智能洗衣机控制系统.ppt

题目：智能洗衣机控制系统,一、大作业摘要,洗衣机控制电路由一片altera公司的cyclone2系列EP2C5T144C8的FPGA作为中心控制器加上必要的外围电路组成，实现对洗衣机工作状态的控制。芯片编程采用Quartus2作为开发工具，由控制模块块，显示译码模块组成，顶层使用原理图实现，底层由Verilog HDL语句实现。中心控制器FPGA根据控制键盘的信号，向洗衣机发出正传，反转，待机信号，并通过数码管和LED灯显示当前的状态及剩余时间。该洗衣机控制电路可以方便快捷的实现对洗衣机的控制和状态的显示功能。,二、设计的背景、目的和意义,现今社会家用电器日益增多，技术也是不断更新。主要家用电器更是发展迅速。洗衣机现在已经成为不可或缺的家用电器。我设计的这款洗衣机的控制器是基于verliogHDL基础。这款洗衣机的实用性很高，具有反转，正转，报警之后暂停工作的功能。对于现今的洗衣机大多数都不具备报警功能。这一控制器的设计正好填补了这一空缺。,三、设计任务及要求,1洗衣机的状态为待机5s正转60s待机5s反转60s，并用3个LED灯和7段显示器分别表示其工作状态和显示相应工作状态下的时间。 2可自行设定洗衣机的循环次数，这里设置最大的循环次数为9次。 3具有紧急情况的处理功能。当发生紧急情况时，立即转入待机状态，紧急情况解除后，继续执行后续步骤； 4洗衣机设定循环次数递减到零时立即报警，以表示洗衣机设定的循环次数已经结束,四、确定输入和输出变量,四个输入量 ： clk时钟脉冲信号 rst控制器复位按键 start开始状态开关 en紧急状态开关 add设置循环次数 八个输出量 ： numa倒计时器的个位 numb倒计时器的十位 fore显示正转状态 back显示反转状态 alarm显示警告状态 led【20】显示当前状态,五、确定输入状态,启动start后，控制器首先进入待机s0状态，时间从5秒倒计时，如果没有到0秒则继续等待，时间自减；当t=0,进入洗衣机正转s1状态，时间从60秒倒计时，如果没有到0秒则继续等待，时间自减；当t=0,进入洗衣机待机s2状态，同理等待5秒；当t为零后，进入s3洗衣机发转状态，时间从60秒倒计时，如果没有到0秒则继续等待，时间自减；整个过程依次循环。紧急状态emergency，当按下紧急停止按钮后，处于正反转状态中的电机停止转动，同时紧急报警LED灯亮，因此紧急状态不设定独立状态,七、输入和输出变量对应部件说明,clk:采用实验箱里的频率产生器，产生1Hz频率 add:实验箱里的按键 rst，start,en:状态开关按键 numa，numb:实验箱中的共阳七段数码管 led【20】:实验箱中的3个led灯 fore,back,alarm:实验箱中的3个led灯,八、方案论证,方案1：基于Verilog原理实现的数字电路控制 方案2：基于单片机原理实现的控制 确定选择方案1，理由是Verilog语言灵活简单，方便快捷易懂，有较好的实 用价值,十、状态编码,s0=4b0001, s1=4b0010, s2=4b0100, s3=4b1000; 采用独热编码,十一、状态机设计,module washer(clk,rst,en,start,add,fore,back,numa,numb,alarm,led,tim); input clk,rst,start,add,en; /en为紧急状态信号 output fore,back,alarm; output 3:0numa,numb,tim; /numa为倒计时个位，numb为倒计时十位 output 2:0led; reg 2:0led; reg 3:0tim; reg 3:0numa,numb; reg fore,back,alarm; reg 3:0count3; reg 3:0state; wire A; parameter s0=4b0001, s1=4b0010, s2=4b0100, s3=4b1000;,always(posedge add or posedge rst) /循环次数count设置 begin if(rst) count3=1b0; else begin if(start=0) begin if(count3=14) count3=count3+1b1; else count3=1b0; end end end,always(posedge clk or posedge rst) begin if(rst) /系统复位 begin back=1b0; fore=1b0; numa=4b0000; numb=4b0000; state=s0; led=3b001; alarm=1b0; end else begin if(!en & start) /start为1，en为0则正常工作,begin alarm0,开始工作 begin case(state) s0:begin if(numb=0 end,else begin state=s0; led=3b100; back=1b1; fore=1b0; end end s1:begin if(numb=0 end,else begin state=s1; led=3b001; back=1b0; fore=1b0; end end s2:begin if(numb=0 end,else begin state=s2; back=1b0; fore=1b1; led=3b010; end end s3:begin if(numb=0 end,else begin state0) /倒计时控制部分 begin if(numa=0) /numa为0，则numa赋值9，numb自减1 begin numa=4b1001; numb=numb-1b1; end,else numa=numa-1b1; end if(numa=0 end,end else if(en end end end endmodule,原理图,十二、仿真时序图,图4-1洗衣机正常运行的仿真图,如图4-1所示，rst置高电平，控制器复位，rst低电平后，add按下两次，设置循环次数为2，按下start后置为高电平，洗衣机开始工作。,图4-2紧急暂停仿真图,如图4-2所示，紧急状态发生，en变为高电平，洗衣机暂停工作，电机停止运转，紧急状态结束后，恢复原状态。,如图4-3所示，紧急暂停结束，en恢复低电平，再次开始工作，进入下一循环。,图4-3紧急状态结束，状态恢复,十三、使用说明,(1)电路上电后，先按下复位键rst复位，在Start拨码开关未闭合前可以由add按键开关设置总的工作循环次数，确定洗衣机控制器工作循环次数。 (2)设定好允许工作时间后，闭合Start开关，洗衣机控制器开始工作。 （3)