數字電路課程設計：自動洗衣機的設計

課 程 設 計 報 告課 題 ： 洗衣機報 告 人 ： 王博澤 學 號 ： 20080711128 同組成員 ： 岳培豪望開新 周宜行 課設時間 ： 12月06日-12月19 日 功能：1、實現(xiàn)自動洗衣機主要功能的狀態(tài)模擬。狀態(tài)包括復位，等待，設定洗滌時間，注水，洗滌，放水，甩干和結束；2、在復位后可以選擇設時洗滌、按默認時間洗滌與直接甩干三種模式；3、工作時顯示洗滌的剩余時間和正在執(zhí)行的步驟標號；4、故障模擬時，能夠自動結束運行并鳴響提醒，直到故障信號結束；5、正常運行流程結束時，有2秒的鳴響；6、在洗滌過程中，實現(xiàn)正轉3秒，暫停1秒，反轉2秒的循環(huán)工作模擬。主要功能模塊：1、 主模塊VHDL2.Vhd。主要實現(xiàn)對輸入信號的處理，各工作狀態(tài)的模擬和運行，給各分模塊以簡單的命令；2、 模塊VHDL3.Vhd。實現(xiàn)將板上的鍵盤變?yōu)?6個按鍵，作為輸入信號給主模塊；3、 模塊VHDL4.Vhd。實現(xiàn)在LCD上按格式顯示數碼與特殊字母；4、 模塊VHDL5.Vhd。規(guī)定蜂鳴器的鳴響頻率。程序：- 模塊VHDL3.VhdLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity PADTOKEY is port (CPIN,R :IN STD_LOGIC; Y: OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); ICOL : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); OROW : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) ); END ENTITY;architecture JGT of PADTOKEY is TYPE STATES IS (S0,S1,S2,S3,S4); SIGNAL S: STATES; SIGNAL SROW : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); SIGNAL CPCT : INTEGER RANGE 0 TO 255; SIGNAL CTDELAY: INTEGER RANGE 0 TO 511; SIGNAL CP:STD_LOGIC; BEGIN PROCESS(CPIN) BEGIN IF CPIN=1 AND CPIN EVENT THEN IF CPCT=255 THEN CPCT=0;CP= NOT CP; ELSE CPCT=CPCT+1; END IF; END IF; END PROCESS; PROCESS(CP,R) VARIABLE N:INTEGER RANGE 0 TO 12; BEGIN IF R=1 THEN S=S0;Y=0000000000000000;SROWSOROW=SROW;SSY(3 DOWNTO 0)Y(7 DOWNTO 4)Y(11 DOWNTO 8)Y(15 DOWNTO 12)NULL; END CASE; WHEN S3=IF N=12 THEN N:=0;S=S4;CTDELAY=0;SROW=1110; ELSE N:=N+4;S=S1;SROWIF CTDELAY=511 THEN S=S1;CTDELAY=0; ELSE CTDELAY=CTDELAY+1; END IF; END CASE;END IF;END PROCESS;END JGT;- 主模塊VHDL2.VhdLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY DK is PORT (CPIN,R,START,START2,SET_TIME,FS_END,GZ,SU,SD,GU,GD :IN STD_LOGIC; SPEAKER,LIGHT,GZLIGHT :OUT STD_LOGIC; XD_Time,BZ :OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); ZYDeng :OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0) );END ENTITY ;ARCHITECTURE XYJ OF DK ISSIGNAL CPCT :INTEGER RANGE 0 TO 999999;SIGNAL CP,SPEAK:STD_LOGIC;SIGNAL ZT_N : INTEGER RANGE 0 TO 99;SIGNAL ZSTime,OMTime,SGTime,FMTime,ZTime,JCTime :STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);SIGNAL XDTime,BZ_S :STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);TYPE STATES IS (S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10);TYPE S4STATES IS (P0,P1,P2,P3);SIGNAL S : STATES;SIGNAL P : S4STATES;BEGINPROCESS(CPIN,R)BEGINIF R=1 THEN CPCT=249999;ELSIF CPIN=1 AND CPIN EVENT THEN IF CPCT=0 THEN CPCT=249999;CP=NOT CP; ELSE CPCT=CPCT-1; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CP,R)BEGINIF R=1 THEN S=S0;ZSTime=X028;OMTime=X4B0;JCTime=X008;GZLIGHT=0; SGTime=X028;FMTime=X028;XDTime=X00;BZ_S=X00;LIGHT=1; SPEAK BZ_S=X00;S=S1;ZSTime=X028;OMTime=X4B0;LIGHT=1; SGTime=X028;FMTime=X028;XDTime=X1E;GZLIGHT=0; JCTime=X008;SPEAK BZ_S=X01; IF SET_TIME=1 THEN S=S2; ELSIF START=1 THEN S=S3; ELSIF START2=1 THEN S=S6;XDTime BZ_S=X02; IF GZ=1 THEN S=S8; ELSE IF GU=1 THEN IF XDTime=X63 THEN XDTime=X00; ELSE XDTime=XDTime+1; END IF; S=S10; ELSIF GD=1 THEN IF XDTime=X00 THEN XDTime=X63; ELSE XDTime=XDTime-1; END IF; SX59 THEN XDTime=X00; ELSE XDTime=XDTime+X0A; END IF; S=S10; ELSIF SD=1 THEN IF XDTimeX0A THEN XDTime=X63; ELSE XDTime=XDTime-X0A; END IF; S=S10; ELSIF START=1 THEN S BZ_S=X03; IF GZ=1 THEN SX000 THEN ZSTime=ZSTime-1; ELSE S BZ_S=X04; IF GZ=1 THEN S0 THEN IF OMTime0 THEN OMTime=OMTime-1; ELSE OMTime=X4B0; XDTime=XDTime-1; END IF; ELSE S BZ_S=X05; IF GZ=1 THEN S=S8; ELSE IF FS_END=1 THEN S BZ_S=X06; IF GZ=1 THEN SX000 THEN SGTime=SGTime-1; ELSE FMTime=X028; S BZ_SX000 THEN SPEAK=1;FMTime=FMTime-1; ELSE S=S9;SPEAK=0;BZ_S=X00;LIGHT BZ_S=X08; IF GZ=1 THEN SPEAK=1;GZLIGHT=1; ELSE S=S9;SPEAK=0;BZ_S=X00;LIGHT=0;XDTime=X00; GZLIGHT IF JCTimeX000 THEN JCTime=JCTime-1; ELSE S=S2;JCTime NULL; END CASE;END IF;END PROCESS;PROCESS (BZ_S)BEGINBZ=BZ_S;END PROCESS;PROCESS (SPEAK)BEGINSPEAKER=SPEAK;END PROCESS;PROCESS (XDTime)BEGINIF XDTimeX0A THEN XD_Time=XDTime;ELSIF XDTimeX14 THEN XD_Time=XDTime+6;ELSIF XDTimeX1E THEN XD_Time=XDTime+12;ELSIF XDTimeX28 THEN XD_Time=XDTime+18;ELSIF XDTimeX32 THEN XD_Time=XDTime+24;ELSIF XDTimeX3C THEN XD_Time=XDTime+30;ELSIF XDTimeX46 THEN XD_Time=XDTime+36;ELSIF XDTimeX50 THEN XD_Time=XDTime+42;ELSIF XDTimeX5A THEN XD_Time=XDTime+48;ELSIF XDTimeX64 THEN XD_Time=XDTime+54;END IF;END PROCESS;PROCESS (CP,R,XDTime)BEGINIF R=1 THEN P=P0;ZTime=X014;ZYDeng=000;ZT_N P=P1;ZTime=X014;ZYDeng=000;ZT_N ZYDeng0 THEN IF ZTime0 THEN ZTime=ZTime-1; ELSE ZT_N=ZT_N-1; ZTime=X014; END IF; ELSE P=P2;ZTime=X014;ZT_N ZYDeng0 THEN IF ZTime0 THEN ZTime=ZTime-1; ELSE ZT_N=ZT_N-1; ZTime=X014; END IF; ELSE P=P3;ZTime=X014;ZT_N ZYDeng0 THEN IF ZTime0 THEN ZTime=ZTime-1; ELSE ZT_N=ZT_N-1; ZTime=X014; END IF; ELSE P=P1;ZTime=X014;ZT_N NULL; END CASE; ELSE ZYDeng=000; END IF;END IF;END PROCESS;END XYJ;- 模塊VHDL4.VhdLIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity GENLCD8 is port (CPIN,R,BUSY :IN STD_LOGIC; D0,D1,D2,D3 :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); CLK,RST,STROBE,OUTLINE : OUT STD_LOGIC; DATA : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) );end entity ;architecture JGT of GENLCD8 is TYPE STATES IS (S0,S1,S2); SIGNAL S: STATES; SIGNAL LCDPT : INTEGER RANGE 0 TO 8; SIGNAL CPCT : INTEGER RANGE 0 TO 65535; SIGNAL CP: STD_LOGIC;beginPROCESS(CPIN,R)BEGINCLK=CPIN;IF R=1 THEN CPCT=65535;ELSIF CPIN=1 AND CPIN EVENT THEN IF CPCT=0 THEN CPCT=65535;CP=NOT CP; ELSE CPCT=CPCT-1; END IF;END IF;END PROCESS; PROCESS(CP,R)BEGINIF R=1 THEN S=S0;LCDPT=0;RST S=S1;LCDPT=0;RST RST=0;STROBE=0; IF BUSY=0 THEN IF LCDPT=12 THEN LCDPT=1; ELSE LCDPT=LCDPT+1; END IF; S S=S1;STROBE NULL; END CASE;END IF; END PROCESS;PROCESS(LCDPT)BEGINCASE LCDPT ISWHEN 0 = NULL;WHEN 1=DATA=0011&D0(7 DOWNTO 4);ADDR=0010;OUTLINEDATA=0011&D0(3 DOWNTO 0);ADDR=0011;OUTLINEDATA=0011&D1(7 DOWNTO 4);ADDR=0101;OUTLINEDATA=0011&D1(3 DOWNTO 0);ADDR=0110;OUTLINEDATA=0011&D2(7 DOWNTO 4);ADDR=1001;OUTLINEDATA=0011&D2(3 DOWNTO 0);ADDR=1010;OUTLINEDATA=0011&D3(7 DOWNTO 4);ADDR=1100;OUTLINEDATA=0011&D3(3 DOWNTO 0);ADDR=1101;OUTLINEDATA=01011000;ADDR=0010;OUTLINEDATA=01000100;ADDR=0011;OUTLINEDATA=01000010;ADDR=1001;OUTLINEDATA=01011010;ADDR=1010;OUTLINE NULL;END CASE;END PROCESS;END JGT;- 模塊VHDL5.Vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity spea isport(cp,r:in std_logic; speakers:out std_logic );end spea;architecture jgt of spea issignal cpct:integer range 0 to 5;signal speak:std_logic;beginprocess(cp,r)beginif r=0 then cpct=0;speak=0;elsif cp=1 and cp event then if cpct=5 then cpct=0;speak=not speak; else cpct=cpct+1; end if;end if;end process;process(speak)beginspeakers=speak;end process;end jgt;模擬演示：（1）復位信號R置1，各器件回到默認狀態(tài)。正反轉指示燈不亮，洗滌時間顯示為00，步驟標號顯示00；（2）洗滌時間自動跳轉為默認值30，步驟標號則跳轉為01；（3）選擇設時洗滌模式，SET_TIME置1，步驟標號顯示02?？砂磩覵U,SD,GU,GD所對應的按鈕分別控制洗滌時間的十位加一，十位減一，個位加一和個位減一。其中上限為99而下限為00，如大于上限則轉為00，小于下限則轉為99；（4）信號START置1，步驟標號為03，進入注水狀態(tài)，注水默認時間2秒后自動結束；（5）進入洗滌狀態(tài)，步驟標號為04。洗滌時間將沒分鐘減1，直到變?yōu)?0并自動結束。在洗滌狀態(tài)中，正反轉燈的顯示為：左燈亮3秒，中間燈亮1秒，右燈亮2秒，并如此循環(huán)下去；（6）進入放水狀態(tài)，步驟標號為05。直到模擬洗衣機桶底濕度傳感器信號的FS_END置1，結束當前狀態(tài)；（7）進入甩干狀態(tài)，步驟標號為06。甩干默認時間2秒后自動結束；（8）進入結束狀態(tài)，步驟標號為07。蜂鳴器鳴響2秒后停止，同時結束狀態(tài)并關閉LCD的背景燈；（9）進入空狀態(tài)，步驟標號為09，直至重新復位。（10）如在（2）后選擇按默認時間洗滌，START置1，將直接跳至（4），步驟標號從01跳至03，之后的洗滌時間從30開始遞減；（11）如在（2）后選擇直接甩干，START2置1，將直接跳至（7），步驟標號從01跳至06。（12）如在（3）（8）過程中模擬故障開關讓信號GZ置1，將停止當前操