EDA课程设计洗衣机控制器设计

精品文档 1欢迎下载 燕山大学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 题目 题目 洗衣机控制器洗衣机控制器 学院 系 学院 系 电气工程学院电气工程学院 年级专业 年级专业 检测技术与仪器检测技术与仪器 学学 号 号 学生姓名 学生姓名 指导教师 指导教师 教师职称 教师职称 精品文档 2欢迎下载 燕山大学课程设计 论文 任务书燕山大学课程设计 论文 任务书 院 系 电气工程学院 基层教学单位 电子实验中心 学 号学生姓名专业 班级 检测 2 班 设计题目洗衣机控制器 设 计 技 术 参 数 设置 2 种工作方式 洗衣 甩干 显示倒计时时间 洗衣时间为 6 分 甩干时间为 35 秒 具有紧急情况手动停止功能 设 计 要 求 用 2 个拨码开关设置工作方式 洗衣 甩干 用 3 个数码管显示时间 用 2 个红色信号指示灯显示洗衣和甩干状态 工 作 量 学会使用 Max PlusII 软件和实验箱 独立完成电路设计 编程下载 连接电路和调试 参加答辩并书写任务书 工 作 计 划 1 了解 EDA 的基本知识 学习使用软件 Max PlusII 下发任务书 开始电 路设计 2 学习使用实验箱 继续电路设计 3 完成电路设计 4 编程下载 连接电路 调试和验收 5 答辩并书写任务书 参 考 资 料 数字电子技术基础 阎石主编 高等教育出版社 EDA 课程设计 B 指导书 指导教师签字 基层教学单位主任签字金海龙 说明 此表一式四份 学生 指导教师 基层教学单位 系部各一份 2012 年 3 月 17 日 精品文档 3欢迎下载 目 录 第 1 章 摘要 1 第 2 章 总体设计思路 2 第 3 章 详细设计 3 3 1 6 分钟倒计时器的设计 3 3 2 35 秒倒计时器的设计 6 3 3 整体的电路设计 8 第 4 章 管脚锁定及硬件连线并调试 10 第 5 章 总结 11 参考文献 12 精品文档 4欢迎下载 洗衣机控制器的设计 第第 1 1 章章 摘要摘要 本文是洗衣机控制器的设计 主要是针对倒计时器的设计 提出了总体的设计方案 详细的设计过程 主要运用了 74168 和 74192 的减法计数功能 一个模块一个模块的完 成设计 并通过仿真保证设计的正确性 最后组装电路 管脚锁定 并调试成功 设计过程采用系统的设计方法 先分析任务书 明确任务的要求 根据具体的要求 进行总体的设计 划分系统模块 然后进行详细的设计 决定各个功能系统模块中的内 部电路 然后进行波形仿真 要想实现洗衣状态的 6 分钟倒计时功能 就需要将控制秒循环的 60 进制的减法计 数器和控制分递减的 6 进制减法计数器相连接 每个计数器都是由 74168 的减法计数器 功能实现的 低位计数器每循环一次给高位信号一个借位信号 高位计数器就开始工作 3 片 74168 共同构成了 6 分钟倒计时模块 要实现甩干状态的 35 秒倒计时 本文用 74190 来实现 36 进制的减法计数功能 用 两片 74190 来控制使低位的减法计数器每循环一次给高位信号一个借位信号 高位开始 动作 最后将两个倒计时模块进行封装 在利用 74157 对三个数码显示管要显示的数字进 行选择 精品文档 5欢迎下载 第第 2 2 章章 总体设计思路总体设计思路 本设计用2个拨码开关设置洗衣机的工作方式 洗衣 甩干 因为时钟倒计时 所以需要将1HZ 的脉冲信号给6分钟倒计时模块 或者35秒倒计时模块 控制端控制倒 计时模块的启动和暂停 当控制端电位为高电平时 倒计时模块开始工作 当控制端电 位为低地点平时 倒计时模块停止工作 计时信号由实验箱上的数码管显示出来 当6 分钟 或者35秒 倒计时计时完毕 即分的显示和秒的显示都为0时 计时模块停止工作 要想实现洗衣状态的 6 分钟倒计时功能 就需要将控制秒循环的 60 进制的减法计 数器和控制分递减的 6 进制减法计数器相连接 每个计数器都是由 74168 的减法计数器 功能实现的 低位计数器每循环一次给高位信号一个借位信号 高位计数器就开始工作 3 片 74168 共同构成了 6 分钟倒计时模块 要实现甩干状态的 35 秒倒计时 本文用 74190 来实现 36 进制的减法计数功能 用 两片 74190 来控制使低位的减法计数器每循环一次给高位信号一个借位信号 高位开始 动作 精品文档 6欢迎下载 第第 3 3 章章 详细设计详细设计 一 一 6 6 分钟倒计时器的设计分钟倒计时器的设计 本课程设计的题目要求洗衣机的洗衣时间是 6 分钟 要实现 6 分钟的倒计时 我用 的是 3 片 74168 通过级联的方法来实现的 1 74168 的功能 74168 是同步十进制加 减计数器 各引脚功能 D0 D1 D2 D3为输入端 Q0 Q1 Q2 Q3为输出端 LDN 为置数端且低电平有效 CLK 为时钟脉冲 实验时接1HZ 脉冲信号 U DN 为计数控制方式 当其为低电平时进行减数 ENPN ENTN 为使始能端 当其为低电平时计数 高电平时保持 74168真值表如下图 精品文档 7欢迎下载 通观察 74168 的真值表发现 LDN 端为低电平时该计数器强行置数 LDN 端为高平 时 并且 ENTN 与 ENPN 同时为低电平 U DN 为低电平时开始减法计数 2 6 分钟倒计时计数器的设计电路 如上电路图所示 当控制端 LDN 为低电平时 计数器置数 左边秒位上输出为9 上面十分秒输出为9 右面的分位上输出5 当控制端 LDN 为高电平 ENTN ENPNU DN 同为低电平时 计数器开始做减法计数工作 且在脉冲上升沿触发 秒位从9递减到0 即输出为0000时 给十分秒位一个借位信号 用一个四输入的或门实现这一功能 只有 当输入全为零时或门的输出端才为全零 74168的使能端为低电平有效 此时十分秒位 进行一次减法计数工作 如此反复 直到十分秒和秒位上通过或门输出1时给分位上一 精品文档 8欢迎下载 个借位信号 使74168的使能端为低电平有效 此时分为上进行一次减法计数工作 如 此反复 直到3个74168皆输出0000时 使倒计时器停止工作 并且可以通过对名字为01 的引脚的电平的控制来实现紧急情况下的手动停止 下面为6分钟倒计时器的仿真波形 开始时的波形 尾波形段的 精品文档 9欢迎下载 当洗衣机在洗衣工作状态下手动停止时的波形 将 6 分钟倒计时器封装成名为 caoyu 的芯片 二二 3535 秒倒计时器的设计秒倒计时器的设计 1 74190 的功能 精品文档 10欢迎下载 74190 是十进制加 减计数器 下表为 74190 的真值表 通过观察真值表发现 DCBA 为 74190 的输入端 当 LDN 为低电平时 74190 实现其指 数功能 当 GN LDN 同时为高电平时 74190 具有减法计数器功能 2 35 秒倒计时器的设计电路图 精品文档 11欢迎下载 如上电路图所示 当 LDN 为低电平时 计数器置数 上面的低电位输出为 6 下面 的高电位输出为 3 当控制端 LDN 为高电平时 DNUP 为高电平 计数器开始工作 且在 脉冲上升沿触发 低电位由 6 减到 0 再变化到 1001 时 使高电位 74190 的 CLK 完成从 0 到 1 的跳变得到一个上升沿 使得高电位减一 当高电位与低电位同时为零的话由或 非门的控制使得计数器停止工作 当有紧急情况发生时将引脚名为 jiji 的输入停止端 置 1 使计数器立即 下面为 35 秒倒计时器的波形仿真图当洗衣机正常工作时波形为 精品文档 12欢迎下载 当洗衣机在工作状态下紧急停止时 仿真波形为 将 35 秒倒计时器封装成名为 xinde 的芯片 三三 整体的电路设计整体的电路设计 因为本课设要求使用三个数码显示管 所以在整个电路的设计中加入了数据选择器 来控制 6 分钟倒计时器和 35 秒倒计时器共用的显示管 总电路图如下 精品文档 13欢迎下载 如上图所示 用三片 74157 来选择数码显示管显示的是 6 分钟倒计时器还是 35 秒 倒计时器 用引脚名为 ab 的输入来控制选择数据 并且通过或门的连接使得当洗衣时 即 6 分钟倒计时器工作时 LED1 灯亮 当甩干时即 35 秒倒计时器工作时 LED2 亮 精品文档 14欢迎下载 第四章第四章 管脚锁定及硬件连线并调试管脚锁定及硬件连线并调试 名称类型内 外 锁 管脚号功能 ab 输入外锁 39 控制显示管显示的是 6 分钟还是 36 秒倒计时器 Clk11 输入外锁 85 输入 1HZ 的时钟信号 kaishizhishu 输入外锁 75 控制 6 分钟倒计时器的置数及紧 急停止 zongkaiguan 输入内锁 53 控制显示管的亮灭 jiji 输入外锁 176 控制 35 秒倒计时器的紧急停止 zhishu 输入外锁 87 控制 35 秒倒计时器的置数 fwx 输出内锁 96 分位显示管的位选 swx 输出内锁 95 十分秒显示管的位选 mwx 输出内锁 94 秒显示管的位选 f0 f1 f2 f3 输出内锁 142 141 140 139 分位显示的数字 s0 s1 s2 s3 输出内锁 133 134 135 136 十分秒显示的数字 g0 g1 g2 g3 输出内锁 127 128 131 132 秒位上显示的数字 led1 输出内锁 12 洗衣指示灯 Led2 输出内锁 13 甩干指示灯 精品文档 15欢迎下载 第五章第五章 总结总结 经过了这一周的努力设计与思考 最终在实验箱上完成了洗衣机的控制器的设计 期间遇到了许多的问题比如芯片的选择 反馈控制使计数停止 紧急手动停止功能的实 现等等 这些问题让我烦恼了一阵 尤其是在设计完成时 check 时遇到错误 但是最终 我在老师的帮助下解决了这些问题 完成了电路设计 成功上箱 这一周的课程设计让我学到了很多 也是我倒现在为止课程设计中最难的一科 首 先要学习一个陌生软件的应用 然后按照课设的要求完成题目并且要保证其功能性和正 确性 往往一些小的细节不注意比如命名重复等就会导致出现错误 而且自己还找不到 错误的缘由 最后要上箱检验设计的正确性及是否达到要求 在此过程中我有一些心得 1 设计初期要明确题目的要求 根据要求去思考 构思大题的思路 并且了解课 设过程可能要用到的芯片的功能及用法 可以在练习纸上将所要的逻辑进行抽象 演练 要思考全面 尽量避免在用软件设计过程中一次一次的改动 2 方案确定后再开始设计 设计时要注意对芯片的反馈控制及课程设计要求的紧急 手动停止功能 3 在设计某些模块的时候无法把握住整体 这时可以先进行小部分功能的实现 在此基础上进行改进 虽然可能会多花一些时间 但这比空想要有效的多 4 尽可能是电路连线有序 模块之间关系清楚 既利于自己修改 也利于与别 人交流 5 注意多与同学交流意见 交流使自己获得更多信息 开拓了思路 总之 要完成实验应该有较好的理论基础 整个实验都是在理论的指导下完成的 并且设计过程中使用了许多理论课上学的内容 如数据选择器 减法计数器等 本次设 计把理论应用到了实践中 通过设计 不但加深了自己对理论知识的理解和掌握 还加 深了自己动手操作的能力 当我在实验设计过程遇到的挫折带给我的不仅仅是悲痛的挫 败感 更重要的是会给自己带来了一份成功时的喜悦 无形之中增加了我的自信心 让 精品文档 16欢迎下载 我在以后的大学生活中更加自信坚定的去面对每一困难与挫折 参考文献参考文献 1 闫石 数字电子技术基础 高等教育出版社 2005 年 2 郑兆兆 周莲莲 张强 EDA 课程设计指导书 精品文档 17欢迎下载 燕山大学课程设计评审意见表燕山大学课程设计评审意见表 指导教师评语 该生学习态度 认真 较认真 不认真 该生迟到 早退现象 有 无 该生依赖他人进行设计情况 有 无 平