洗衣机控制电路

1、课程设计说明书（小初号字距4磅黑体加黑居中）课程名称： 数字电子技术课程设计 题 目：洗衣机控制电路 指导教师： 刘晓燕 日 期： 2015 年 04 月 03 日 洗衣机控制电路一、设计任务与要求1、洗衣机工作时间可在115分钟内任意设定（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，每当电机运行一分钟，显示计数器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转；4、电机正转和反转要有指示灯指示。二、方案设计与论证1.设计总体思路本课程设计要求实现洗衣机的正传、反转、暂停，可以使用三个LED灯的状态来

2、表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是60秒，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。接下来脉冲，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要60分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有一个问题要解决：如何提取时间并使循环电路工作的信号?对于这个问题有两种方案：方案一是直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74LS194来实现；方案二是制作一个二十进制到十进制的循环转化来把这一分钟走完。但是从电路的复杂程度和经济性来说，显然后者太过于复杂，也不利于接线和排故障，于是，我们选择方案二。2.基本原理首先，从秒脉冲出来的信号

3、，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，进行清零，这时用户置入洗涤时间，洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数；与此同时，从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后，LED灯表示出电机运转状态；当用户设定的洗涤时间结束后；同时电机指示灯熄灭。3.系统设计框图三、单元电路设计与参数计算1.一百进制分计数器和六十秒计数器的设计（1）分、秒计数器的设计一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已，我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，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

4、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。对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，当秒计数完成了，分可以自动减少，需要把秒十位的借位端BO端接到分计数的DOWN

5、端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。当然，这些计数器工作，其中的清零端CR要处于低电平，置数端不置数时要处于高电平。这是一个独立工作的最高可以显示101分钟的计时器。把四个192的QA/QB/QC/QD都接到外部的显示电路上就可以看到时间的显示了。作为洗衣机控制器的一个模块，它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作，分计数的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，所以当要从外部把它们强制清零时，可以用一个三极管（NPN）或者两个或门就可以实现该功能。还有我们可以利用分计数的UP端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发（平时保持高电平，外部给一个力就输入一个

6、低电平）的脉冲上 就可以实现从09的数字输入。  (2)分、秒计数器的电路图其图如下：  74LS192N的功能表如下所示：输入输出MRPLCPCPP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba011XXXX加计数011XXXX减计数其中，74LS192的引脚图如下所示： 3.循环控制电路（1）其基本原理简述采用74LS194N进行循环，根据分析可以知道秒计时器59-40设为正转，39-30为停，29-10秒为反转，9-60位停。这时秒十位会从分个位借位继续运转，可以知道只需要把秒十位接出来，寄存在74LS194N，然后

7、用异或门和同或门及非门，与门接到三个指示灯上，分别代表“正转”、“停”、“反转”。其各表达式如下：Qc*Qb=“正转”Qc(QbQa+QbQa)=“停”Qc(QbQa+QbQa)=“反转”74LS194N的功能表如下所示：CLRS0S1工作状态0XX置零100保持101右移110左移111并行输出74LS194N的引脚图如下所示 （2）循环控制电路如下正转时绿灯亮： 停时黄灯亮：反转时红灯亮： 预置数采用分十位预置数，预置数只要明白其中的道理可以任意置数，所以我只采用分十位，分个位，也可以在这我就不预置数。开关J1控制A，用键盘上的A控制开关选择高电平还是低电平；

8、开关J2控制B，用键盘的B控制开关选择高电平还是低电平；开关J3控制C，用键盘的C控制开关选择高电平还是低电平；开关J4控制D，用键盘的D控制开关选择高电平还是低电平；开关J5控制LOAD，用键盘的E控制开关选择高电平还是低电平；(1)其原理是：设置五个开关分别连在Qa,Qb,Qc,Qd,LOAD上，五个开关另一面两个结头分别是可以设置高电平和低电平，从而进行置数。其电路图如下：四、总电路工作原理及元器件清单1总原理图2电路完整工作过程描述（总体工作原理）仿真的过程正转反转停止3元件清单 器件型号用途介绍数量74LS192N计数器474LS194N移位寄存器17408N与门37404N非门27

9、486N同或门14077BD异或门1五、仿真调试与分析仿真结果在仿真的过程中，出现的结果基本符合要求，计数器的工作也很理想，“正转”、“反转”、“暂停”的指示灯动作也很好，预置数功能也正常。故障分析与电路改进1、要得到一个良好的设计，需要的总是肯定和否定，几经修改一个电路才得以肯定、采纳。而得出这个电路后，你还有一个更大的难关，仿真调试。它令人头痛是有原因的，按理是通的，但调试不一定可以出来，甚至于设计是错误的，调试是设计的试金石啊！就象循环电路一样，刚开始设计了一百进制分计数器和六十秒计数器的设计可是不出结果，我重新画了一个就成功。我猜测电路可能没问题，是仿真木身的辨别能力有待提高。如下图:

10、2当我在设计灯亮的图时选择的正转的与门时选择74HC08N该电路在秒十位59-40时绿灯不会亮，让我想了很久是为什么?因为其他的灯都亮，表达式也是正确的，我想可能带有HC型一号才能用同型一号的原件。当我改成7408N就成功。六、结论与心得 说实话，其实刚做这个课程设计的时候，我是有点怕怕的，因为寒假的时候没有复习，那些数电知识应经忘得差不多了。而且我们组的其他成员也和我差不多，于是我们花了很多时问恶补数电知识，但是时间不多，看了一两天后就不看，然后我们开始做设计，希望可以有突破。不过刚开始一点思绪，于是我们求救网络，上网搜了很多相关的设计，一点都看不懂，按着那些电路图在仿真软件仿真，可是总出错

11、。最后，我们通过网上找到我们这个实验所需要的器件，了解其功能。然后一个一个模块的设计，终于设计出来。 通过这次课程设计，让我对数电知识有了更多深入的了解，对数电中常用的芯片功能及设计方法有了更深刻的了解，对设计实验也有了更深切的体会，以前在做数电实验时也有部分是设计性的实验，不过基本上到最后都是老师告诉我们设计电路，自己虽然也有思考，但基本上没有想出来过，也没起到让自己真正来设计某个电路的目的，而这次有了足够的时间，基本上都是自己一点一点设计的，从某方面来说，还是很有成就感的。从本次课程设计的目的来看，收获也是不少的，它使我们对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解，也让我们知道了，光

12、分开使不够的，从外面学到的知识要把形成一各整体，这也很好的训练了外面对开发一个项目应该有怎样的思路和准备更清晰。来学校两年了，无论是从C语言课程设计到金工实习，还是从电子实习到现在的数电课程设计，每一次自己都觉得有一个进步，虽然有些方面自己做不出，但可以从老师和其他同学那里学到更好更多的东西，他们从另一个方面透析了自己的困难，这是很重要的，它让我学会了怎样学习别人的长处并把它变成自己的长处。有这样的机会和收获，要感谢老师的辅导以及同学的帮助，是他们让自己有了一个更好的认识，无论是学习还是生活，生活是实在的，要踏实走路，虽然自己走出来的路要崎岖的多，但觉得踏实、放心。这次设计让我的思维与能力都有

13、所提高，对数电有了更深层的了解。而且数电的课程设计让我更了解我们这个专业的难度及它的用处，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。但后来分模块一个功能一个功能的去设计，感觉也不是太难，就是个别的需要仔细翻阅课本，反复推敲.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，有的达不到预期的结果，还要重新修改电路，有的总会有毛刺出现，因此还要再加些门电路避免竞争冒险的电路。明白了井不是课本上学会了就行了，还要实际动手操作一日，理论与实践相结合。这次课程设计也更加巩固了数电的一些知识，同时也了解了硬件的使