EDA課程設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)

1、燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：洗衣機(jī)控制器學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)：檢測技術(shù)與儀器學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級(jí)）檢測（2）班設(shè)計(jì)題目洗衣機(jī)控制器設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 設(shè)置2種工作方式：洗衣、甩干 顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間：洗衣時(shí)間為6分，甩干時(shí)間為 35秒 具有緊急情況手動(dòng)停止功能設(shè) 計(jì) 要 求 用2個(gè)撥碼開關(guān)設(shè)置工作方式：洗衣、甩干 用3個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間 用2個(gè)紅色信號(hào)指示燈顯示洗衣和甩干狀態(tài)工 作 量學(xué)會(huì)使用 Max+PlusII軟件和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)

2、試；參加答辯并書寫任務(wù)書。工 作 計(jì) 劃了解EDA的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII,下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；完成電路設(shè)計(jì)；編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；答辯并書寫任務(wù)書。參 考 資 料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻心主編.高等教育出版社.EDA課程設(shè)計(jì)B指導(dǎo)書.指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)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(shè)計(jì)思路 2第3章詳細(xì)設(shè)計(jì) 36分鐘倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì) 335秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì) 6整體的電路設(shè)計(jì) 8第4章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試 10第5章總結(jié) 11參考文獻(xiàn)

3、 12洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)第1章 摘要本文是洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，提出了總體的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，主要運(yùn)用了 74168和74192的減法計(jì)數(shù)功能，一個(gè)模塊一個(gè)模塊的完成設(shè)計(jì), 并通過仿真保證設(shè)計(jì)的正確性，最后組裝電路，管腳鎖定，并調(diào)試成功。設(shè)計(jì)過程采用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，先分析任務(wù)書，明確任務(wù)的要求，根據(jù)具體的要求進(jìn)行總體 的設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)模塊，然后進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后 進(jìn)行波形仿真。要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)的6分鐘倒計(jì)時(shí)功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的6進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器

4、功能實(shí)現(xiàn)的，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了 6分鐘倒計(jì)時(shí)模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的 35秒倒計(jì)時(shí)，本文用74190來實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190 來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位開始動(dòng)作。最后將兩個(gè)倒計(jì)時(shí)模塊進(jìn)行封裝，在利用74157對(duì)三個(gè)數(shù)碼顯示管要顯示的數(shù)字進(jìn)行選擇。第2章總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)用2個(gè)撥碼開關(guān)設(shè)置洗衣機(jī)的工作方式：洗衣、甩干。因?yàn)闀r(shí)鐘倒計(jì)時(shí)，所以需要將1HZ的脈沖信號(hào)給6分鐘倒計(jì)時(shí)模塊（或者 35秒倒計(jì)時(shí)模塊），控制端控制倒計(jì)時(shí)模塊的啟動(dòng)和暫停，當(dāng)控制端電位為高電平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模

5、塊開始工作，當(dāng)控制端電位為低地點(diǎn)平時(shí)，倒計(jì)時(shí)模塊停止工作。計(jì)時(shí)信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼管顯示出來。當(dāng)6分鐘（或者35秒）倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時(shí)，計(jì)時(shí)模塊停止工作。要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)的 6分鐘倒計(jì)時(shí)功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的6進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個(gè)計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器功能實(shí)現(xiàn)的，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)借位信號(hào)，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了 6分鐘倒計(jì)時(shí)模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的 35秒倒計(jì)時(shí)，本文用74190來實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190 來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號(hào)一個(gè)

6、借位信號(hào)，高位開始動(dòng)作。第3章詳細(xì)設(shè)計(jì)一、6分鐘倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)6分鐘，要實(shí)現(xiàn)6分鐘的倒計(jì)時(shí)，我用的是 3片本課程設(shè)計(jì)的題目要求洗衣機(jī)的洗衣時(shí)間是 74168通過級(jí)聯(lián)的方法來實(shí)現(xiàn)的。(1) 74168的功能741680D120?？赼Q1UM Q2ENTh Q3EUPM TCNLDtlCLK74168是同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)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(shù)端且低電平有效。CLK為時(shí)鐘脈沖，實(shí)驗(yàn)時(shí)接1HZ脈沖信號(hào)。U/DN為計(jì)數(shù)控制方式，當(dāng)其為低電平時(shí)進(jìn)行減數(shù)。ENPN、ENTN為使始能端，當(dāng)其為低電平時(shí)計(jì)數(shù)，高電平時(shí)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(xiàn),LDN端為低電平時(shí)該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù)，LDN端為高平時(shí)，并且ENTN與ENPN同時(shí)為低電平，U/DN為低電平時(shí)開始減法計(jì)數(shù)(2) 6分鐘倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)電路如上電路圖所示，當(dāng)控制端LDN為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器置數(shù)，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(dāng)控制端LDN為高電平，ENTN 、 ENPNU、/DN同為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開始做減法計(jì)數(shù)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(shí)，給十分秒位一個(gè)借位信號(hào)，用一個(gè)四輸入的或門實(shí)現(xiàn)這一功能，只有當(dāng)輸入全為零時(shí)或 門的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時(shí)十分秒位進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，直到十分秒和秒位上通過或門輸出1時(shí)給分位上一個(gè)借位信號(hào)，使 74168的使能端為低電平有效，此時(shí)分為上進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，直到3個(gè)74168皆輸出0000時(shí)，使倒計(jì)時(shí)器停止工作。并且可以通過對(duì)名字為01的引腳的

9、電平的控制來實(shí)現(xiàn)緊急情況下的手動(dòng)停止。下面為6分鐘倒計(jì)時(shí)器的仿真波形開始時(shí)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(dāng)洗衣機(jī)在洗衣工作狀態(tài)下手動(dòng)停止時(shí)的波形ANur- clk2qdk1將6分鐘倒計(jì)時(shí)器圭d裝成

10、名為caoyu的芯片二35秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)(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(dāng)LDN為低電平時(shí)74190實(shí)現(xiàn)其指數(shù)功能,通過觀察真值表發(fā)現(xiàn),74190是十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，下表為 74190的真值表當(dāng)GN, LDN同時(shí)為高電平時(shí)，74190具有減法計(jì)數(shù)器功能。(2) 35秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)電路圖輸出為3,當(dāng)控制端LDN為高電平時(shí)，DNUP為高電平，計(jì)數(shù)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(shí)，使高電位74190的CLK完成從0到1的跳變得 到一個(gè)上升沿，使得高電位減一，當(dāng)高電位與低電位同時(shí)為零的話由或非門的控制使得計(jì)數(shù)器停止工作。當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)將引腳名為jiji的輸入停止端置1,使計(jì)數(shù)器立即。下面為35秒倒計(jì)時(shí)器

12、的波形仿真圖當(dāng)洗衣機(jī)正常工作時(shí)波形為Mam會(huì).zhishiiAjQi dk_r- CB ¥.軍J gl 當(dāng)洗衣機(jī)在工作狀態(tài)下緊急停止時(shí)，仿真波形為將35秒倒計(jì)時(shí)器封裝成名為xinde的芯片。三整體的電路設(shè)計(jì)因?yàn)楸菊n設(shè)要求使用三個(gè)數(shù)碼顯示管，所以在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中加入了數(shù)據(jù)選擇器來控制6分鐘倒計(jì)時(shí)器和 35秒倒計(jì)時(shí)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(shù)碼顯示管顯示的是 6分鐘倒計(jì)時(shí)器還是 35秒倒計(jì)時(shí)器, 用引腳名為ab的輸入來控制選擇數(shù)據(jù)，并且通過或門的連接使得當(dāng)洗衣時(shí)即6分鐘倒計(jì)時(shí)器工作時(shí)LED1燈亮，當(dāng)甩干時(shí)即 35秒倒計(jì)時(shí)器工作時(shí) LE

13、D2亮。第四章管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試名稱類型內(nèi)/外鎖管腳號(hào)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(jì)時(shí)器Clk11輸入外鎖85輸入1HZ的時(shí)鐘信號(hào)kaishizhishu輸入外鎖75控制6分鐘倒計(jì)時(shí)器的置數(shù)及緊急停止zongkaiguan輸入內(nèi)鎖53控制顯不管的亮滅jiji輸入外鎖176控制35秒倒計(jì)時(shí)器的緊急停止zhishu輸入外鎖87控制35秒倒計(jì)時(shí)器的置數(shù)fwx輸出內(nèi)鎖96;分位顯不管的位選swx輸出內(nèi)鎖95；十分秒顯小官的位選mwx輸出內(nèi)鎖94秒顯不管的位選f0/f1/f2/f3輸出內(nèi)鎖142/141/140/139分位顯示的數(shù)字s0/s1/s2/s3輸出內(nèi)鎖133/

14、134/135/136十分秒顯示的數(shù)字g0/g1/g2/g3輸出內(nèi)鎖127/128/131/132秒位上顯示的數(shù)字ledl輸出內(nèi)鎖12洗衣指示燈Led2輸出內(nèi)鎖13甩干指示燈第五章總結(jié)經(jīng)過了這一周的努力設(shè)計(jì)與思考，最終在實(shí)驗(yàn)箱上完成了洗衣機(jī)的控制器的設(shè)計(jì)，期間 遇到了許多的問題比如芯片的選擇，反饋控制使計(jì)數(shù)停止，緊急手動(dòng)停止功能的實(shí)現(xiàn)等等， 這些問題讓我煩惱了一陣，尤其是在設(shè)計(jì)完成時(shí)check時(shí)遇到錯(cuò)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(shè)計(jì)，成功上箱。這一周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，也是我倒現(xiàn)在為止課程設(shè)計(jì)中最難的一科，首先要學(xué)習(xí) 一個(gè)陌生軟件的應(yīng)用，然后按照課設(shè)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(xì)節(jié)不注意比如命名重復(fù)等就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且自己還找不到錯(cuò)誤的緣由。最后要上箱檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性及是否達(dá)到要求。在此過程中我有一些心得：1 .設(shè)計(jì)初期要明確題目的要求，根據(jù)要求去思考，構(gòu)思大題的思路，并且了解課設(shè)過程可能 要用到的芯片的功能及用法，可以在練習(xí)紙上將所要的邏輯進(jìn)行抽象，演練，要思考全面， 盡量避免在用軟件設(shè)計(jì)過程中一次一次的改動(dòng)。2 .方案確定后再開始設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)芯片的反饋控制及課程設(shè)計(jì)要求的緊急手動(dòng)停止 功能。3 .在設(shè)計(jì)某些模塊的時(shí)候無法把握住整體，這時(shí)可以先進(jìn)行小部分功能的實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然可能會(huì)多花一些時(shí)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(guān)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(xué)交流意見，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路?？傊瓿蓪?shí)驗(yàn)應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在理論的指導(dǎo)下完成的，并且設(shè)計(jì) 過程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如數(shù)據(jù)選擇器，減法計(jì)數(shù)器等。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用 到了實(shí)踐中，通過設(shè)計(jì)，不但加深了自己對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，還加深了自己動(dòng)手操作 的能力。當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(huì)給 自己帶來了一份成功時(shí)的喜悅，無形之中增加了我的自信心，讓我在以后的大學(xué)生活中更加 自信堅(jiān)定的去面對(duì)每一困難與挫折。參考文獻(xiàn)1閆石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出