EDA课程设计—洗衣机时控电路.doc

燕 山 大 学EDA课程设计报告书 题目： 洗衣机时控电路 姓名： 学号： 姓名： 学号： 姓名： 学号： 班级： 成绩： 1、 设计题目及要求（一）设计题目：具有数字显示的洗衣机时控电路（二）设计要求： 1、 洗衣机工作时间可在115分钟任意设定（整分钟数）； 2、 规定电动机运行规律为正转20s、停10s、反转20s、停10s、再正转20s，以后反复运行； 3、 要求能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行1分钟，分钟计时器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转，停运后发出响两秒停一秒的蜂鸣提示； 4、电机正转和反转要有指示灯指示，并要有秒数正计时显示。二、设计过程及内容（一）设计方案：（1）首先设计一个732进制的分频器frequency, 用3个74160构成,采用整体置数法，将732 HZ的时钟脉冲分频为1HZ，来实现1秒的频率作时钟信号。（2）设计一可产生六十进制进位信号模块count3，用2个74160构成,每六十个时钟信号产生一个进位信号。（3）设计一控制灯的模块L，在六十秒周期中前二十秒灯L1亮（表示正转），再十秒灯L3亮（表示停转），再有二十秒灯L2亮（表示反转），再十秒灯L3亮（表示停转）。（4）设计一模块minute,完成“洗衣机工作时间可在115分钟任意设定（整分钟数）；能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行1分钟，显示计数器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转”的任务。用减法计数器74191使分钟数自动减1，另外要用到扫描显示电路，将分钟的个位和十位上的数据分别用两个数码管进行显示，用以显示倒计时，显示机器的剩余工作时间。数码管显示电路用2个双四选一数字选择器74153和BCD七段7449显示器构成。74191和数码管显示电路之间需加一个将十进制转换为二进制的模块10shifted2。（5）设计一模块ring，用1个74160构成一个三进制的电路，使其完成“在显示器为“0”时，电机停止运转，停运后发出响两秒停一秒的蜂鸣提示”。（二）设计模块（1）732进制计数器将3个74160用整体置数法制成732进制的分频器frequency，将732 HZ的时钟脉冲分频为1HZ，来实现1秒的频率作时钟信号。具体连接如图：仿真波形如图：（2）六十进制模块count3将2个74160用整体置数法构成六十进制计数器count3,每六十个时钟信号产生一个进位信号。具体连接如下图：仿真波形如图：（3）灯控模块L 在模块一中，已经将732HZ的输入信号转换成1HZ的输入信号，本模块也是使用1HZ的输入信号。在这里我们使用2个74160和1个74138译码器。根据整体置数法把2个74160构成60进制的计数器，因为要求是在60秒中灯各自显示，所以利用表示六进制的74160显示出000、001、010、011、100、101这几个数，接入74138译码器，根据其功能表和题目要求，首先前20秒正转，即000和001，观察特点，用一个同或门即可实现，反转和停的道理是一样的。至于其他两个状态101和111我们使用一个与非门使这2个状态控制指数端。这样就只会有6个脉冲信号的输出，具体连接如下图：仿真波形如图：（4）数据模块DATA 本模块实现自动设定工作时间，显示工作时间以及工作时间递减的功能。这里我们使用了一个将10进制用2进制来显示的模块10SHIFTED2，其图如下：仿真波形图：同时还使用了 74191减法计数器、2个74153双4选1译码器以及一个7449显示器。还有用74160做成的扫描电路，通过对扫描电压的调节实现工作时间十位和个位的同步显示。同时还有控制端口out1实现对数码管显示、灯和蜂鸣的控制。只有当74191减至0时控制端口实现控制，数码管和灯控电路停止工作。模块DATA电路图连接如下：仿真波形如图：（5） 蜂鸣模块ring 本模块实现当电机停运时有响两声停一声的蜂鸣声。在模块一中，已经将732HZ的输入信号转换成1HZ的输入信号，本模块也是使用1HZ的输入信号。根据置数法把74160制成三进制的计数器，当电机停运时，out1将会输出0，通过启动74160，从而产生响两声停一声的蜂鸣声。模块ring的电路图连接如下：仿真波形如图;(6)总控制模块将各个部分连接起来，用732HZ作为总的输入信号，灯、蜂鸣声和显示器作为输出，完成了洗衣机的时控电路。电路图如下：仿真波形如图：三、设计结论经过实验板的验证，该电路设计达到了预期的目标，实现了题目所要求的各项功能，本次EDA成功!四、设计感想在设计过程中，出现了许多问题。开始是对整体思路的把握，首先是需要考虑怎样把题意转化为我们学过的逻辑表示，需要联系好多的知识，觉得很复杂。后来我们考虑分模块进行设计，根据题目要求，提取出需要实现的功能，通过查阅资料和数电课本，画出需要的电路图。例如在连接2到10进制转换的电路时，起初不知道用什么去实现，后来在重复看书的过程中，发现了可以用卡诺图去实现；还有在连接显示器那部分电路的时候，本来是只显示十位和个位上的数字，就需要2个显示器，可是硬件上只有一个显示器连接口，刚刚连接好的电路就需要修改，又会关联到许多东西；在整体检查时，发现有部分电路其实可以简化，于是又对电路做了些相应的修整。其次在电路仿真的过程中也会出现一些这样那样的问题，都需要自己耐心去思考，或者通过问同学和请教老师使问题得以解决。有时一个功能可以用多个不同的电路去实现，需要考虑哪个比较合适，哪个比较准确，哪个更符合设计的要求，这就需要不断地改进电路使其优化。 通过这次的课程设计，我不仅拓宽了自己的知识面，还在实践过程中巩固和加深了自己所学的理论知识，更加巩固了数电的一些知识，同时也了解了硬件的使用，使自己的技术素质和实践能力有了进一步的提高，同时我的专业水平也有了很大的进步。在对一些问题不很熟悉的情况下通过自己的学习和同学的指导完成了设计任务。并在设计