洗衣机时控电路

1、燕 山 大 学EDA课程设计报告书题目：洗衣机时控电路（注：此文件应以同学学号为文件名）一、设计题目及要求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，分钟计时器自动减1，直到显示为“0”时电机；4. 停止运转，停运后发出响两秒停一秒的蜂鸣提示；5电机正转、反转和停转要有指示灯指示，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模块，来产生1秒的频率做时钟信号。用3个74160构成

2、，采用整体置数法，将732HZ的时钟脉冲分频为1HZ。2、 设计一个time模块完成“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2个减法计数器74190使分钟数自动减1，其中一个控制个位，另外一个控制十位。3、十进制向二进制转换电路模块：设置时间的时候考虑日常生活习惯用十进制数，而数字电路中减法器和显示电路中都使用的是二进制数字，因此设计十进制向二进制转换的电路，用以将设置的015分钟十进制数字转换为电路使用的二进制数字，用2片74148实现。4、设计一个灯控zhuan模块，

3、用于指示洗衣机正转、反转和停转的状态。在六十秒的周期中前20秒灯L1（指示正转）亮，再十秒灯L3(指示停转)亮，再有20秒灯L2（指示反转）亮，再十秒灯L3亮。其中用两个74160构成60进制，并采用1个74138译码器实现对指示灯的控制。5、设计一个display模块，用于对正转、反转和停转进行秒数正计时。6、设计一个fengming模块，用于完成“停止运转后发出响两秒停一秒的蜂鸣提示”这一要求。用一个74160构成三进制电路完成蜂鸣器控制。7、设计一个扫描显示电路show模块，将分钟的个位和十位、秒的个位和十位分别接入4个74151，用一个七段显示译码器7448完成显示。（二）设计模块1、

4、732分频frequency用3个74160构成，采用整体置数法，将732HZ的时钟脉冲分频为1HZ。电路图如下：仿真结果：在732个脉冲后出现一个信号，符合设计要求。2、time模块主要以可逆十进制74190计数器为主，以change、99c0和 zhuanma模块为辅助。输入1到15之中的一个数，设置定时时间。change模块将输入的十进制数转化为二进制数，这里采用两个优先编码器74148级联。然后zhuanma模块将四位二进制数转化为8位BCD码，使其分别表示输入十进制数的个位和十位。为了保证到了定时时间洗衣机能够停止工作，采用两个4输入或门将减法器输出接回到GN端，当减数到0时，741

5、60停止工作。同时将LDN端设置为外部输出控制，当控制信号给出高电平时，74190方能工作。time模块电路图如下所示：仿真结果如下：仿真结果如图所示与预期一致。2.1change模块该模块使用2片74148优先编码器扩展构成16位优先编码器。实现的功能是将设定的十进制运转时间转换为四位二进制数码，当外界未给出运转时间的信号时，由于74148优先编码的特性，将默认是运转15分钟。实际应用时可以用旋转按钮方便的实现选择运行时间，也可以在数字屏幕上方便的选择。115表示设置的时间输入信号，d3d0表示四位二进制输出信号。电路图如下：仿真结果如下：输入14时仿真结果输出1110，与预期结果一致。2.

6、2zhuanma模块该模块根据74190减法器四位二进制输出和要转换为的八位二进制输出真值表（见附录1）关系设计而成，其中a3a0是由74190减法器输出转接的输入，y4表示十位的二进制信号输出，y3y0表示十进制的个位信号输出。zhuanma模块电路图如下：仿真结果如下：输入1111，输出结果为15，仿真结果和预期一致。3、控制灯转zhuan模块该模块实现正转20s，暂停10s，反转20s，暂停10s的功能和每分钟输出一个进位脉冲。用2片74160构成60进制计数器做为该模块的主体，在完成一次60s计时时，通过一个D触发器消除尖峰脉冲在count60输出端口输出1分钟的进位信号；在一分钟内，

7、因正转反转暂停三个状态都是整十秒的运行，个位都是09的输出，只有十位表现有区别，故只考虑十位的输出。在十位的二进制输出中，正转的十位为0和1，即000和001；反转的十位为3和4，即011和100；暂停的为2和5即010和101。这三个状态可用1片74138译码器完成74160的十位二进制码的转换输出。Forward表示正转信号输出，opposite表示反转信号输出，pause表示暂停信号输出，秒脉冲second做为电路的信号时钟。zhuan模块电路图如下:zhuan模块仿真如下：仿真结果如图所示与预期一致。4. 转动正计时display模块：该模块要实现显示正转反转暂停运行的时间。以2片74

8、160构成的三十进制的计数器为主体，以暂停pause信号做为输入信号触发019的计时和09的计时。因三十进制的计数器能完成019和2029的计时，故只需要利用pause信号接入三十进制的十位输出进行控制即可。当019的时，pause信号不影响计数器的输出；当2029时，pause信号将代表十位的b3b0清零即可。其中a3a0表示个位输出，模块接入second秒脉冲信号。display模块电路图如下所示：仿真如下：仿真结果与预期一致，能够完成三十进制计数。5、蜂鸣器fengming模块当模块发出运行结束信号end时，蜂鸣器发出响两秒停一秒的xiang输出信号。以1片74160实现3进制为主体，e

9、nd信号做为控制。原理同display模块，end信号只影响第3个信号输出，即将其清零。输入second信号做为模块脉冲。fengming模块电路图：仿真结果如下图：如图所示，当end为0时，蜂鸣器发出响两秒停一秒信号，与预期一致。6、扫描显示show电路该模块实现将二进制数码转换成显示所需要的7位数码管输入信号。用1片74160构成的四进制做为地址扫描产生部分，4片74151数据选择器做数据选择输出部分，1片7448做为转化器。扫描时钟选择输出端clk选择732Hz输入。show模块电路图：仿真结果如下：仿真测试输入0001，仿真结果与预期一致。7.总电路zong模块该模块完成各子模块的组装

10、。为了实现对整个电路的控制，在各个子模块加入了control控制端口（control信号主要接在模块电路的使能端口），只有当control输入信号为高电平时电路方能工作。同时利用time模块发出电路运行结束end信号对运行zhuan模块、蜂鸣fengming模块、显示display模块的控制，当结束信号发出时，各部分停止工作，只有蜂鸣器fengming模块工作。电路图如下：仿真结果如下：如图所示，可知，电路停止后end显示1，蜂鸣器开始响两秒、停一秒工作，指示灯全部熄灭。仿真结果与预期一致。三、设计结论（包括设计过程中出现的问题；对EDA课程设计感想、意见和建议）经过电路设计和仿真，得到的仿真

11、结果和实际结果与实验要求相符。四、课程设计感想在本次课程设计中，我们遇到了几个困难：1.刚开始的时候觉得将实验要求与各种数字电路器件联系起来很困难，后来将总体要求分为几个模块之后再慢慢琢磨每个小模块就觉得思路清晰了许多。2.在设计的时候，我们在减法计数器后面直接增加了分钟显示的部分，后来发现秒正计时的显示无法与分钟倒计时显示用我们设计的扫描电路。后来将扫描电路改为4个74151构成的才成功。3.分钟倒计时的模块是我们思考时间最久的模块，开始的时候设置15分钟，仿真显示电路减为0后，电路重新置数为15，反复循环。后来我们改变了电路，解决了这个问题。可是电路又产生了毛刺，我们采用D触发器解决毛刺，电路实现了从15减为0，但是又跳转到99。我们思考了一下，为了使电路更稳定，添加了一个99C0模块，利用门电路把99归零。虽说有困难，但在这次EDA课程设计中，在实际操作中，大家对各个单片机的性能有了更深的了解，学会了连接六十进制电路，分频电路，扫描电路等。对MAX+plus软件也有了初步的了解。