eda洗衣机控制器课程设计课程设计报告

蓬山大偿课程设计说明书题目： 洗衣机控制器学院（系）：电气工程学院年级专业：08应用电子技术4班学号：080103030204学生姓名： 贾灵宇指导教师：吕宏诗张强教师职称： 实验师

燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电了实验中心学号080103030204学生姓名贾灵宇专业（班级）08级应电4班设计题目洗衣机控制器设计技术参数•设置2种工作方式：洗衣、甩干；•显示倒计时时间：洗衣时间为5分，甩干时间为15秒；•具有紧急情况手动停止功能。设计要求•用2个拨码开关设置工作方式：洗衣、甩干；•用3个动态数码管显示时间。工作量•学会使用Max+PlusII软件、VerilogHDL语言和实验箱；•独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；•参加答辩并书写任务书。工作计划了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusIL下发任务书，开始电路设计；学习VerilogHDL语言，用VerilogHDL进行程序设计；学习使用实验箱，继续电路设计；完成电路设计；编程下载、连接电路、调试和验收；答辩并书写任务书。参考资料《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社.《EDA课程设计A指导书》.郑兆兆等编.指导教师签字吕宏诗、张强基层教学单位主任签字金海龙说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2011年1月14日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章设计说明 3\o"CurrentDocument"1.1设计思路 3\o"CurrentDocument"1.2模块介绍 31.3真值表 5\o"CurrentDocument"第二章VerilogHDL设计源程序 6\o"CurrentDocument"第三章波形仿真 12第四章管脚锁定及硬件连线 154.1管脚锁定 154.2硬件连线 16\o"CurrentDocument"第五章总结 17\o"CurrentDocument"参考文献 18第一章设计说明1.1设计思路本课程设计共应用：三个计数器，分别为五进制计数器、十进制计数器、十五进制计数器；三个拨码开关；两个时钟信号，分别为0.5Hz和1Hz；和三个动态数码显示管。“洗衣机控制器”课程设计要求，洗衣机工作在两种工作方式：洗衣、甩干。这两种工作方式分别由拨码开关SW1和拨码开关SW2控制，开关拨起为高电平工作状态即启动。洗衣机工作在洗衣状态时，工作时间为5分钟，用数码管显示倒计时时间并最终停止在“0”，可以利用五进制加法计数器来计数控制，采用0.5Hz的时钟信号和十五进制计数器共同实现计时1分钟的功能。洗衣机工作在甩干状态时，工作时间为15秒钟，采用1Hz的时钟信号，用数码管显示倒计时时间并最终停止在“0”，利用初值为五的十进制减法计数器来控制个位的数码管显示，利用十进制计数器的进位来控制十位的数码管的显示数字。另外，设计要求有紧急情况手动停止功能，由拨码开关3控制，当拨码开关3为高电平时洗衣机为可启动状态由拨码开关2和3控制在不同工作状态正常工作，当拨码开关3为低电平时，计数器全部清零数码管显示为零，洗衣机紧急急停。并在完成了任务书的要求功能的基础上，增加了完成洗衣或甩干的工作时蜂鸣的效果。1.2模块介绍本课程设计程序上运用了一个模块，综合了任务的所有要求。利用十五进制计数器和0.5Hz的时钟信号组合获得了以分钟为变化周期的控制信号，来驱动五进制加法计数器的工作，是数码管显示5分钟倒计时时间。用1Hz的时钟信号来驱动五为初值的十进制计数器，使动态数码管显示15秒倒计时时间。用开关SW1的高电平时洗衣机工作在洗衣状态，开关SW2高电平使其工作在甩干状态，开关SW3为总开关，高电平洗衣机在可启动状态，任意时刻低电平所有计数器均清零洗衣机紧急手动急停。当未急停，洗衣机在洗衣或甩干状态下完成倒计时的工作状态时蜂鸣，断开SW3即洗衣机关机蜂鸣停止。本“洗衣机控制器”课程设计共利用了实验箱上的四个模块分别为：频率组模块、8位数字开关组模块、动态数码管显示模块和创新附加的蜂鸣模块。分别介绍如下：频率组模块设计中分别使用了三个不同频率的时钟信号，超低频率组A的0.5Hz、低频率组B的1Hz、中频组C的1024Hzo用0.5Hz的时钟信号配合十五进制计数器实现了洗衣状态中的以分钟为单位倒计时的频率控制。用1Hz的时钟信号实现甩干状态中的以秒为单位的倒计时的频率控制。用1024Hz的频率进行3个选定动态数码管的高速扫描以达到3个动态数码管同时显示的效果。8位数字开关组模块设计中分别用到了三个开关，开关1高电平进入洗衣状态，开关2高电平进入甩干状态，开关3作为总开关高电平洗衣机才可以工作，在任一时刻低电平洗衣机紧急手动急停。动态数码管显示模块nnn

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uuunrinIIDIM洗衣状态数码显示甩干状态数码显示洗衣状态数码显示甩干状态数码显示设计中一共使用了3个动态数码管，分别为DS8A、DS7A、DS6A。DS8A来显示洗衣状态的5分钟倒计时时间的分钟数字，DS7A和DS6A组合显示甩干状态15秒倒计时时间，DS7A为十位数字，DS6A为个位数字。在不工作时各数码管均显示“0”。在1024Hz的频率信号驱动下，3个数码管同时显示。蜂鸣模块此模块是在完成了任务书中的要求后，额外附加的功能模块，完成了在洗衣机洗衣或甩干工作完成后蜂鸣的功能，并在洗衣机停机即开关3低电平时停止蜂鸣。

1.3真值表（1）十进制计数器CQM3M2MlMOHC000000001000100oon001000010100110001110100001001000001（注:，代表时钟信号上升沿）（2）七段数码管N3N2N1N0Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q000000111111000100001100010101101100111001111010011001100101110110101101111101011100001111000111111110011101111第二章VerilogHDL设计源程序本课程设计的VerilogHDL源程序如下：modulewhole(CP,CLK,CQ,Q,CONTI,CONT2,STP,SEG,SOU);inputCP,CLK,STP,CONTI,CONT2,CQ;outputQ,SEG,SOU;reg[3:0]D,M,QT,WT,QS;reg0C,LDN,CC,HC,LDM,SOU;reg[1:0]CRN,CRM;reg[6:0]Q,QI,Q2;reg[2:0]SEG;reg[l:0]TMP,TMP2,TMP3;reg[3:0]N;always®(posedgeCP) //十五进制计数器beginif(CONTI)beginif(WT<=4,bl110&&WT>4'bOOOO)WT=WT-1;elseif(~WT)WT=4'blllO;elseWT二WT;endendalways®(posedgeCP) 〃五进制加法计数器WT完成一个周期时自加一beginifCSTP)QT='b0101;elsebeginif(WT=4'bOOODCC二1'bl;elseCC=1'bO;if(QT<b0101)QT二QT+CC;elseif(QT>'bOlOO)QT二'bOlOl;elseQT二QT;endendalways 〃五进制计数器的进位和输出Dbeginif(QT=4‘bOOOO&&CONTl=l)O*l'bl;elseOC=rbO;D=QT;endalways©(posedgeCQ) //以5为初值的十进制计数器表示15秒倒计时的个位数字beginifCSTP)QS二4'bOOOO;elsebeginif(C0NT2)LDM=l;if(HC)CRM二CRM+1;if(CRM>2)QS=4'bOOOO;elseif(~LDM)QS二'b0101;//~~elseif(QS<4,bl010&&QS>4'bOOOO)QS=QS-1;elseif(~QS)QS二4'bl001;elseQS二QS;endendalways //十进制计数器的进位HC和输出Mbeginif(QS=4‘b0000&&CRM<=2)HOI'bl;elseHC=1'bO;M=QS;endalways 〃将计数器的输出D,M转化成数码管的译码器的输入Nbeginif(CONTI)N=5-D;if(CONT2)beginif(M<10)N=M;elseN=M-10:endendalways©(posedgeCLK) //数码管的译码器和段选信号位选信号的对应控制begincase(N)0:Q2=bOllllll;1:Q2='bOOOOHO;2:Q2=bl011011;3:Q2=bl001111;4:Q2=bll00110;5:Q2=bll01101;6:Q2=blllll01;7:Q2=bOOOOlll;8:Q2='blllllll;9:Q2='bll01111;endcaseif(CONTI)beginif(TMP〈'blO)TMP=TMP+1;elseTMP=bOO;case(TMP)'bOO:beginSEG=，bOOO;Q=Q2;end'bOl:beginSEG二'bOOl;Q二'bOllllll;end'blO:beginSEG='bOlO;Q二'bOllllll;endendcaseendelseif(CONT2)beginif(CRM=1)beginif(TMP2<,blO)TMP2=TMP2+l;elseTMP2=bOO;case(TMP2)^00:beginSEG二'bOOO;Q二'bOllllll;end'bOl:beginSEG=，bOOl;Q=，bOOOOHO;end'blO:beginSEG二'b010;Q二Q2;endendcaseendelsebeginif(TMP3<，blO)TMP3=TMP3+l;elseTMP3=bOO;case(TMP3)'bOO:beginSEG=，bOOO;Q=，bOllllll;endJbOl:beginSEG=，bOl;Q=，bOllllll;end'blO:beginSEG二'b010;Q二Q2;endendcaseendendendalways //蜂鸣器控制beginifCSTP)SOU=O;elsebeginif(C0NT2)beginif(Q2=‘bOl11111&&CRM＞二2)SOU=1;elseSOU=O;endelseif(Q2==bOllllll)SOU=l;elseSOU=O;endendendmodule第三章波形仿真五进制加法计数器的波形仿真图NameValue:ID.Os 20.0s 30.0s 40.0s 5008 600s TOBs 800s 90.0s 100.0s 110.0s 120.0s»STP■HCP10i*-CONTI19D|3..0|HO~~\~i ~2~I~3 X_1 ―上图为未紧急手动急停的情况。Name:Value:10.0s 20.0s 30.0s 400s 50.0s 60.0s 70.0s 80.0s 90.0s 100.0s 110.0s 120.0$it-STP1A IACP0ACONTI0厂初叩..0]HO~o K_i y_2~m上图为紧急手动急停的情况。以5为初值的十进制计数器的波形仿真图Name:V^ue25s 50$ 7,5s 刨h 哗i 的 1季 2D1)i22.5s■t-STP，CQ10jTmvuTnjTmurnjT_njT_ruuw_n_n_mu^*C0hH21 rDO0上图为未紧急手动急停的情况。Name:Value25s 50s 75s 10.0s 12.5s 15* 17,5s 20.0sit-STP1ACQ0KM21i铮M(3.0]DO瓦5X4X3x2「X。n3X7Y 0上图为紧急手动急停的情况。动态数码显示管的波形仿真图Nam*Valut25m«SOm» 78mt lOOmtl2Cmat«Omtl7Sm«200mi22Sm<2SOm«27SrM»0m(32Un*X0mVfima400ma〜M(30|HO0n*D[30|044av*CHMp.O|000^»CONT20■COMH—CLKftTdTnrLrLrLrLrLrLrLrLnJTrLrirLnrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLnnjTrLnjTrLrLrLrLrLrLrLrLr—SCGP0]013Q|60]H3F—Y«>r>Y»X> »XobY >Y»Y*Y«>X» 矿YbY3*加丫野血丫»Yc&T»上图为洗衣状态计数器输出为4时的动态数码管显示情况（因为五进制为加法计数器动态数码管为倒计时时间，所以输出Q为“1”）。2.g 5Pym7领，2.g 5Pym7领， 12.伽15pm，17g3&敕22.四35的，27gJO.Qmt32 35帅37.小4091"，uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuO*M|：«(>|~。D|30]=CRMp仞COMT2COHT1•-CIX号S匚印0)*»0|60|上图为甩干状态计数器输出为15时的动态数码管显示情况。NameValue2.5ms 6.0ms 75«ns10.0ms 125ms 15.0ms17.6ms200ms22.5ms25.0ms275ms30.0ms32.5ms350ms37.5m»40.0msH33■V*D|30|HO02CRM|30]HO0i*-C0NT21_n『C0NT10«*-CLK1_ruTrLn_rLrLn_rLrLn_rLn_rLrLrLrLrLnrLrLrLrLrLn_rLrLrLrLrLrLrLrLn_rLrLrLrLrLrLrLrLJ3SEG|20]HOoJU_lLXUimUll2J(2JUJ2JWlXU2JCL)2A2JCQ21Uim9JCLXZJ(211IlMjmLWLL)lU2JCL)llW30(60)H0000料八心3F*FX3F"FX3FE3F肿乂3F河](3FXH3F何)(3F件、3F何乂3F何](3F何；(3F)(心3上图为甩干状态计数器输出为3时的动态数码管显示情况。蜂鸣的波形仿真图如上图sou为蜂鸣器控制信号，高电平蜂鸣，低电平无蜂鸣。5.所有功能组合完整的波形仿真图上图为洗衣工作状态。•nnTnTnnTOTnTDTnTOTJTnTEnnTnTnnTEnTmTmTEnTnTnTiTDTnTnTr00

H2

H66上图为甩干工作状态。4.1管脚锁定CP◄ ► PIN198CQ◄ ► PIN196CLK◄ ► PIN193C0NT1◄ ► PIN39C0NT2◄ ► PIN40C0NT3< ► PIN41SEGO◄ ► PIN191SEG1V A PIN189SEG2 ►PIN179Q0◄ ► PIN197Q1◄ ► PIN195Q2◄ ► PIN192Q3◄ ► PIN190Q4V A PIN187Q5◄ ► PIN177Q6V ► PIN175SOUV ► PIN384.2硬件连线22脚21脚1122脚21脚11脚PIN196◄ CLOCK(T)PIN193◄ CLOCK(T)TOC\o"1-5"\h\zPIN191◄ ►SSOPIN189V ► SS1PIN179◄ ► SS2PIN197◄ ► Q0PIN195◄ ► Q1PIN192◄ ► Q2PIN190◄ ► Q3PIN187V ► Q4PIN177◄ ► Q5PIN175V ► Q6第五章总结为期两周的EDA课程设计结束了，我成功的完成了我的任务一洗衣机控制器，但对我来说宝贵的不是结果而是过程，在思考、摸索、寻求帮助最终圆满完成设计的过程中我学会了许多。在第一周的开始，我们接触了全新的知识，了解了Max+PlusII软件、VerilogHDL语言和实验箱，这对我来说既新鲜又有趣，但第一次用一种新的语言来编写一个设计确实是个挑战。这一个星期我一直在从图书馆借