洗衣机控制器课程设计

1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计 2012年 3 月2日东北石油大学课程设计任务书课程 EDA 技术课程设计 题目 洗衣机控制器 专业 电子信息工程姓名 姜长剑 学号080901140922主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容：设计一个洗衣机控制器，要求洗衣机有正转、反转、暂停三种状态。设定洗衣机的工作时间，要洗衣机在工作时间内完成：定时启动 正转20秒 暂停10秒 反转20秒 暂停10秒 定时未到回到“正转20秒 暂停10秒 ”，定时到则停止，同时发出提示音。基本要求：1、设计一个电子定时器，控制洗衣机作如下运转：定时启动 正转20秒 暂停10秒 反转20秒 暂停10秒 定时未到

2、回到“正转20秒 暂停10秒 ”，定时到则停止；2、若定时到，则停机发出音响信号；3、用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；4、三只LED 灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。 1 潘松著.EDA 技术实用教程(第二版. 北京：科学出版社,2005. 2 康华光主编. 电子技术基础 模拟部分. 北京：高教出版社,2006. 3 阎石主编. 数字电子技术基础. 北京：高教出版社,2003.2012年 2月27日一、总体设计思想1. 基本原理首先用电路控制三只LED 显示洗衣机正转、反转、暂停三种状态。然后用

3、电子定时器控制洗衣机设定的工作时间，以及正传和反转运行时间的控制。同时用两个数码管显示洗涤的预置时间（按分钟计数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；最后定时到则停止，同时用蜂鸣器发出提示音。通过各种开关组成控制电路，使洗衣机实现程序运转。 直至结束为止。 2. 设计框图洗衣机控制电路由定时输入模块，电机输出模块，电机时间控制模块，数字显示电路，倒计时模块以及报警器模块组成。 图一二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路电路图如下所示： 图二 2、模块设计和相应模块程序 （1）定时输入模块：shuruinstshu hshu din dout3.0do

4、ut13.0此模块是为了实现洗衣机能够定时输入的功能，保证洗衣机能够正常运行。 library IEEE;Port ( shu : in std_logic; hshu: in std_logic; din : in std_logic;dout:out std_logic_vector(3 downto 0;dout1:out std_logic_vector(3 downto 0; end shuru;architecture Behavioral of shuru issignal count: std_logic_vector(3 downto 0; signal count1: st

5、d_logic_vector(3 downto 0; signal count2: std_logic_vector(3 downto 0; signal count3: std_logic_vector(3 downto 0; beginprocess(shu,hshu,din begindout<=count; dout1<=count1; if din='1' thendout<="1111"dout1<="1111" elsif rising_edge(shu then if count="100

6、1" then count<="0000" elsecount<=count+1; end if; end if;if rising_edge(hshu then if count1="0110" then count1<="0000" elsecount1<=count1+1; end if; end if; end process; end Behavioral;（2）电机时间控制模块：washmachineinstclkc d此模块由一个累加器和一个命令控制器组成，用来实现预置洗涤时间的功能，洗

7、涤时间以分钟数为单位，用户可根据自己的需求来设定洗涤时间的长短。library IEEE;Port ( clk : in std_logic; c :out std_logic; d :out std_logic; end washmachine;architecture miao20 of washmachine issignal count: std_logic_vector(2 downto 0; signal shi: integer range 0 to 60; beginprocess(clk beginif rising_edge(clk then if shi=60 then

8、shi<=0;c<='1'else shi<=shi+1;c<='0'end if;if count="101" then count<="000" d<='1' elsecount<=count+1; d<='0' end if; end if; end process;end miao20; （3）电机输出模块dianjiinstccdd1.0deng2.0此模块是为了实现能够控制洗衣机电机时间达到正转、反转、暂停的功能。 library

9、IEEE;cc :in std_logic;dd :out std_logic_vector(1 downto 0; deng : out std_logic_vector(2 downto 0; end dianji;architecture di of dianji issignal count : std_logic_vector(2 downto 0; signal dian : std_logic_vector(1 downto 0; signal deng1 : std_logic_vector(2 downto 0; begindd <= dian; deng<=de

10、ng1; process(cc beginif rising_edge(cc then if count = "101" then count <= "000" elsecount <= count+1; end if;if count="000" thendian<="01"deng1<="100" elsif count="010" thendian<="00"deng1<="010" elsif

11、 count="011" thendian<="11" ;deng1<="001"end if; end if; end process; end di ;（4）数码管显示模块： 根据课程设计要求，必须将洗衣机的工作状态及工作时间在数码管和指示灯上显示出来，此模块是用来控制洗衣机的工作状态及工作的频率，并把工作状态及工作时间显示出来。library IEEE;Port (din:in std_logic_vector(3 downto 0 ; dout:out std_logic_vector(6 downto 0 ; e

12、nd shuma;architecture Behavioral of shuma is beginprocess(din begin case din iswhen "0000" => dout<="0000001"-0 when "0001" => dout<="1001111"-1 when "0010" => dout<="0010010"-2 when "0011" => dout<="0

13、000110"-3 when "0100" => dout<="1001100" -4 when "0101" => dout<="0100100"-5 when "0110" => dout<="0100000"-6 when "0111" => dout<="0001111"-7 when "1000" => dout<="00000

14、00"-8 when "1001" => dout<="0000100"-9when others => dout<="1111111" end case; end process; end Behavioral; （5）倒计时模块： 由于洗衣机有工作时间，必须要一模块来控制它的工作时间范围，当洗衣机开始工作后，减法计数器即会实现减数功能，直到时间减到零，洗衣机便停止工作。library IEEE;Port ( jian : in std_logic; reset : in std_logic;din

15、 : in std_logic_vector(3 downto 0; dout : out std_logic_vector(3 downto 0; c:out std_logic; end hui;architecture Behavioral of hui issignal count : std_logic_vector(3 downto 0; begindout <= count; process(jian,reset,din beginif reset='1'then count <= din ; c<='0'elsif rising

16、_edge(jian then if count = "0000" then count <= "1001" c<='1'elsecount <= count-1; c<='0' end if; end if; end process; end Behavioral; library IEEE;Port ( jian : in std_logic; reset : in std_logic;din : in std_logic_vector(3 downto 0; dout : out std_lo

17、gic_vector(3 downto 0; c:out std_logic; end hui1;architecture Behavioral of hui1 issignal count : std_logic_vector(3 downto 0; begindout <= count; process(jian,reset,din beginif reset='1'then count <= din ; c<='0'elsif rising_edge(jian then if count = "0000" then c

18、<='1' elsecount <= count-1; c<='0' end if; end if; end process; end Behavioral;（6）报警器模块：当洗涤时间结束时，洗衣机就会自动发出警报声，以此提醒用户洗涤工作完成，此模块就是实现此功能。 library ieee;finishc: in std_logic; warn:out std_logic; end warming;Architecture six of warming is begin process(clk BeginIf finishc=1then w

19、arn<=clk; Else warn<=0; end if;end process; end;3、仿真及仿真结果分析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MAX plus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以混合设计。 （1）定时输入仿真： （2）电机时间控制模块： （4）数码显示仿真： 4、实验调试结果通过几天的调试

20、，调试结果达到了设计要求。实现功能如下：定时启动正转20秒暂停10秒反转20秒暂停10秒定时未到回到“正转20秒暂停10秒”，时间控制正常。三只LED 管也能显示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。运转时，数码管也能显示倒计时间。最后当定时达到时，蜂鸣器发出响声报警。三、结论及心得体会 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知 识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结 论，才能真正地更好去理解知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的 能力。从查阅相关的资料到自己设计总体方案，每一个环节都是在对以往知识 学习掌握的复习，归纳总结以及提升，EDA 以硬件描述语言 VHDL 为系统描述手 段完成的设计文件，自动的完成逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑