課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)洗衣機(jī)定時(shí)器

1、課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目洗衣機(jī)定時(shí)器學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)： 200806030125院（系）： 電氣與信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師：20010年12月4日目錄1、設(shè)計(jì)要求 32、設(shè)計(jì)思路 33、基本原理與設(shè)計(jì)框圖 44、電路設(shè)計(jì) 44、1 芯片74IS192的邏輯功能 44、21HZ脈沖產(chǎn)生電路 54、3遞減計(jì)數(shù)器與時(shí)間顯示 54、4洗滌時(shí)間設(shè)置電路 84、5工作狀態(tài)顯示電路 85、總路圖 96、分析與改進(jìn) 107、小結(jié)與體會(huì) 10&元器件清單 1112參考文獻(xiàn)1、設(shè)計(jì)要求洗衣機(jī)定時(shí)器設(shè)計(jì)說(shuō)明：洗滌常規(guī)模式為：定時(shí)到定時(shí)啟動(dòng)t正轉(zhuǎn)20秒t暫停10秒t反轉(zhuǎn)20秒t暫停10秒

2、停機(jī)A定時(shí)未到設(shè)計(jì)要求：(1) 洗滌時(shí)間在20分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定。(2) 用兩位數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間(以分鐘為單位)，對(duì)洗滌過(guò)程作計(jì)時(shí)顯示， 直到時(shí)間到而停機(jī)。(3) 當(dāng)定時(shí)時(shí)間達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，一方面使電機(jī)停機(jī)，同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)提醒用戶注意。2、設(shè)計(jì)思路1、 對(duì)于洗衣機(jī)電機(jī)的工作順序：“啟動(dòng)一一 正轉(zhuǎn)20s暫停10s反轉(zhuǎn)20s 暫停10s正轉(zhuǎn)20s 時(shí)間到停止”設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)器控制洗衣機(jī)的電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由其正傳反轉(zhuǎn)及暫停時(shí)間分析知道洗衣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為60s，并且呈現(xiàn)周期循環(huán)，知道時(shí)間到停止為止。我們可以利用計(jì)數(shù)器的功能進(jìn)行60s的計(jì)數(shù)，及需要一個(gè)秒計(jì)數(shù)器，并且利用洗衣機(jī)的電機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間來(lái)

3、設(shè)置正轉(zhuǎn)嗎、暫停、反轉(zhuǎn)。2、 如此則需要為計(jì)數(shù)器設(shè)置一個(gè)合適的脈沖，設(shè)計(jì)中的秒計(jì)數(shù)器所需的脈沖必為 1HZ 脈沖，因此可以考慮555定時(shí)器，利用其構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)。3、對(duì)于用數(shù)碼管顯示洗滌時(shí)間，按倒計(jì)數(shù)方式對(duì)洗滌對(duì)洗滌過(guò)程作倒計(jì)時(shí)顯示，并 且洗滌時(shí)間在20分鐘內(nèi)可由用戶任意設(shè)定，并設(shè)置啟動(dòng)鍵，在預(yù)置定時(shí)時(shí)間后，按啟動(dòng) 鍵開(kāi)始機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。分析知道我們還需要設(shè)置一個(gè)分鐘計(jì)數(shù)器，可以利用秒計(jì)數(shù)器的借位端 BO端連接到分計(jì)數(shù)器的DOWN端作為分計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)器上的借位 從而構(gòu)成分計(jì)數(shù)器的工作脈沖。在要求中要求倒計(jì)時(shí)，顯然我們需要遞減計(jì)數(shù)器，和利用 開(kāi)關(guān)控制計(jì)數(shù)器的清零端

4、CR的電平或555電源輸入以控制電路工作。4、 對(duì)于用LED模擬洗衣機(jī)的工作狀態(tài)：LED1點(diǎn)亮表示正轉(zhuǎn)，LED2點(diǎn)亮表示暫停， LED3點(diǎn)亮表示反轉(zhuǎn)。顯然可以利用74IS138譯碼器，將秒十位的Qa、Qb、Qc分別接至A、B、C端進(jìn)行譯碼，將輸出4、5, 0、3, 1、2分別接至與非門(mén)輸出分別接至 LED1、LED2、LED3，從而實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)工作狀態(tài)的指示3、基本原理與設(shè)計(jì)框圖首先，從秒脈沖出來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)控制電路后進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行秒計(jì)數(shù)，這時(shí)用 戶置入洗滌時(shí)間，并按開(kāi)始按鈕，洗衣機(jī)開(kāi)始工作。利用秒計(jì)時(shí)器十位上的數(shù)值變換表示 出電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)利用譯碼器和門(mén)電路設(shè)計(jì)出適合的電路使LED

5、工作達(dá)到設(shè)計(jì)要求；當(dāng)用戶設(shè)定的洗滌時(shí)間結(jié)束后，電路報(bào)警。有設(shè)計(jì)思路作出設(shè)計(jì)框圖如下：洗滌時(shí)間顯示1HZ脈沖產(chǎn)生 I 秒脈沖計(jì)數(shù)器 I 分脈沖計(jì)數(shù)器洗滌時(shí)間控制開(kāi)關(guān)時(shí)間譯碼器 I LED工作狀態(tài)顯示4、電路設(shè)計(jì)4、1芯片74IS192的邏輯功能U1CLR LOADCO> UP 嚴(yán) DOWNBOnAQABQBCQCDQD -14<1341531069774LS192D74ls192的邏輯功能表如下表所示輸入4、2 1HZ脈沖產(chǎn)生電路利用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器如下圖，產(chǎn)生1HZ矩形脈沖信號(hào)VCC5VR143k QA1VCCRST OUTDIS-hR250kTHRTRICONGNDC2

6、C1羋 10uC 10 nF555 VIRTUAL七GND555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器所屬出的矩形脈沖信號(hào)的頻率計(jì)算式為：f=1.43/(R1+2R2)C1故選定原件參數(shù)，R1=43K，R2=50K，C1=10pF, C2=0.01折。其中電容C2的作用是抗干擾。4、3 遞減計(jì)數(shù)器與時(shí)間顯示六十進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖 的進(jìn)制不同而已，我們利用四片 74IS192來(lái)實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能，我們要的只是遞減 計(jì)數(shù)，所以我們把它的UP端接到高電平上去，DOWN端接到秒脈沖上。十分秒位上的輸 入端D2、D3端接到高電平上，即從輸入端置入0110(十進(jìn)制的6

7、)，秒十位的置數(shù)端LOAD 端和借位端BO連接在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN接在一起。當(dāng)秒脈沖從 DOWN端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的74ls192開(kāi)始從9減到0;這時(shí)，它的借位端BO會(huì)發(fā)出一 個(gè)低電平到秒十位的輸入端 DOWN，秒十位的計(jì)數(shù)從6變到5, 直減到0;當(dāng)高低位全 為0的時(shí)候，秒十位的BO發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DOWN位0時(shí)，置數(shù)端LOAD等于0, 秒十位完成并行置數(shù)，下一個(gè) DOWN脈沖來(lái)到時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)減計(jì)數(shù)工作中。對(duì)于分計(jì)數(shù)來(lái)說(shuō)，道理當(dāng)然也是一樣的；只是要求，當(dāng)秒計(jì)數(shù)完成了，分可以自動(dòng)減 少，需要把秒十位的借位端 BO 端接到分計(jì)數(shù)的 DOWN 端作為分計(jì)數(shù)的輸入

8、信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn) 秒從分計(jì)數(shù)上的借位。當(dāng)然，這些計(jì)數(shù)起工作，其中清零端 CLR 要處于低電平，置數(shù)端LOAD不置數(shù)時(shí)要處于高電平。把四個(gè) 74IS192的Qa、Qb、Qc、Qd都接到外部顯示電路 上就可以看到時(shí)間的顯示了。作為洗衣機(jī)控制的一個(gè)模塊，它還得有一定的接口來(lái)和其他 的模塊連接在一起協(xié)調(diào)工作， 分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)的清零端 CLR 是接在一起的，計(jì)數(shù)器正常 工作是 CLR 處于低電平，所以當(dāng)要從外部強(qiáng)制清零的時(shí)候要給 CLR 端送一個(gè)高電平信號(hào)。 利用計(jì)數(shù)器的 UP 端進(jìn)行外部置數(shù)，當(dāng)它們各接到低電平（平時(shí)保持高電平，外部給一個(gè) 低電平就輸入一個(gè)低電平）的脈沖上，就可以實(shí)現(xiàn) 09 的置數(shù)了。如此

9、利用四片 74IS192 構(gòu)成的遞減計(jì)數(shù)器（包括秒脈沖計(jì)數(shù)器和分脈沖計(jì)數(shù)器）以及 洗滌時(shí)間顯示電路設(shè)計(jì)如下圖DND9S4DP41'90)CB5AQn<0 3<03.b q 2b qCQ 6CQDQ8UVAtH DB4UeeaR - wveOk2GD1<0 3B&c7U6UXXH DBXEH BBDQ 7Du 7Bu 9b q 2CQ 6Qn 39S4Q2-CS4R>QAjOCNoqel-LAu (一VAtN OXC064、4洗滌時(shí)間設(shè)置電路對(duì)于洗滌時(shí)間設(shè)置電路，我們可以利用74IS192的UP端進(jìn)行置數(shù)。74IS192正常工作時(shí)候UP端為高電平，當(dāng)給UP

10、端送入一個(gè)低電平信號(hào)時(shí)，74IS192計(jì)數(shù)就會(huì)增加1。利用 此原理可以實(shí)現(xiàn)分十位，和分個(gè)位的置數(shù)。實(shí)現(xiàn)從020分鐘以內(nèi)的任意時(shí)間置數(shù)。為了去除開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)影響置數(shù)功能，我們可以考慮利用555定時(shí)器做成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)路，從而可以實(shí)現(xiàn)置數(shù)的穩(wěn)定，將555的OUT接至74IS192的UP端即可實(shí)現(xiàn)功能。置數(shù)部分電路如下圖所示4、5工作狀態(tài)的顯示電路對(duì)于工作狀態(tài)的顯示部分電路，根據(jù)題目要求知道洗衣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期正好是1分鐘，因此我們可以想到利用秒十位 192的低三位輸出，利用譯碼器及基本的門(mén)電路來(lái)實(shí) 現(xiàn)電路工作狀態(tài)的顯示。具體做法是將秒十位的Qa、Qb、Qc分別接至A、B、C端進(jìn)行譯碼，將輸出4、5, 0、

11、3，1、2分別接至與非門(mén)輸出分別接至 LED1、LED2、LED3，從 而實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)工作狀態(tài)的指示。如此則得到設(shè)計(jì)顯示控制部分的電路圖如下所示VCCU1X1X2X3正轉(zhuǎn)o 2暫V亭o 2反V。2.5 VU2A74U2CD>GND5、總電路圖VCCo1234567YYYY YYY Y&AB2 21GGA Be G 74LS138D1574LS00DJO丄U2B門(mén)L_i&74LS00DVCCBUZZER200 HzU20AA OR9A7404N74LS00DU9iABCG1 & G2A G2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y75V GND 74LS138Dvcc6 Fv

12、J3Key =SaKey = Space5V)CD_HEX CD HEXDCD HEXDCD HEX74F192D74F192DU15OR4LOADCLRU14 OR4X12.5 VKey = A-訃97GNJ.fKey = SpaceCC74F192DA1X42.5 V74LS00D|lU11BVCCRST OUTDISTHRTRICONGNDU16AdEJ-74LS00DC1 C2斗 10n畤 10uF555 VIRTUALGND6、分析與改進(jìn)故障 1：計(jì)數(shù)器的進(jìn)制設(shè)置于計(jì)數(shù)器之間的連接故障 2： LED 指示燈的狀態(tài)指示故障 3：工作后的停止設(shè)置故障 4：分秒置數(shù)開(kāi)關(guān)的設(shè)定故障 5：清零

13、開(kāi)關(guān)的設(shè)置改進(jìn) 1：減法計(jì)數(shù)器的 BO 平常位高電平，有借位時(shí)為低電平。利用此特性，將其連接在 高位計(jì)數(shù)器的 DOWN 端作為脈沖的輸入，計(jì)數(shù)器的進(jìn)制設(shè)置依靠其數(shù)入端 D3、D2、D1、 D0 的置數(shù)。改進(jìn) 2：LED 燈的點(diǎn)亮與熄滅指示顯示主要是取決于 192的輸出低三位， 根據(jù)輸入與輸出 的關(guān)系，然后再利用指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮還是熄滅的規(guī)律列出真值表，求出所需要的門(mén)電路為 與非門(mén)。改進(jìn) 3：利用四個(gè) 192輸出全為零時(shí)停止再減計(jì)數(shù)， 將四個(gè) 192的 16位輸出進(jìn)行或運(yùn)算， 在與 555 秒脈沖進(jìn)行與運(yùn)算后再送入秒計(jì)數(shù)的個(gè)位 192 的 DOWN 端，即可實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)結(jié) 束后的停止減計(jì)數(shù)功能。達(dá)到

14、洗衣機(jī)停止的效果。改進(jìn) 4：利用 UP 端的特性，為其可控置入低電平以改變十分位和個(gè)分為的數(shù)字顯示，即 實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能。為防止其置數(shù)的抖動(dòng)，利用 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，從而實(shí)現(xiàn)置數(shù)功 能的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能。改進(jìn)：5 74ls192CLR 端平時(shí)為低電平，當(dāng)需要清零時(shí)送入一個(gè)高電平信號(hào)即實(shí)現(xiàn)清零功 能。電路功能實(shí)現(xiàn)：兩個(gè)置數(shù)開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn) 020 分鐘以內(nèi)任意洗滌時(shí)間的設(shè)置，數(shù)碼顯示其 洗滌的剩余時(shí)間， LED 燈為其指示洗衣機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)，復(fù)位開(kāi)關(guān)控制顯示器的清零。7、小結(jié)與體會(huì)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)星期的艱苦奮戰(zhàn)，我們的洗衣機(jī)定時(shí)器終于成功了?？梢哉f(shuō)我們已經(jīng) 是筋疲力盡了。剛開(kāi)始做的時(shí)候是

15、熱情飽滿的，可是做著做著就有些煩躁了。特別是在遇 到問(wèn)題而無(wú)法解決的時(shí)候，更是沒(méi)有耐心去檢查電路究竟出錯(cuò)在哪里。我覺(jué)得做這次的設(shè) 計(jì)做大的冋題不是電路冋題，而是焊接冋題。因?yàn)檫@個(gè)電路看起來(lái)很好做，但是實(shí)際上并 不是那么容易，因?yàn)樵诤附拥臅r(shí)候有好多線，而且許多都交叉在一起，又有好多焊在一個(gè) 引腳上，一不小心就會(huì)造成焊接錯(cuò)誤。有事時(shí)候由于焊接的不好會(huì)造成虛焊，這些問(wèn)題都 是比較但察覺(jué)的，也是很難去找到錯(cuò)誤的根源的。有一次由于不仔細(xì)把兩個(gè)本來(lái)不該連在 一起的引腳，由于在焊另一個(gè)引腳而不小心給牽連在了一起，而這種牽連基本上是看不見(jiàn) 得。就這個(gè)問(wèn)題整整花費(fèi)了我 3個(gè)多小時(shí)我才找到了錯(cuò)誤?？梢哉f(shuō)這次課程設(shè)

16、計(jì)要是沒(méi)有 耐心、細(xì)心和決心是絕對(duì)做不好的。在遇到困難的時(shí)候沒(méi)我也退縮過(guò)，特別是在最后的時(shí) 候看到別的同學(xué)的都已經(jīng)做好的時(shí)候，自己的心里也真的很不是滋味。還有點(diǎn)后悔自己當(dāng) 時(shí)上課的時(shí)候沒(méi)好好的聽(tīng)課。但是在最后的關(guān)頭我們沒(méi)有放棄，并且互相鼓勵(lì)，最終我們 戰(zhàn)勝了一切的困難，取得了勝利。當(dāng)看到我們的作品成功的時(shí)候，我的心里特別的激動(dòng)， 兩周的辛苦沒(méi)有白費(fèi)。這次設(shè)計(jì)最大的收獲就是做每一件事都必須要有耐心，如果沒(méi)有耐心我覺(jué)得什么事都 不會(huì)成功。還有就是在遇到困難的時(shí)候絕對(duì)不能低頭，要有恒心和毅力去戰(zhàn)勝一切苦難。 這次設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我的動(dòng)手能力，還在不知不覺(jué)中考驗(yàn)著我的毅力和耐心。從這次設(shè)計(jì) 當(dāng)中然我懂得

17、了許多道理，要想成功就一定要付出比別人更多的代價(jià)?？傮w來(lái)說(shuō)感覺(jué)還是很開(kāi)心，因?yàn)榘牙碚撆c實(shí)際結(jié)合是一種非常有效的學(xué)習(xí)過(guò)程，獲益 匪淺。&元器件清單元件名稱(chēng)8段數(shù)碼顯示CD451174LS19274LS13874LS0074LS32參考文獻(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)（第五版）閻石主編;黨宏社主編電路、電子技術(shù)試驗(yàn)與電子實(shí)訓(xùn)陜西科技大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)電信 學(xué)院 電氣與信息工程 專(zhuān)業(yè) 電信081班級(jí) 學(xué)牛： 夏攀題目：洗衣機(jī)定時(shí)器課程設(shè)計(jì)從 2008年12月日起到 2009 年 1 月_4_日1、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：內(nèi)容：洗衣機(jī)定時(shí)器控制洗衣機(jī)正轉(zhuǎn).20秒暫停10秒再反轉(zhuǎn).20.秒暫停10秒然后再正轉(zhuǎn)，進(jìn)入循環(huán)，直到計(jì)數(shù)到0停止，并發(fā)出警報(bào)一。要求：洗滌在20分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定用兩位數(shù)碼管顯示洗滌預(yù)置時(shí)間(以分鐘為單位)，.對(duì)洗滌過(guò)程 作時(shí)間顯示，直到時(shí)間到停機(jī)?當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)終點(diǎn)，一方面使電機(jī)停機(jī)，同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)提醒用戶注意?2、對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求包括圖表、實(shí)物等硬件要求：(1)論證硬件設(shè)計(jì)的總體思路(2)對(duì)系統(tǒng)的每部分應(yīng)做詳細(xì)的說(shuō)明(3)打印設(shè)計(jì)原理圖做出設(shè)計(jì)實(shí)物(4)設(shè)計(jì)總結(jié)(5)提供課程設(shè)計(jì)實(shí)物3、課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃:時(shí)間設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1/10-21/10總體設(shè)計(jì)22/10-15/11硬件設(shè)計(jì)、實(shí)物