EDA課程設計洗衣機控制器設計

1、燕山大學課程設計說明書題目：洗衣機控制器學院（系）：電氣工程學院年級專業(yè)：檢測技術與儀器學 號：學生姓名：指導教師：教師職稱：燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院基層教學單位：電子實驗中心學號學生姓名專業(yè)（班級）檢測（2）班設計題目洗衣機控制器設 計 技 術 參 數 設置2種工作方式：洗衣、甩干 顯示倒計時時間：洗衣時間為6分，甩干時間為 35秒 具有緊急情況手動停止功能設 計 要 求 用2個撥碼開關設置工作方式：洗衣、甩干 用3個數碼管顯示時間 用2個紅色信號指示燈顯示洗衣和甩干狀態(tài)工 作 量學會使用 Max+PlusII軟件和實驗箱；獨立完成電路設計，編程下載、連接電路和調

2、試；參加答辯并書寫任務書。工 作 計 劃了解EDA的基本知識，學習使用軟件Max+PlusII,下發(fā)任務書，開始電路設計；學習使用實驗箱，繼續(xù)電路設計；完成電路設計；編程下載、連接電路、調試和驗收；答辯并書寫任務書。參 考 資 料數字電子技術基礎.閻心主編.高等教育出版社.EDA課程設計B指導書.指導教師簽字基層教學單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。2012年3月17日第1章摘要 1第2章總體設計思路 2第3章詳細設計 36分鐘倒計時器的設計 335秒倒計時器的設計 6整體的電路設計 8第4章 管腳鎖定及硬件連線并調試 10第5章總結 11參考文獻

3、 12洗衣機控制器的設計第1章 摘要本文是洗衣機控制器的設計，主要是針對倒計時器的設計，提出了總體的設計方案，詳細的設計過程，主要運用了 74168和74192的減法計數功能，一個模塊一個模塊的完成設計, 并通過仿真保證設計的正確性，最后組裝電路，管腳鎖定，并調試成功。設計過程采用系統(tǒng)的設計方法，先分析任務書，明確任務的要求，根據具體的要求進行總體 的設計，劃分系統(tǒng)模塊，然后進行詳細的設計，決定各個功能系統(tǒng)模塊中的內部電路，然后 進行波形仿真。要想實現洗衣狀態(tài)的6分鐘倒計時功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進制的減法計數器和控制分遞減的6進制減法計數器相連接，每個計數器都是由74168的減法計數器

4、功能實現的，低位計數器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計數器就開始工作，3片74168共同構成了 6分鐘倒計時模塊。要實現甩干狀態(tài)的 35秒倒計時，本文用74190來實現36進制的減法計數功能，用兩片74190 來控制使低位的減法計數器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位開始動作。最后將兩個倒計時模塊進行封裝，在利用74157對三個數碼顯示管要顯示的數字進行選擇。第2章總體設計思路本設計用2個撥碼開關設置洗衣機的工作方式：洗衣、甩干。因為時鐘倒計時，所以需要將1HZ的脈沖信號給6分鐘倒計時模塊（或者 35秒倒計時模塊），控制端控制倒計時模塊的啟動和暫停，當控制端電位為高電平時，倒計時模

5、塊開始工作，當控制端電位為低地點平時，倒計時模塊停止工作。計時信號由實驗箱上的數碼管顯示出來。當6分鐘（或者35秒）倒計時計時完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時，計時模塊停止工作。要想實現洗衣狀態(tài)的 6分鐘倒計時功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進制的減法計數器和控制分遞減的6進制減法計數器相連接，每個計數器都是由74168的減法計數器功能實現的，低位計數器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計數器就開始工作，3片74168共同構成了 6分鐘倒計時模塊。要實現甩干狀態(tài)的 35秒倒計時，本文用74190來實現36進制的減法計數功能，用兩片74190 來控制使低位的減法計數器每循環(huán)一次給高位信號一個

6、借位信號，高位開始動作。第3章詳細設計一、6分鐘倒計時器的設計6分鐘，要實現6分鐘的倒計時，我用的是 3片本課程設計的題目要求洗衣機的洗衣時間是 74168通過級聯的方法來實現的。(1) 74168的功能741680D120。口aQ1UM Q2ENTh Q3EUPM TCNLDtlCLK74168是同步十進制加/減計數器，各引腳功能：D0、D1、D2、D3為輸入端。Q0、Q1、Q2、Q3為輸出端。LDN為置數端且低電平有效。CLK為時鐘脈沖，實驗時接1HZ脈沖信號。U/DN為計數控制方式，當其為低電平時進行減數。ENPN、ENTN為使始能端，當其為低電平時計數，高電平時保持。74168真值表如

7、下圖：Inputs|OutputsLDM ENTN ENPN U/DN CLK D3 D2 DI DO |03 Q2 Q1 Q0口X X X XX £ 乂 Xr-xxr-rjX X X H LX X H L LX H X L LL H H H H0I叫3XXIQ3o.Q0cXXG3d.Q0oXXICount UpXXICount Down通觀察74168的真值表發(fā)現,LDN端為低電平時該計數器強行置數，LDN端為高平時，并且ENTN與ENPN同時為低電平，U/DN為低電平時開始減法計數(2) 6分鐘倒計時計數器的設計電路如上電路圖所示，當控制端LDN為低電平時，計數器置數，左邊秒位上

8、輸出為9,上面十分秒輸出為9,右面的分位上輸出5,當控制端LDN為高電平，ENTN 、 ENPNU、/DN同為低電平時，計數器開始做減法計數工作，且在脈沖上升沿觸發(fā)，秒位從9遞減到0,即輸出為0000時，給十分秒位一個借位信號，用一個四輸入的或門實現這一功能，只有當輸入全為零時或 門的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時十分秒位進行一次減法計數工作。如此反復，直到十分秒和秒位上通過或門輸出1時給分位上一個借位信號，使 74168的使能端為低電平有效，此時分為上進行一次減法計數工作。如此反復，直到3個74168皆輸出0000時，使倒計時器停止工作。并且可以通過對名字為01的引腳的

9、電平的控制來實現緊急情況下的手動停止。下面為6分鐘倒計時器的仿真波形開始時的波形牖0一_Va>ue J1 0s2 佻3.Cs4 0»5辦6 0s7 0s3(-1iiI!i41A 01Ur- clk2q tf-clkl elkO' 5d3 be砧口oa口 m3B m2.2 mlO mO尾波形段的忖日叩日. >-01 - lK2l .l rlkl clk-b> £d l* 5c _.1 5LSa nd m2J ml mO d-Ltf C «> b當洗衣機在洗衣工作狀態(tài)下手動停止時的波形ANur- clk2qdk1將6分鐘倒計時器圭d裝成

10、名為caoyu的芯片二35秒倒計時器的設計(1) 74190的功能-_- 5d5c任5b r » I - 74190LDNAQABQB0OCDQDGNMXMNDNUPRCONCLK 日 8 eajMTERInputs|OutputsCLK GN LDN DNUP D C B A | W QC QB QA |MXMN | RCQNX XLXd c b a | d c b a |X| XX LHL| H L L H |H| LX LHH| L L L L|H| LJ- LHL|Count Up1L| H LHH|Count Down|L| H HHX|Hold Count|L| HDCB

11、A為74190的輸入端，當LDN為低電平時74190實現其指數功能,通過觀察真值表發(fā)現,74190是十進制加/減計數器，下表為 74190的真值表當GN, LDN同時為高電平時，74190具有減法計數器功能。(2) 35秒倒計時器的設計電路圖輸出為3,當控制端LDN為高電平時，DNUP為高電平，計數器開始工作，且在脈沖上升沿 觸發(fā)，低電位由6減到0,再變化到1001時，使高電位74190的CLK完成從0到1的跳變得 到一個上升沿，使得高電位減一，當高電位與低電位同時為零的話由或非門的控制使得計數器停止工作。當有緊急情況發(fā)生時將引腳名為jiji的輸入停止端置1,使計數器立即。下面為35秒倒計時器

12、的波形仿真圖當洗衣機正常工作時波形為Mam會.zhishiiAjQi dk_r- CB ¥.軍J gl 當洗衣機在工作狀態(tài)下緊急停止時，仿真波形為將35秒倒計時器封裝成名為xinde的芯片。三整體的電路設計因為本課設要求使用三個數碼顯示管，所以在整個電路的設計中加入了數據選擇器來控制6分鐘倒計時器和 35秒倒計時器共用的顯示管?？傠娐穲D如下一，；二附1豈如上圖所示，用三片 74157來選擇數碼顯示管顯示的是 6分鐘倒計時器還是 35秒倒計時器, 用引腳名為ab的輸入來控制選擇數據，并且通過或門的連接使得當洗衣時即6分鐘倒計時器工作時LED1燈亮，當甩干時即 35秒倒計時器工作時 LE

13、D2亮。第四章管腳鎖定及硬件連線并調試名稱類型內/外鎖管腳號功能ab輸入外鎖39控制顯不管顯示的是6分鐘還是36秒倒計時器Clk11輸入外鎖85輸入1HZ的時鐘信號kaishizhishu輸入外鎖75控制6分鐘倒計時器的置數及緊急停止zongkaiguan輸入內鎖53控制顯不管的亮滅jiji輸入外鎖176控制35秒倒計時器的緊急停止zhishu輸入外鎖87控制35秒倒計時器的置數fwx輸出內鎖96;分位顯不管的位選swx輸出內鎖95；十分秒顯小官的位選mwx輸出內鎖94秒顯不管的位選f0/f1/f2/f3輸出內鎖142/141/140/139分位顯示的數字s0/s1/s2/s3輸出內鎖133/

14、134/135/136十分秒顯示的數字g0/g1/g2/g3輸出內鎖127/128/131/132秒位上顯示的數字ledl輸出內鎖12洗衣指示燈Led2輸出內鎖13甩干指示燈第五章總結經過了這一周的努力設計與思考，最終在實驗箱上完成了洗衣機的控制器的設計，期間 遇到了許多的問題比如芯片的選擇，反饋控制使計數停止，緊急手動停止功能的實現等等， 這些問題讓我煩惱了一陣，尤其是在設計完成時check時遇到錯誤。但是最終我在老師的幫助下解決了這些問題，完成了電路設計，成功上箱。這一周的課程設計讓我學到了很多，也是我倒現在為止課程設計中最難的一科，首先要學習 一個陌生軟件的應用，然后按照課設的要求完成題

15、目并且要保證其功能性和正確性，往往一些小的細節(jié)不注意比如命名重復等就會導致出現錯誤，而且自己還找不到錯誤的緣由。最后要上箱檢驗設計的正確性及是否達到要求。在此過程中我有一些心得：1 .設計初期要明確題目的要求，根據要求去思考，構思大題的思路，并且了解課設過程可能 要用到的芯片的功能及用法，可以在練習紙上將所要的邏輯進行抽象，演練，要思考全面， 盡量避免在用軟件設計過程中一次一次的改動。2 .方案確定后再開始設計。設計時要注意對芯片的反饋控制及課程設計要求的緊急手動停止 功能。3 .在設計某些模塊的時候無法把握住整體，這時可以先進行小部分功能的實現，在此基礎上進行改進，雖然可能會多花一些時間，但

16、這比空想要有效的多。4 . 盡可能是電路連線有序，模塊之間關系清楚，既利于自己修改，也利于與別人交流。5 .注意多與同學交流意見，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路?？傊?，要完成實驗應該有較好的理論基礎，整個實驗都是在理論的指導下完成的，并且設計 過程中使用了許多理論課上學的內容，如數據選擇器，減法計數器等。本次設計把理論應用 到了實踐中，通過設計，不但加深了自己對理論知識的理解和掌握，還加深了自己動手操作 的能力。當我在實驗設計過程遇到的挫折帶給我的不僅僅是悲痛的挫敗感，更重要的是會給 自己帶來了一份成功時的喜悅，無形之中增加了我的自信心，讓我在以后的大學生活中更加 自信堅定的去面對每一困難與挫折。參考文獻1閆石.數字電子技術基礎.高等教育出