洗衣机定时正反转控制电路的设计.doc

洗衣机定时正反转控制电路的设计摘要：洗衣机完成洗涤过程，关键是对洗衣机内的电动机的运行进行合理的控制，保证洗涤过程的有效，节约，方便。 本文设计的是洗衣机定时正反转控制电路的设计，通过所学的知识并查找相关资料，设计一控制电路，对洗衣机的电动机进行合理控制，并讲述了该电路的个组成部分。关键词：洗衣机，定时正反转，控制电路目录前言 11 设计技术指标与要求 11.1 设计技术指标 1 1.2 设计要求 12 单元电路设计与选择12.1 洗衣机定时正反转控制电路的方案 1 2.2 晶体振荡器电路 2 2.3 分秒计时电路 3 2.4 译码驱动及显示单元电路 4 2.5 状态选择与控制电路 43 元器件的选择43.1 主要元器件的选择54 系统电路总图及原理 55 电路连接测试 66 经验体会 7参考文献 7钦州学院本科课程设计报告前言随着社会的进步，越来越多的人已经不喜欢传统的洗衣服方式，洗衣机越来越在广大人群中受到欢迎。而洗衣机是否能洗干净衣服，主要是靠电机的合理正反转。本次课程设计是基于数字电路定时器的简易洗衣机控制器，设计中运用计数器进行倒计时计数，用四个数码管显示剩余时间，可以预置洗衣机工作时间，工作期间用指示灯来显示洗衣机的工作状态：正转.反转和暂停。因此，我们此次设计洗衣机定时正反转就是为了了解洗衣机定时正反转的原理，从而学会制作洗衣机定时正反转控制电路。而且通过洗衣机定时正反转的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于洗衣机定时正反转包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1 设计技术指标与要求1.1 设计技术指标1、采用倒计时方式定时洗涤，最大定时范围99秒钟，时钟信号源要精度较高；2、总的洗涤时间可以预置，数字式显示剩余时间；3、完成洗涤电机实现“正转（7秒）停（3秒）反转（7秒）停（3秒）正转（7秒）”的工作循环；4、用三个LED表示正转、停、反转状态，并可显示各种状态运行的剩余时间。1.2 设计要求 1.设计电路实现题目要求； 2. 画出电路原理图； 3. 元器件及参数选择； 4. 编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会； 5.电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 6.注意布线，要直角连线，选最短路径，不要相互交叉。2单元电路的设计与选择2.1洗衣机定时正反转控制电路的方案 该控制电路分为驱动电路、状态控制与状态计时、个位和十位的计时、脉冲产生和控制电路、状态显示等几部分组成，其框图如下所示： 图1 洗衣机定时正反转控制电路的方案框图2.2 晶体振荡器电路晶体振荡器电路给洗衣机定时正反转控制电路提供一个频率稳定准确的32768HZ的方波信号，可保证洗衣机定时正反转控制电路的计时准确及稳定。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用TTL门电路构成；另一类是通过CMOS非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图2所示，由CMOS非门晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，CD4060实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻R1为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。图2 CMOS 晶体振荡器2.3分秒计时器我们用两片片74LS192来实现秒计数功能，我们要的只是减计数，所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上；十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制的6），秒十位的LD端和借位端BO联在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN联在一起。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的192开始从9减到0；这时，它的借位端BO会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从6变到5，一直到变为0；当高低位全为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN为零时，置数端LD等于零，秒十位完成并行置数，下一个DOWN脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中，分秒计数电路如下图所示：图3 分秒计时电路的框图2.4 译码驱动及显示单元电路选择CD4511作为显示译码电路；选择LED数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由CD4511芯片把BCD码转变为七段数码送到数码管中显示出来。2.5状态计时和控制时电路 状态计时的过程中通过74LS157来选择时间的值是计时7秒还是计时3秒，即通过74LS157的00、01来选择；选择之后再通过cc40192来进行减法计时，减法计时的是通过cc4013的触发器来控制的，减计数至0时，进位输出端BO给右边的沿触发器cc4013信号，使之输出端跳转至01，经过上述同类的过程转换，到达DCBA信号为0011，此时之前BO给LOAD端的信号经过一个延迟装置恰好到达使74LS192置数为0011，又一轮减计数循环开始，即数码管依次显示7秒-3秒-7秒-3秒。图4 状态计和控制时电路框图3 元器件选择3.1 主要元器件的选择 元件名称规 格数 量CC4013142CC40192163CC4060161CC4511163CC408114174LS157161按键开关33电 容47pF2电 阻5603电 阻10M1数码管103晶振32768Hz1发光二极管红、绿、黄各1DIP103DIP143DIP1684 系统电路总图及原理将设计的各个单元电路进行级联，得到洗衣机定时正反转控制的系统电路原理图如图5所示。 图5 洗衣机定时正反转控制电路5 电路连接测试按图5电路做成PCB板正面如图6所示，反正面如图7所示。经通电测试各项指标均符合要求。图6 PCD板的正面图图7 PCD板的反面图测试过程：用万用表测试电路的连接部分是否连通，最主要的是测试正、负级是否短路，检查完电路之后就连接上5v的电源测试效果，若没有要求的效果就视情况来检查电路的哪部分有错误，直到错误完全的消除。6 经验体会通过这次设计，让我更加熟悉了这些芯片的使用，对于焊接电路也更加的顺畅。时间虽然很短暂，但从中获益匪浅，首先对数字电路这门课有了更深的了解，因为课程设计本身要求将以前学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路设计的过程中，无形中便加深了对数字电路的了解及运用能力，对课本及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解。数字电路课程设计对我们的总体电路的设计要求很严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了试验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计。经过这次的课程设计，我清楚的认识到空想和动手做之间的巨大差距。在没开始焊接电路之前，通过仿真软件的仿真可以简单清楚的测试出来，但是当我动手去焊接的时候才发现有着种种问题的出现，自己的不耐心不细心严重的影响了对电路的焊接，造成各种虚焊和短路，让后期测试的时候遇到巨大的困难。焊接电路时的细心耐心，是成功的关键，毛毛躁躁的焊接很容易就会出现错误。下次我会更加细心耐心的焊好每一个接口每一根线，不会在出现这种问题。感谢这次的课程设计，让我清楚的认识到自己的错误。参考文献1彭介华.电子技术课程设计指导M.北京:高等教育出版社,2005.2余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第三版）M.北京:高等教育出版社,2006.3李庆常.电子技术课程设计M.北京:理工大学出版社,1994.4张大平.