EDA技术大作业--全自动洗衣机控制器要点

1、EDA技术大作业电子钟电路设计要求：1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2、小时为24进制，分与秒的计时要求为60进制；3、具有校时功能；4、整点报时。姓名：武启明学号：1893130125专业：光电信息科学与班级：131工程教师 评 价成绩：评阅人：安徽科技学院数理与信息工程学院物电系EDA全自动洗衣机控制器1设计目的EDA技术与应用课程是电子信息工程、自动控制、计算机科学与工专业的技术课之一，具有很强的工程实践性。通过本次课程设计来掌握现代硬件数字电路的软件化设计的基本方法、掌握应用 VHDL及EDA工具开发设计各种 电路的基本方法，以及对现代电子设计自动化技术有一定的了解，会把

2、所学的 专业知识更好的用到实践中去。2设计的主要内容和要求（1）设计一简易全自动洗衣机控制器。 该控制器由两大状态A和B组成， 每个状态分三个子状态，每个状态分别由选择 A和选择B控制。其中A为步进 选择按纽，每步跳转一个子状态、B也为步进选择按纽，但每步选择 B中的所有 组合中的一种。（2）过程启动由启动/暂停键控制（暂停键在过程启动后任意时间可暂停 /恢 复过程）。（3） 过程启动后洗衣机盖开启能任意控制。（4）能设置实现多次洗衣 的功能。3整体设计方案本次设计大致可以分成两个模块来看待：控制端和工作端。控制部分使用了三个进程来处理， 进程一控制状态COUNTM进程二控制状态COUNT_N

3、进程三控制开始和暂停。其中，COUNT_M当连顺出现一个，两个,三个高电平时分别表示强洗，标准，弱洗三种状态的洗衣过程。再者，COUNT_N 当出现一个，两个，三个高电平时分别表示洗涤，漂洗与甩干，甩干。其次， 信号START空制洗衣机的暂停和重新启动。工作部分使用了一个进程来处理，在该进程中主要处理强制开盖，洗衣的各个状态。控制端中，中间变量 SG是工作结束标志信号，DT是状态的中间变量。C00为强开洗衣机盖子信号端，DCP输入状态中间信号。LOOK为时间到输 出停机，当其输出为高电平时所有数据为 0。然后等待下次洗涤始工作，直至再 次按下START键，又从新开洗衣机正常工作过程。与暂停后的

4、再次启动不同。ST为时间计数的中间变量。整体设计方案如下：开始皙停一一START时钟秒抻dk进程一COUXT-N迅程gm强开蟲按爼-COOK控部图3-1整体设计方框图4软件设计EDA工具在EDA技术应用中占据极其重要的位置，EDA的核心是利用计算机完成电子设计全程自动化，因此基于计算机环境的EDA软件的支持是必不可少的。此次设计所用EDA工具是由著名的Alter公司生产的MA冷plus H工具软件， 它是一种集成的开发环境，支持原理图、VHDL和Verilog语言文本文件，以及波形文件作为设计输入，并支持这些文件的人文混合设计。本实验主要采用单 纯的软件仿真来做，不涉及硬件电路的设计。故主要是

5、先编写程序，然后编译， 再时序仿真。最后观查仿真结果是否符合当初的设计要求。4.1库和实体及信号声明部分LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-库使用说明ENTITY xiyiji ISPORT(COUNT_N,COUNT_M,START,COOK,CL STD_LOGIC;-端 口说明LOOK:OUT STD_LOGIC;DOUT :OUT STD_LOGIC_VECTOR(DOWNTO0);END xiyiji;ARCHITECTURE3EHAV OF xiyiji IS-内部信号声

6、明SIGNAL DT1,DT2:STD_LOGIC_VECTOR(DOWNTGD);SIGNAL DICSOUNTJEMSTDLOGICVECTODOWNTOD);SIGNAL DCP:STD_LOGIC_VECTOR(3OWNTOD);SIGNAL CT:STD_LOGIC_VECTOR(DOWNTOD);SIGNAL CT1,CT2:STD_LOGIC_VECTOR(D OWNTOD);SIGNAL SG,CMKS:STD_LOGIC;BEGIN4.2进程一(控制状态COUNTJN每次按下 COUNTJ依次代表00-01-10-11状态。当COUNTJ为11时又跳到01状态，如此循环。其中

7、01状态代表强洗状态，10代表标准状态，11代表弱洗状态。由于是单纯的软件仿真，故用COUNT的上升沿代表按下COUNTJ键。PROCESS(COUNT_N,SG)-进程一控制状态COUNTNBEGINIF SG='1' THENDT1<="00"ELSIF COUNTN'EVENTAND COUNT_N='1' THENIF DT1=3 THENDT1<="01"ELSEDT1<=DT1 + 1;END IF;END IF;END PROCESS;4.3进程二(控制状态COUNTJM每次按下CO

8、UNTJ依次代表00-01-10-11状态。当COUNT_为11时 又跳到01状态，如此循环。其中01状态代表洗涤状态，10代表漂洗甩干状态， 11代表甩干状态。由于是单纯的软件仿真，故用COUNT的上升沿代表按下COUNTjt。PROCESS(COUNT_M,SG)-进程二控制状态COUNT_MBEGINIF SG='1' THENDT2<="00"ELSIF COUNT_M'EVENTAND COUNT_M='1' THENIF DT2=3 THENDT2<="01"ELSEDT2<=DT2+

9、1;END IF;END IF;END PROCESS;4.4进程三(控制开始和暂停)按下START代表开始洗衣状态，再次按下代表暂停状态，再次按下代 表停止状态如此循序进行。由于是单纯的软件仿真。故用 START的上升沿代表 按下START键。PROCESS(START)-进程三控制开始和暂停BEGINIF SG='1' THENCMKS<='0：ELSIFSTART'EVENT AND START二'1'THENDICSOUNTv二DT1 &DT2;CMKS<二CMOS'1'END IF;END PROCE

10、SS;4.5进程四（工作部分）强开盖：当时钟信号为上升沿的时候，按下强开盖按钮，无论洗衣机是 何种洗衣状态都要开启洗衣机盖。用COO的上升沿代表按下COO按钮。强洗（36分钟）,洗涤时电机分别正、反转4分钟,正反转间停30秒;漂洗时电机分 别正、反转 3分钟，间停 30秒;甩干时电机分别正转1.5分钟，间停30秒。标准（28分钟）,洗涤时电机分别正、反转 3分钟，正反转间停30秒；漂洗时电机分别正反转1.5分钟，间停30秒；甩干时电机分别正转1.5 分钟，间停30秒。弱洗（20分钟）,洗涤时电机分别正、反转2分钟，正反转间停30秒;漂洗时电机分别正、反转1分钟，间停30秒；甩干时电机分 别正转

11、1.5分钟，间停30秒。PROCESS（CLK,START,COOK）-进程四工作部分BEGIN-启动IF START二'1' AND DCP二"0000" THENCP<二DICSOUNT;ELSIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIFCOOK二'1' THEN-强开盖DOUT<="00"ELSIF START二'1' AND DCP>"0000" THENDOUT<="00"ELSIF SG=&

12、#39;1' THENIF CT1<"0001" THENCT1<="0000"SG<='0'END IF;ELSIF CMKS='1' THENCASE DCP ISWHEN "0101"=>-强洗部分IF CT<35 THENCT<=CT+1;IF CT1<8 THENDOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=8 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 +

13、1;ELSIF CT2<8 THENDOUTv二"10"CT2<二CT2+1;ELSIF CT2=8 THENDOUT<="00"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<="0110"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"DOUT<="00"END IF;WHEN "0110"

14、;=>-强洗-漂洗-甩干IF CT<27 THENCT<=CT+1;IF CT1<6 THENDOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=6 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT2<6 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=6 THENDOUTv二"00"CT1<二"0000"CT2<="0000"END IF;

15、ELSEDCP<="0111"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"DOUT<="00"END IF;WHEN "0111"=>IF CT<8 THEN-强洗-甩干CT<二CT+1;IF CT1<3 THEN-甩干DOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=3 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 +

16、 1;ELSIF CT2<3 THENDOUTv二"10"CT2<二CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDOUT<="00"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<="0000"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"SG<='1'END IF;WHEN "1001"=&g

17、t;- 标准部分IF CT<27 THENCT<=CT+1;IF CT1<6 THENDOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=6 THENDOUTv二"00"CT1<二CT1 + 1;ELSIF CT2<6 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=6 THENDOUTv二"00"CT1<二"0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<

18、;="1010"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"DOUT<="00"END IF;WHEN "1010"=>- 标准-漂洗甩干IF CT<15 THENCT<=CT+1;IF CT1<3 THEN-甩干DOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=3 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 + 1;ELS

19、IF CT2<3 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDOUT<="00"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<二"1011"CT<二"000000"CT1<二"0000"CT2v="0000"DOUT<二"00"END IF;WHEN "1011"=>

20、;IF CT<8 THEN-标准-甩干CT<=CT+1;IF CT1<3 THEN-甩干DOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=3 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT2<3 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=3 THEND0UT<="00"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELS

21、EDCP<="0000"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"SG<='1'END IF;WHEN "1101"=>-弱洗部分IF CT<19 THENCT<=CT+1;DOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;IF CT1<4 THENELSIF CT1=4 THENDOUTv二"00"CT1<二CT1 + 1;ELSIF CT2&l

22、t;4 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=4 THENDOUT<="00"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<二"1110"CT<二"000000"CT1<二"0000"CT2v="0000"DOUT<二"00"END IF;WHEN "1110"=>-弱洗-漂洗-

23、甩干IF CT<11 THENCT<=CT+1;IF CT1<2 THENDOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=2 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT2<2 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=2 THENELSEDCP<二"1111"CT<二"000000"CT1<二"0000"CT2v="

24、0000"DOUT<二"00"END IF;WHEN "1111"=>-弱洗-甩干IF CT<8 THENCT<=CT+1;IF CT1<3 THEN-甩干DOUT<="01"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT1=3 THENDOUT<="00"CT1<=CT1 + 1;ELSIF CT2<3 THENDOUT<="10"CT2<=CT2+1;ELSIF CT2=3 THEND0UT<="0

25、0"CT1<="0000"CT2<="0000"END IF;ELSEDCP<="0000"CT<="000000"CT1<="0000"CT2<="0000"SG<='1'END IF;WHEN OTHERS=>DOUT<="00"END CASE;END IF;END IF;END PROCESS;-结束工作进程LOOK<=SG;END BEHAV;5时序仿真5.1洗

26、涤共有9种功能：强洗全过程，强洗漂洗和甩干，强洗甩干；标准全过程，标准漂洗和甩干，标准甩干；弱洗全过程，弱洗漂洗和甩干弱洗甩干。现就其中几种做仿真如下：(1)强洗-漂洗和甩干强洗状态时，COUNT_按一下按键，仿真中用 01表示。漂洗和甩干状态时COUNT_按两下按键，仿真中用 10表示。如图则 COUNT_出现一个高电平,COUNT_ M出现两个高电平。仿真时序图如下:1 Mw g umo uio.p160.0師卩羽 z組卩刖 却op* 贅o卩血o m似i p«i艸0.卩 u«8Q Ip <u16 OS1STAKTJLCUE-1cut.TJUl1 lumjuuumn

27、rLJUuuumjuuuwmnjmnmmmuumminRrLrLmuuuLKreiu Kid, (L)L1rcwrjLOGICrx回 IOVTXOi.顾10.M . 01.to.顾理一.黑L LQ 丄0077Q ET301!:l00a脱：7Jc国KT；oom VoiioYoiuf0000CCf3WCZDcriiPCF潮J-cue图5-1强洗-漂洗和甩干(2)弱洗-漂洗和甩干n$rocrtiJ*W詛05 »criiTcoaCWTJ曲wco®on®c°Lj®(l«廉HiDWTHayii if弱洗状态时，COUNTJ按三下按键，仿真中用11

28、表示。漂洗和甩干状态时COUNTJN三下按键，仿真中用11表示。如图则COUNT_出现三个高平,COUNT_ M出现三个高电平。仿真时序图如下卫 jmnnr讥讥rmjuinnnnnnfusnnnnnnMnnnnjuiMnnnnmruuv讥r counj n n_n图5-3标准-甩干5.2强开盖will trr(o3)标准-甩干标准状态时，COUNTJ按两下按键，甩干状态 COUNTJ®三下按键,则COUNT_出现两个高平，COUNT_M出现三个高电平。仿真时序图如下图5-2弱洗-漂洗和甩干 jinnmumnmmjmjmnnjuumjiAnnjuummuuuuuuuuuuuuwmnmo

29、wnj _n_n_n! ；g】强开盖也有9种情况，既在上述9种洗涤状态下实现强开盖的功能现已强洗强开盖为例做仿真如下:)pi9 «»9 ns130 0 m 160 0 m 200 0 w 2和卩” 御卩町 血卩如 SO 0 mu MO.p in <90 卩血I ：J*ST曲L. nIFW0Irru_i_ll_/LFOfjmnmuuinnnnjuumrLmnLfuumnmumnnrLnnjumrLruuumjuLnrmnArLFaOTjn禅COOTJJLLUX3匡 DOtfF匸°rioPl. _ r2倉or-)SV回DTIEC01J2 m"TPfV国

30、tn Hjwr【rDIOI1091D】7leVmiOrcrbJOKTfOVots图5-4强洗强开盖5.3暂停重启(1)暂停功能仿真第一次按下START键，洗衣机工作。再次按下START键，洗衣机暂停。若再一次又按下START键，洗衣机又从新洗衣。做仿真时。在时钟秒冲上升沿 下，START为高电平则相当于按下 START键。则两次在时钟秒冲上升沿下，START为高电平则相当于两次按下代表暂停。时序仿真如下:删CLEEHUT.1Utt3 KUfTa an回mQ vKf31PCPEJKKllDCHO郎Jri门-nmuinrninmuumrmrmRnnnnjmnnnfumjinjmnnnjuumjuuum【JC,，- ,01-，獵，一叭 a !30ut WO 0则200 0 k州0筋微g