数字逻辑电路课程设计-全自动洗衣机控制器的设计

1、数字逻辑电路课程设计设计题目全自动洗衣机控制器的设计姓 名 学 号 专 业 班 级 完成日期 目录一、实验目的3二、设计题目与思路3三、总体方案的设计与选择4四、使用元件5五、分析与心得5六、附件一：实验代码5一 、实验目的1 进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2 了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。3 熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。4. 培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。二 、设计题目与思路本次数字电路课程设计我选择的题目是“全自动洗衣机控制器”。这个系统的主要功能是：1 设计一个全自动洗衣机控制器电路，实现对洗

2、衣机的全自动控制。 根据全自动洗衣机的控制原理设计一个控制电路，使之能够控制全自动洗衣机完成整个工作过程。洗衣机工作过程如下： 当按下复位按钮时，洗衣机上电，控制电路复位到初始状态（默认水位为“中”）；使用者可根据衣服的多少，按下水位控制按钮，改变水位设置，以控制上水时加水的多少；当按下启动/暂停按钮时，洗衣机开始洗衣的第一个操作：进水阀门打开，开始上水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间timeadd（8s、7s、6s、5s）；然后进水阀门关闭，电机开始运转，开始洗衣过程，并历时9s；然后电机停止运转，排水阀门打开，开始排水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间time

3、drain（7s、6s、5s、4s）；然后排水阀门关闭，进水阀门打开，开始第二次上水，并历时timeadd当甩干结束后，整个洗衣过程完成，扬声器发出持续15秒的急促的“嘀嘀”音，提示用户洗衣结束。 洗衣机工作过程简记如下： 空闲（idle）第一次加水（water1）7s洗衣（wash）9s第一次排水（drain1）6s第二次加水（water2）7s漂洗（rinse）9s第二次排水（drain2）6s甩干（dry）5s蜂鸣15s2、控制器只要送出对应的控制信号就可以了。这些控制信号控制的继电器不需要购买。3、用开关启动洗衣机，数码管动态显示剩余时间，发光二极管点亮或停止，表示电机的运动规律。三、

4、总体方案的设计与选择1总体方案的设计经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下方案：总体电路共分三大块。第一块实现洗衣机运行过程控制；第二块实现花洗衣机水位控制；第三块实现数码管状态显示。主体框图如下： CLK主分频器洗涤定时器水流控制器正反向控制主分频器四、 使用元件1.设计所需的元件：TDS系列数字电路实验系统 - 1套；ISP系统可编程器件以及集成电路 - -1套；PC 计算机 - 1台；实验板一个；万用表一个；导线若干；五、分析与心得 这次课程设计对我来说是一项很大的挑战，看到题目后几乎没有思路，翻阅教材，看了下自动洗衣机那张的讲解，有了眉目，但是设计的内容过于庞杂，很难下手。这时候，我选

5、择从已有的程序着手，先看懂，然后和同学讨论思路，最后形成了这个作业。做仿真波形的时候，就是验证结论的时候，过程还算顺利。通过这次作业，掌握了从没接触过的VHDL语言，加强了动手能力，发现了学会查阅资料的重要性，受益匪浅。附件：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY test ISPORT(clk:IN STD_LOGIC;-500HZ信号，用于扫描数码管-clear:IN STD_LOGIC; -复位信号- start:IN STD_LOGIC; -开始暂停-model1:I

6、N STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);-模式控制-w:OUT STD_LOGIC;m:OUT STD_LOGIC;-d:OUT STD_LOGIC;v:OUT STD_LOGIC;SDISP:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);-输出水位-ADISP:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);DISP:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)-控制数码管显示的数字的信号-);END test;ARCHITECTURE a OF test ISSIGNAL water1:INTEGER RANG

7、E 0 TO 1;SIGNAL wash :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL drain1 :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL water2 :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL rains :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL drain2 :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL dry :INTEGER RANGE 0 TO 1;SIGNAL beep :INTEGER RANGE 0 TO 1; SIGNAL model:INTEGER RANGE 0 TO 7;SIGNAL count

8、:INTEGER RANGE 0 TO 9;-模值为9的计数器-BEGIN-water1!-p1:PROCESS(clk,clear,start)VARIABLE shuiwei:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINIF clear='1' THENmodel<=0;shuiwei:="0010"v<='0'm<='0'count<=0;water1<=0;wash<=0;drain1<=0; water2<=0;rains<=0; drai

9、n2<=0;dry<=0;beep<=0;ADISP<="0000"ELSIF clk'event AND clk='1' AND start='1' THENwater1<=1;-ADISP<="0001"IF (water1=1) THEN ADISP<="0000"-IF shuiwei = 1;-count<=7;shuiwei(3 downto 0):=model1;case shuiwei isWHEN "0000"

10、 => count<=4;-0WHEN "0001" => count<=5;WHEN "0010" => count<=7;WHEN "0011" => count<=8;WHEN OTHERS =>count<=7;END case; SDISP<=shuiwei;-WHEN 1 => SDISP<="0001"-1-WHEN 2 => SDISP<="0010"-2-WHEN 3 => SDIS

11、P<="0011"-3-WHEN 4 => SDISP<="0100"-4-WHEN OTHERS =>SDISP<="0000"-0v<='0'm<='0'-ADISP<="0001"-w<='1'-m<='0'-d<='0'-IF (w<='1') THEN m<='0'd<='0'END IF;IF(

12、count=0) THEN wash<=1;water1<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0000"END IF;END IF;-wash!-IF (wash=1) THENcount<=9;water1<=0;ADISP<="0001"v<='0'm<='0'-w<='0'-m<='1'-d<='0'-IF (m<='1') THEN w<=&#

13、39;0'd<='0'END IF;IF(count=0) THEN drain1<=1;wash<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0001"END IF;END IF;-drain1!-IF (drain1=1) THEN -ADISP<="0011"count<=6;wash<=0;v<='0'm<='1'-w<='0'-m<='0'-d<='1&#

14、39; -IF (d<='1') THEN m<='0'w<='0'END IF;IF(count=0) THEN water2<=1;drain1<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0010"END IF;END IF;-water2!-IF (water2=1) THENcount<=7;drain1<=0;ADISP<="0011"v<='0'm<='0'-w<=&

15、#39;1'-m<='0'-d<='0'IF(count=0) THEN rains<=1;water2<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0011"END IF;END IF;-rinse!-IF (rains=1) THENcount<=9;ADISP<="0100"v<='0'm<='0'-w<='1'-m<='0'-d<='0

16、9;IF(count=0) THEN drain2<=1;rains<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0100"END IF;END IF;-drain2!-IF (drain2=1) THENcount<=6;ADISP<="0101"v<='0'm<='0'-w<='0'-m<='0'-d<='1'IF(count=0) THEN dry<=1;drain2<=0;

17、ELSE count<=count-1;ADISP<="0101"END IF;END IF;-dry!-IF (dry=1) THENcount<=1;ADISP<="0110"v<='0'm<='0'-w<='0'-m<='1'-d<='0'IF(count=0) THEN beep<=1;dry<=0;ELSE count<=count-1;ADISP<="0110"END

18、 IF;END IF; -beep!-IF (beep=1) THEN-VARIABLE a: integer:=0;-L1:LOOPcount<=0;ADISP<="0111"v<='1'm<='1'IF(model=2)THENv<='0'm<='0'ADISP<="0000"ELSE model<=model+1;-END loop L1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS p1; -SIGNAL disp_tmp:INTEGER RANGE 0 TO 9;-从0到9，显示在数码管上的数字-BEGIN-p1:PROCESS(clk,clear) -500HZ扫描信号控制计数器当前值-BEGIN -IF clear='1' THEN-count<=0;-ELSIF clk'event AND clk='1' THEN