零信號，將那個信號也連接到7490的2號端口，其對應數(shù)碼管則同時也進入置零狀態(tài)。</p>

27、<p>　　2.1.3洗衣機甩干定時控制系統(tǒng)</p><p>　　當用戶手洗完衣服時，這時會需要洗衣機的甩干功能，考慮到用戶可能僅需使用甩干功能，所以我們根據(jù)這一特點，增加了洗衣機甩干附加功能。使用74ls192芯片、74ls27芯片、74ls11芯片、74ls08芯片。</p><p><b>　　工作原理圖：</b></p><p&g

28、t;<b>　　工作原理：</b></p><p>　　秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，其5到0的循環(huán)與上面提到的洗衣機洗滌倒計時電路的設(shè)計基本一樣，通過使用反饋復位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位

29、是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。蜂鳴器和LED燈提醒部分也與洗滌提醒電路相似，主要采用74ls27芯片實現(xiàn)，在甩干到倒數(shù)第八秒時小燈會閃亮一下，同時蜂鳴器鳴響一聲，在甩干結(jié)束后，

30、小燈會一直亮，并且蜂鳴器會按脈沖信號鳴響，直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.2.1洗衣機洗滌定時控制系統(tǒng)</p><p>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路</p><p><b>　　器材表：</b></p><p>　　表

31、2.2.1 芯片表</p><p><b>　　實際連線圖：</b></p><p><b>　　關(guān)鍵芯片功能表：</b></p><p>　　表2.2.2 74LS192計數(shù)器功能表</p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>

32、　　首先進行置數(shù)設(shè)置，假設(shè)預置為6分鐘59秒，因為倒計時一般都是從xx分59秒開始。接著，把頻率為1HZ的脈沖接近電路。然后，是代表秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，而不是9到0的轉(zhuǎn)換，所以需要設(shè)計一個邏輯電路將十進制的轉(zhuǎn)換為6進制的。在此，我們小組通過使用反饋復

33、位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。此外，當高位的秒計數(shù)減到0以后，需要向更高位的分鐘位借位，此時，最高位的分鐘計數(shù)器就會減一，所

34、以，最高位的分鐘也用到了74ls192芯片。當最高位分鐘減到0，兩位秒也減到0時，分鐘不借位，也不可讓分鐘這位進行9到0的循</p><p>　　在倒計時可以正常工作的基礎(chǔ)上，我們進一步完善電路，這部分是可以在工作結(jié)束時，讓蜂鳴器發(fā)出響聲，提醒用戶洗衣結(jié)束。另外，這部分電路還包括一個附加功能，即在洗衣服進行到倒數(shù)第九秒時，會有設(shè)定的小燈亮，直至洗衣功能被關(guān)閉為止。這部分的電路用到了74ls27芯片、74ls32芯

35、片、74ls11芯片等。</p><p>　　通過分析LED燈真值表，對于分位我們發(fā)現(xiàn)必須要使其為0時才能傳遞信號，而其他情況均不能傳遞，故我們將分位的Q0和Q1接入二輸入或門，Q3和Q4也接入二輸入或門，并將兩個輸出連同一個置高電位的開關(guān)輸入74ls27芯片的三輸入或非邏輯運算，輸出“1”；與此同時秒十位輸出Q2Q1Q0也全為000時才傳遞信號，同樣通過74ls27芯片的三輸入或非邏輯運算，輸出“1”，此時這兩

36、個輸出端作為輸入端，連同一個置高電位的開關(guān)輸入的一個“1”信號，通過74ls11芯片做與運算，輸出“1”信號，此時這個“1”信號會輸出給小燈X1，小燈會亮，直至低位的秒由9減到0，并保持閃亮直到洗滌功能被關(guān)閉，這個附加功能到此結(jié)束?；A(chǔ)功能中蜂鳴器在工作完成時會發(fā)出聲音，現(xiàn)在介紹這部分的具體設(shè)計內(nèi)容。當?shù)臀幻氲乃膫€輸入Q3Q2Q1Q0為0001時，這時洗衣機進行最后一秒時，蜂鳴器響起，發(fā)出聲音，洗衣機停止工作，蜂鳴器一直發(fā)出聲響直至整個

37、系統(tǒng)被關(guān)閉。通過74ls27等芯片輸出“1”信號并將此信號作為輸入信號，同時將我們上面說到的前面的74ls11芯片的輸出也作為輸入信號，我們再提供一個置高電位的開關(guān)輸入的“1”信號，再通過另</p><p>　　2.2.2洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示電路</p><p>　　具體包含計時電路和LED燈提示電路；器材表：</p><p>　　表2.2.3 芯片表</p&

38、gt;<p><b>　　實際接線圖：</b></p><p><b>　　關(guān)鍵芯片功能表：</b></p><p>　　表2.2.4 74LS90功能表</p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>　　這部分電路，是提醒用戶洗衣機狀態(tài)的轉(zhuǎn)

39、換。它使用的脈沖與倒計時使用的是同一個脈沖（因為是局部圖，所以就人為單獨給了它），起初給R01、R02分別為1、1，R91、R92分別為0、1，此時是清零。因為此時R01與R02必須不同時為1時才開始計數(shù)，所以通過反相器將1信號變?yōu)?，此時既達到了此電路開始計數(shù)，也達到與倒計時電路相應同步，以使兩個部分能夠使用同一個開關(guān)啟動。當此電路從0計數(shù)到9時，小燈每十秒應該亮一下，通過將輸出端Q3和輸出端Q0作為兩個輸入，并通過一個置高電平的開關(guān)

40、提供“1”信號的輸入，通過74ls11芯片的與邏輯運算，輸出“1”信號給小燈，使小燈成功每十秒閃亮。當洗衣機工作結(jié)束時會輸出一個置零信號，將那個信號也連接到7490的2號端口，其對應數(shù)碼管則同時也進入置零狀態(tài)。</p><p>　　2.2.3洗衣機甩干定時控制系統(tǒng)</p><p>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路；</p><p><b>

41、　　器材表：</b></p><p>　　表2.2.5 芯片表</p><p><b>　　實際連線圖：</b></p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>　　秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位

42、，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，其5到0的循環(huán)與上面提到的洗衣機洗滌倒計時電路的設(shè)計基本一樣，通過使用反饋復位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引

43、出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。蜂鳴器和LED燈提醒部分也與洗滌提醒電路相似，主要采用74ls27芯片實現(xiàn)，在甩干到倒數(shù)第八秒時小燈會閃亮一下，同時蜂鳴器鳴響一聲，在甩干結(jié)束后，小燈會一直亮，并且蜂鳴器會按脈沖信號鳴響，直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)實現(xiàn)</b></p><p>　　

44、3.1 系統(tǒng)實現(xiàn)過程</p><p><b>　　實現(xiàn)的主要方法有：</b></p><p>　　反饋預置法：實現(xiàn)所需進制的循環(huán)轉(zhuǎn)換；</p><p><b>　　步驟：</b></p><p>　　分析這個實驗的目的有哪些。</p><p>　　根據(jù)實驗目的在草紙上設(shè)計電路

45、初步的原始電路。</p><p>　　通過分析電路，列出該過程中可能會用到哪些芯片以及肯定會用到哪些芯片，然后，將列出的芯片與實驗室所給的芯片進行比對，挑選符合實驗要求的芯片，并記錄下芯片的個數(shù)及類型。</p><p>　　按照提前畫好的物理導線圖接實際的導線。</p><p>　　接好線后，檢查這部分電路的功能。每次接好一部分的功能電路時，都要進行這部分的功能測試

46、，看看這部分的設(shè)計成功與否，若成功繼續(xù)做，否則，檢查錯誤，并進行改正。切忌全部連好之后在測試功能是否達到。另外注意：不同功能部分的電路，最好使用不同顏色的導線，以免出現(xiàn)錯誤。</p><p>　　重復第四步和第五步，直至這個實驗所要求的基本功全部都能夠順利地完成任務。</p><p>　　進行附加功能的設(shè)計，列出想要附加功能的基本要求。</p><p>　　根據(jù)列出

47、的要求，進行電路的設(shè)計。</p><p>　　重復第四步和第五步的內(nèi)容，直至設(shè)計的這些附加功能全部按要求成功的實現(xiàn)。</p><p>　　遇到的問題以及解決辦法：</p><p>　　在實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換時，需要把十進制的計數(shù)器轉(zhuǎn)換成六進制的計數(shù)器，我們開始想要在5減到0時，下一刻通過反饋預置將數(shù)重新置成5，但那時忽略了反饋預置是將下一個時刻的輸出作為反饋預置端的

48、輸入。發(fā)現(xiàn)錯誤后，我與小組成員開始重新設(shè)計，將輸出端Q3與輸出端Q0通過與非門進行邏輯運算，輸出信號“0”，起到反饋預置的功能。 </p><p>　　通過反饋預置后，我們?nèi)耘f沒有實現(xiàn)60進制，反復查找錯誤后，發(fā)現(xiàn)我們直接將反饋回來的低電位信號也連在192的置數(shù)端，但是該端口同時還連接了一個置高電位的開關(guān)，故低點位信號被高電位信號給掩蓋了，所以沒能實現(xiàn)60進制的功能。最后我們添加了一個與門解決了該問題。</

49、p><p>　　當?shù)褂嫊r結(jié)束的時候，我們最初僅是通過分鐘位下一脈沖會變?yōu)?來控制3個192的置零操作，這樣就導致我們的電路無法設(shè)置為0分鐘的洗滌時間，顯然，這不符合我們的基本要求。最后，我們還從秒十位和秒個位各引出了兩個信號到與門，通過三輸入與門的輸出來控制3個192的置零操作。</p><p>　　對于洗滌電路的提示電路部分，我們一開始對分鐘位僅將其后3位連入了27芯片，這樣，一旦分鐘為8時

50、即會出現(xiàn)和0時相同的情況，這樣當?shù)褂嫊r到8分9秒時，LED燈也會閃亮10秒。最后，我們把分鐘位兩位兩位輸入到與門內(nèi)，再將兩個輸出以及一個置高電位的開關(guān)輸入到27芯片，這樣僅當分鐘位為0時才會給出高電位信號。</p><p>　　在設(shè)計電路的后期階段，我們出現(xiàn)了競爭與冒險的現(xiàn)象。比如：在進行附加功能每十秒小燈亮一次的這部分電路中，我們發(fā)現(xiàn)兩個計時器沒有達到相對應的同步，倒計時的電路已經(jīng)倒計時了8個數(shù)字了，而加計數(shù)的

51、這部分卻只進行了6個計數(shù)，速度上有很大的時間差。所以，針對這個問題，我們進行改正。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的情況可能是由于各種門電路，造成了競爭與冒險，所以，我們將電路進一步改進，減少了邏輯門的使用，盡量使用最少，然后，進行測試，發(fā)現(xiàn)情況有所好轉(zhuǎn)，這兩個計時器雖然沒有達到到百分百的同步，但是 ，時間差不會超過2秒 。</p><p><b>　　系統(tǒng)測試</b></p><p>

52、<b>　　測試方案：</b></p><p>　　（1）如果用戶只進行甩干功能，這種情況下測試：</p><p>　　a.因為是模擬現(xiàn)實世界中的洗衣機，所以預置時間沒有設(shè)太長，預置為1分鐘，即從59秒減到0。我們發(fā)現(xiàn)，兩個數(shù)碼管上分別顯示數(shù)字5、9。5為秒的高位即10位，9為秒的低位即個位。</p><p>　　b.打開相對應的開關(guān)，置數(shù)，此

53、時，開始進行甩干功能的減計數(shù)，通過觀察，看計數(shù)器是否正常工作，數(shù)碼管是否顯示正常及是否顯示正確。</p><p>　　c.此電路的倒計時計數(shù)器在還剩下10秒，也就是高位的秒此時為0，低位的秒此時為9，認真觀察先前設(shè)好的指定小燈有沒有閃亮一下。</p><p>　　d.當計數(shù)器的倒計時結(jié)束時，觀察上面提到的兩個數(shù)碼管有沒有同時清零，且觀察先前設(shè)定好的小燈有沒有一直發(fā)亮，直至關(guān)閉整個系統(tǒng)。&l

54、t;/p><p>　?。?）洗衣機的洗衣服時的功能測試：</p><p>　　a.預置洗衣時間為6分鐘59秒，觀察三個數(shù)碼管的顯示，看是否分別為6、5、9，其中6為分鐘，是最高位，5為秒的高位代表10位，9是最低位，代表秒的個位。</p><p>　　b.打開開關(guān)，開始進行置數(shù)，接著，進行計數(shù)器的倒計時功能，仔細觀察，看三個數(shù)碼管的倒計時是否正確，以及分與秒之間的關(guān)系是

55、否是六十進制，還要觀察再次重新置數(shù)和借位是否正確進行。</p><p>　　c.附加功能中洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換，設(shè)定好的小燈是每10秒，閃亮一下，所以，要觀察顯示洗滌狀態(tài)轉(zhuǎn)換的小燈在洗滌過程中是否每十秒閃亮一下，并在洗衣完成后一直閃亮，直到整個系統(tǒng)被關(guān)閉。</p><p>　　d.附加功能中，在倒計時還剩10秒時，會有設(shè)定好的一個小燈亮，故仔細觀察小燈在指定時間是否亮起，并一直亮，直至整個系統(tǒng)被

56、關(guān)閉。</p><p>　　e.在進行計數(shù)器的倒計時最后一秒時，洗衣機洗衣功能即將結(jié)束，蜂鳴器發(fā)出音響，所以仔細觀察蜂鳴器是否發(fā)出聲響，且負責倒計時的三個數(shù)碼管在工作結(jié)束后應該同時清零，故也要觀察數(shù)碼器是否處于000狀態(tài)，且保持此狀態(tài)不變，另外，每十秒一亮的小燈一直閃亮，倒計時10秒的小燈一直亮但不閃。</p><p><b>　　測試數(shù)據(jù)：</b></p>

57、;<p>　?。ㄈ魷y試成功用“1”表示，若不成功用“0”表示）</p><p>　?。?）甩干功能的數(shù)據(jù)測試：</p><p>　　（2）洗衣機進行洗衣共能時的數(shù)據(jù)測試：</p><p><b>　　測試結(jié)果分析：</b></p><p>　?。?）洗衣機甩干電路的結(jié)果分析：</p><

58、p>　　1.預置甩干時間一分鐘即從59秒到0.同時，兩個數(shù)碼管分別顯示5、9，這部分正確。</p><p>　　2.打開置數(shù)端的開關(guān)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器開始進行倒計時計數(shù)，且倒計時正確，這部分電路功能也正確 。</p><p>　　3.當計數(shù)器倒計時到倒數(shù)第十秒時，設(shè)定好的小燈會閃亮一下，提醒用戶甩干即將完成，電路功能正確。</p><p>　　4.甩干功能結(jié)束時，兩

59、個數(shù)碼管均顯示00，并且小燈一直發(fā)亮，直至整個電路系統(tǒng)被關(guān)閉，電路功能正確。</p><p>　　小結(jié)：這部分電路正確，且實現(xiàn)了甩干的功能，這部分電路實驗完成。</p><p>　?。?）洗衣機洗衣功能電路結(jié)果分析：</p><p>　　1.預置時間，并讓數(shù)碼管顯示預置的時間，此部分結(jié)果正確，電路正確。</p><p>　　2.倒計時計數(shù)器正

60、常工作，借位及六十進制均正常工作，電路正確，功能正確。</p><p>　　3.附加功能，小燈每10秒閃亮一下，且工作結(jié)束后一直閃亮，直至整個系統(tǒng)關(guān)閉，電路正確，功能正確。</p><p>　　4.附加功能，在倒計時還有10秒時，會有小燈亮，且直到整個工作系統(tǒng)關(guān)閉，電路正確，功能正確。</p><p>　　5.蜂鳴器在洗衣機結(jié)束工作時發(fā)出聲響，三個數(shù)碼管均顯示000

61、，且不再變化，一個小燈一直閃亮，一個小燈一直亮，電路正確，功能正確。</p><p>　　小結(jié)：通過測試，及各部分的電路結(jié)果分析，此洗衣機洗衣功能正確無誤，此部分實驗完成。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)最終電路圖</p><p><b>　　總的電路圖：</b></p><p><b>　　電路工作原理分析

62、：</b></p><p>　　洗衣機洗滌定時控制系統(tǒng)</p><p>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路；</p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>　　首先進行置數(shù)設(shè)置，假設(shè)預置為6分鐘59秒，因為倒計時一般都是從xx分59秒開始。接著，把頻率為1HZ的脈沖接近電路

63、。然后，是代表秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，而不是9到0的轉(zhuǎn)換，所以需要設(shè)計一個邏輯電路將十進制的轉(zhuǎn)換為6進制的。在此，我們小組通過使用反饋復位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導

64、線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。此外，當高位的秒計數(shù)減到0以后，需要向更高位的分鐘位借位，此時，最高位的分鐘計數(shù)器就會減一，所以，最高位的分鐘也用到了74ls192芯片。當最高位分鐘減到0，兩位秒也減到0時，分鐘不借位，也不可讓分鐘這位進行9到

65、0的循</p><p>　　在倒計時可以正常工作的基礎(chǔ)上，我們進一步完善電路，這部分是可以在工作結(jié)束時，讓蜂鳴器發(fā)出響聲，提醒用戶洗衣結(jié)束。另外，這部分電路還包括一個附加功能，即在洗衣服進行到倒數(shù)第九秒時，會有設(shè)定的小燈亮，直至洗衣功能被關(guān)閉為止。這部分的電路用到了74ls27芯片、74ls32芯片、74ls11芯片等。</p><p>　　通過分析LED燈真值表，對于分位我們發(fā)現(xiàn)必須要使

66、其為0時才能傳遞信號，而其他情況均不能傳遞，故我們將分位的Q0和Q1接入二輸入或門，Q3和Q4也接入二輸入或門，并將兩個輸出連同一個置高電位的開關(guān)輸入74ls27芯片的三輸入或非邏輯運算，輸出“1”；與此同時秒十位輸出Q2Q1Q0也全為000時才傳遞信號，同樣通過74ls27芯片的三輸入或非邏輯運算，輸出“1”，此時這兩個輸出端作為輸入端，連同一個置高電位的開關(guān)輸入的一個“1”信號，通過74ls11芯片做與運算，輸出“1”信號，此時這個

67、“1”信號會輸出給小燈X1，小燈會亮，直至低位的秒由9減到0，并保持閃亮直到洗滌功能被關(guān)閉，這個附加功能到此結(jié)束?；A(chǔ)功能中蜂鳴器在工作完成時會發(fā)出聲音，現(xiàn)在介紹這部分的具體設(shè)計內(nèi)容。當?shù)臀幻氲乃膫€輸入Q3Q2Q1Q0為0001時，這時洗衣機進行最后一秒時，蜂鳴器響起，發(fā)出聲音，洗衣機停止工作，蜂鳴器一直發(fā)出聲響直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。通過74ls27等芯片輸出“1”信號并將此信號作為輸入信號，同時將我們上面說到的前面的74ls11芯片的輸

68、出也作為輸入信號，我們再提供一個置高電位的開關(guān)輸入的“1”信號，再通過另</p><p>　　洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示電路</p><p>　　具體包含計時電路和LED燈提示電路；</p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>　　這部分電路，是提醒用戶洗衣機狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。它使用的脈沖與倒計時使用的是同一個

69、脈沖（因為是局部圖，所以就人為單獨給了它），起初給R01、R02分別為1、1，R91、R92分別為0、1，此時是清零。因為此時R01與R02必須不同時為1時才開始計數(shù)，所以通過反相器將1信號變?yōu)?，此時既達到了此電路開始計數(shù)，也達到與倒計時電路相應同步，以使兩個部分能夠使用同一個開關(guān)啟動。當此電路從0計數(shù)到9時，小燈每十秒應該亮一下，通過將輸出端Q3和輸出端Q0作為兩個輸入，并通過一個置高電平的開關(guān)提供“1”信號的輸入，通過74ls11

70、芯片的與邏輯運算，輸出“1”信號給小燈，使小燈成功每十秒閃亮。當洗衣機工作結(jié)束時會輸出一個置零信號，將那個信號也連接到7490的2號端口，其對應數(shù)碼管則同時也進入置零狀態(tài)。</p><p>　　洗衣機甩干定時控制系統(tǒng)</p><p>　　具體包含倒計時電路，LED燈和蜂鳴器提示電路；</p><p><b>　　電路工作原理：</b></

71、p><p>　　秒的低位，用到了74ls192芯片，實現(xiàn)了從9到0的減計數(shù)功能，當這位的計數(shù)減到0時，向高位的秒位借位，故又需用到74ls192芯片，同時這位的秒繼續(xù)進行倒計時減計數(shù)。因為這位的秒，我們要實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換，其5到0的循環(huán)與上面提到的洗衣機洗滌倒計時電路的設(shè)計基本一樣，通過使用反饋復位法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)過程，因為10進制時0的下一位是9即1001，故從Q3Q2Q1Q0的最高位Q3和最低位Q0引出導

72、線通過74ls00芯片進行與非邏輯運算，故74ls00芯片會輸出0，并將此輸出與原本需要接到秒十位的置數(shù)端的高電平信號（此信號從一個開關(guān)引出）接入一個二輸入與門，再將輸出接到秒十位的置數(shù)端，以此反饋預置法來實現(xiàn)5到0的循環(huán)轉(zhuǎn)換。蜂鳴器和LED燈提醒部分也與洗滌提醒電路相似，主要采用74ls27芯片實現(xiàn)，在甩干到倒數(shù)第八秒時小燈會閃亮一下，同時蜂鳴器鳴響一聲，在甩干結(jié)束后，小燈會一直亮，并且蜂鳴器會按脈沖信號鳴響，直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。&l

73、t;/p><p><b>　　3.4系統(tǒng)團隊分工</b></p><p><b>　　系統(tǒng)團隊分工：</b></p><p>　　在電路的設(shè)計過程中：</p><p>　　本人：主要負責設(shè)計計時電路部分的電路設(shè)計以及附加功能中洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)換提示電路的。</p><p>　　組員：

74、主要負責設(shè)計報警電路部分的電路以及服加工能中洗衣機甩干的電路設(shè)計。</p><p>　　共同設(shè)計部分：附加功能中，洗衣機即將完成工作的最后十秒，會有小燈亮，直至整個系統(tǒng)被關(guān)閉。</p><p>　　在安裝電路的過程中：</p><p>　　本人：負責查找所使用的每個芯片的功能，并按照引腳圖引導同伴什么端口接什么信號，此外也負責電路的調(diào)試。</p>&l

75、t;p>　　組員：主要負責線路的連接以及電路的調(diào)試。</p><p><b>　　在答辯的過程中：</b></p><p>　　本人：負責制作PPT，并把PPT內(nèi)容向老師講解，進行答辯。</p><p>　　組員：負責實物操作，給老師講解電路的組成，進行答辯。</p><p><b>　　系統(tǒng)實物照片&l

76、t;/b></p><p><b>　　4 總結(jié)</b></p><p>　　這次的數(shù)字邏輯實驗差不多持續(xù)了一個月，在這一個月中，可以說我學到了許多的知識。這次的實驗也讓我開闊了眼界。從對數(shù)字邏輯實驗一無所知，到可以設(shè)計出屬于自己的電路。感覺這門課程的開設(shè)，非常的有價值，它讓學生們將學到的數(shù)字邏輯知識，在實踐中應用，而不是像其他的課程，只是傳授書本上的知識，而不

77、注重對知識的應用。所以，數(shù)字邏輯實驗這門課程，從開始到結(jié)束，都讓我深深的喜愛。這門課程中，我在這個過程中從門外漢轉(zhuǎn)換為及格生，進步明顯且成就感滿滿。</p><p>　　對于收獲，我覺得我收獲了特別多的東西，主要包括知識的拓展、實踐動手能力。首先談知識的拓展，在書本上只能看到芯片圖片，只能根據(jù)圖片想象實際芯片，但上了數(shù)字邏輯實驗，我了解到了原來這些芯片是這個樣子，是這樣的大小，通過翻閱課本及老師的講解，我熟悉了許

78、多芯片的功能，并對其引腳圖也熟記于心；此外，對組合邏輯電路、時序邏輯電路，也有了深刻的認知，加深了這部分知識的印象；還有，做實驗的實驗箱，從前看別人用這些設(shè)備，我充滿了好奇，如今，我的好奇心終于得到了滿足，因為，我熟練地掌握了試驗箱的使用方法，在對儀器的使用上，又增加了一項——數(shù)字邏輯實驗箱；除了這些收獲，我覺得還有一點很重要——細心，做實驗切忌大意，在做實驗時，一定要測使用的每一根導線，否則，可能會達不到預期的結(jié)果。接下來該談一談實踐

79、動手能力啦，我本人是一個動手能力比較差的學生，所以需要實踐動手的機會，這門課程，則提供了許多機會，我在這一個月中，不停地設(shè)計實驗、連接電路等等，現(xiàn)在，我能很熟練的連接電路，也能熟練地改變電路。這門課程，讓我收獲頗豐。</p><p>　　通過上數(shù)字邏輯實驗這門課，作為一名上過此課的學生，我想提幾條建議：第一，這樣的課可以提高同學們的動手能力，也可以擴展同學們的知識領(lǐng)域，所以，可以適當?shù)脑黾舆@門課程的學時，讓同學們