EDA洗衣机控制器.doc

EDA课程作业报告洗衣机控制器 学院 电气学院 专业 建筑电气与智能化 班级 092 班 姓名 何 涛 学号 109035039 浙江科技学院2012年10月29日目录1.设计内容与目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1.1课题选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1.2设计思路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12.程序设计与思路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2.1定义输入输出和中间变量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2.2分频. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2.3停机与复位. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.4设定定时时间（分）与复位. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.5工作状态选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.6工作状态输出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2.7数码管选择与显示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43.结果截图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3.1程序框图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3.2引脚设置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 3.3仿真波形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64.调试中遇到的问题和解决方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65.心得与体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66.附录：所有程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71.设计内容与目的1.1课题选择项目5：洗衣机控制器l 设计要求：l 设计一个洗衣机洗涤程序控制器，控制洗衣机的电机作如下规律运转： 定时启动正转（20秒）暂停（10秒）反转（20秒）暂停（10秒）停止定时到定时未到l 用两位数码管预置洗涤时间（分钟数），洗涤过程在送入预置时间后开始运转，洗涤中按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，用LED表示电机的正、反转，如果定时时间到，则停机并发出音响信号。1.2设计思路根据课题要求，首先需要一个输入，设定定时时间，然后计时启动，分别在0秒、20秒、30秒、50秒时输出正传、暂停、反转、暂停的信号并保持，60秒时正好一个循环，所以可以每次循环结束后计数，与设定定时时间比较，判断后选择停止（蜂鸣器发出警报）或继续循环输出。由于使用的EPM240T100C5开发板上引脚是低电平有效，所以要讲没有用到的引脚全部设置高电平，在主菜单Assignments Device Device & Pin Option Unused Pins下拉菜单选择As input tri-stated。2.程序设计与分析2.1定义输入输出和中间变量clk50mhz是芯片晶振输入；beep是蜂鸣器输出；led1、led2、led3分别代表电机正转、反转、暂停；ledout是7位数码管输出；shuout是数码管选择输出；start是电机开关，start=0，则电机启动，start=1则电机停止；count,count1,count2,counter,count1,都是计数变量；num存储定时时间；flag是选择工作状态信号。2.2分频将50mhz晶振分频，其中200hz用于扫描数码管， 50hz用于输入按键的消抖， 1hz用于计数单位。2.3停机与复位当内部计数count2等于定时时间num时，表示定时时间到了，控制电机停机en=0，start=0时，复位en=1。2.4设定定时时间（分）与复位每输入set定时时间增加1分钟，到9之后回到0，最多定时9分钟，输入clr则定时清02.5工作状态选择根据计数，flag赋值，flag=0正转；flag=1暂停；flag=反转,；lag=3暂停；判断定时是否到，如到，则计数变量清零，否则继续循环。2.6工作状态输出正转20秒，暂停10秒，反转20秒，暂停10秒。2.7数码管选择与显示3.结果截图3.1程序框图：3.2引脚设置：3.3仿真波形：4.调试中遇到的问题和解决方法：按照计划编写完所有程序后第一次编译，错误很多，有漏写end的，有把变量名num错写成sum的，有在两条子程序中对同一个变量赋值的，等等。最后根据错误提示内容，找出错误并一一改正。仿真时，因为实际所需频率过高，而把分频比例改小后再仿真，缩小仿真时间。将程序下载到开发板上调试时，由于程序写的不够严谨，而出现的，定时到了之后虽然蜂鸣器发出警报，但表示电机正转、反转和暂停的LED灯继续循环交替亮着，然后再在程序中补写了一个“停机与复位”子程序，计时时间到了之后将所有计数器清0，并且控制使能信号en阻止程序运行，也就没有了输出。另外，由于1hz、50hz、200hz变量定义问题，只能定义输出引脚，否则会随机选择引脚输出，还是自己定义一下引脚好了。5.心得与体会：再一次的体验到了细心对一个编程者的重要性，和程序的规范性对于程序的重要性，这些平时我们忽略的问题，其实有时候关乎着我们编程的成功率；再者，在verilog语言中，我们必须注意其与C语言的异同，比如格式和变量定义，还有模块的调用，和时钟信号的应用。还有，verilog HDL设计语言是一门很好的硬件描述语言，可以直白的描述实际的电路，实际的系统模型，易懂而且易于实现，我觉得在以后多加练习，可以对以后的学习和工作带来莫大的帮助。这次期末的课程设计就是对我们的一次考核，也可以说是一次考验，在平时做题目比较简单，而这次课程设计综合考核了我们的学习结果。课程设计培养了学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。这次的课题洗衣机控制器的设计，让我对身边的电气控制的设计产生了兴趣，希望这可以成为我今后不断前进的第一个动力。6.附录：所有程序：module xiyiji1(clk50mhz,clr,set,start,led1,led2,led3,beep,_1hz,_200hz,_50hz,ledout,shuout); input clk50mhz,clr,set,start; output reg led1,led2,led3,beep,_1hz,_200hz,_50hz,shuout; output reg 6:0 ledout; reg 3:0 flag,num,count2,counter1; reg 7:0 count1; reg 31:0 counter,count; reg en;/分频，从50mhz分频到200hzalways (posedge clk50mhz) begin if(counter=32d124999) begin counter=1b0;_200hz=_200hz; end else begin counter=counter+1b1;end end /分频，从200hz分频到50hzalways (posedge _200hz) begin if(counter1=4d9) begin counter1=1b0;_50hz=_50hz; end else begin counter1=counter1+1b1;end end /分频，从200hz分频到1hzalways (posedge _200hz) begin if(count=32d99) begin count=1b0;_1hz=_1hz; end else begin count=count+1b1;end end /设定时间(分)always (posedge _50hz) begin if(!clr) begin num=1b0;end else begin if(num=4d10) num=1b0; else if(set=0) num=num+1b1; end end /停机&复位always (posedge clk50mhz) begin if(!start) begin if(count2=num) begin en=0; end end else begin en=1; end end/工作状态选择always ( posedge _1hz) begin if(!start) begin if(en) begin if(count1=8d60) begin count1=1b0; count2=count2+1b1; end else if(count2=num) begin count2=1b0;end else begin case(count1) 8d0 : flag=2d0; 8d20: flag=2d1; 8d30: flag=2d2; 8d50: flag=2d3; default:flag=flag; endcase count1=count1+1b1; end end else begin count1=1b0;count2=1b0;end end else begin count1=1b0;count2=1b0;end end /工作状态输出always (posedge clk50mhz) begin if(!start) begin if(en) begin case(flag) 2d0: begin led1=0;led2=1;led3=1; end 2d1: begin led1=1;led2=1;led3=0; end 2d2: begin led1=1;led2=0;led3=1; end 2d3: begin led1=1;led2=1;led3=0; end default: begin led1=1;led2=1;led3=1; end endcase end else begin beep=0;led1=1;led2=1;led3=1;end end else begin beep=1;led1=1;led2=1;led3=1;end end/数码管显示always(posedge clk50mhz) begin case (num) 4d0:ledout=7b1000000; 4d1:ledout=7b1111001; 4d2:l