課程設(shè)計(jì)--- 洗衣機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　洗衣機(jī)控制電路設(shè)計(jì) </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1．洗衣時(shí)間設(shè)定范圍：1—99分鐘</p><p>　　2．顯示漂洗時(shí)間(顯示分鐘就好)，時(shí)間到后會(huì)自動(dòng)報(bào)警</p><p>　　3．漂洗時(shí)（用發(fā)光二極管代替電動(dòng)機(jī)）顯示正反轉(zhuǎn)</p

2、><p>　　4．定時(shí)時(shí)間內(nèi)電機(jī)工作要求如下：</p><p>　　啟動(dòng) 正轉(zhuǎn)20s 暫行10s 反轉(zhuǎn)20s 暫行10s 停止</p><p><b>　　定時(shí)未到</b></p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)原理</b></p><

3、;p>　　由于受現(xiàn)有知識(shí)的限制，我們不能使用單片機(jī)以及編寫程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。只能采用CMOS和TTL集成器件等中小型集成塊，如計(jì)數(shù)器，鎖存器，與非門，555定時(shí)器等構(gòu)成洗衣機(jī)控制電路。洗衣機(jī)的洗衣流程如下：定時(shí)（排水加水） 漂洗（脫水排水） （時(shí)間到）警報(bào)并停機(jī)。</p><p>　　電路設(shè)計(jì)框圖如下： </p><p>　　三、各單元設(shè)計(jì)與分析</p>&

4、lt;p><b>　　1、多諧振蕩器</b></p><p>　　多諧振蕩器是一種自激振蕩器，產(chǎn)生振蕩信號(hào)，用于計(jì)時(shí)。在許多場(chǎng)合對(duì)多諧振蕩器的頻率穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，一般采用石英晶體振蕩器。但是由于洗衣機(jī)對(duì)時(shí)間的精確度要求不是很高，所以我們采用555定時(shí)器接成的1HZ多諧振蕩器。電路如圖：圖中是把555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器，在用施密特觸發(fā)器接成多諧振蕩器的方法接成。其中 R1=10K

5、Ω，R2=50KΩ,C1=10μF ,C2=0.01μF 把數(shù)據(jù)帶入T=（R1+2R2）C2ln2 ，得 T約為1s。即周期為一秒，輸出 1HZ 的信號(hào)。3號(hào)管腳即為脈沖信號(hào)輸出管腳。</p><p><b>　　2、時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘電路采用計(jì)數(shù)器對(duì)輸入的1HZ振蕩信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)。用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成兩個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分別用于計(jì)

6、秒和計(jì)分。</p><p>　　十進(jìn)制計(jì)數(shù)器有很多中，如74LS90, 74LS190, 74ls160等。這里我們使用的是十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74LS192。它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，</p><p>　　2.1 分、秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　用四個(gè)74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能，要的只是減計(jì)數(shù)，所以我們把它的UP 端接到高電平

7、上去, DOWN 端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端 B、C 端接到高電平上，即從輸入端置入0110（十進(jìn)制的6），十秒位的LD端和借位端BO聯(lián)在一起，再把秒位的BO 端和十秒位DOWN 聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的192開始從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5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時(shí)候，秒十位的BO發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DOWN 為零時(shí)，

8、置數(shù)端LD等于零，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。</p><p>　　對(duì)于分計(jì)數(shù)來(lái)說，當(dāng)秒計(jì)數(shù)完成了，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)的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)上的借位。這些計(jì)數(shù)器工作時(shí)清零端CR 要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時(shí)要處于高電平。這是一個(gè)獨(dú)立工作的最高可以顯示101分鐘的計(jì)時(shí)器。把四個(gè)192的 QA/ QB/ QC/ QD

9、都接到外部的顯示電路上就可以看到時(shí)間的顯示了。作為洗衣機(jī)控制器的一個(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)的清零端LD是接在一起的；秒的清零端 LD 又是接在一起的，所以當(dāng)要從外部把它們強(qiáng)制清零時(shí)?？梢岳梅钟?jì)數(shù)的UP端來(lái)進(jìn)行外部置數(shù)，當(dāng)把它們各接到一個(gè)低觸發(fā)（平時(shí)保持高電平，外部給一個(gè)力就輸入一個(gè)低電平）的脈沖上 就可以實(shí)現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。</p><p><b>　　分

10、和秒的計(jì)數(shù)圖如下</b></p><p>　　3、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路</p><p>　　把秒十位上的數(shù)作為正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，把秒十位上輸出的二進(jìn)制數(shù)經(jīng)74LS138 譯碼器譯碼成8個(gè)輸出，然后再各取兩位輸出經(jīng)由2個(gè)與非門各自作用于相應(yīng)的2個(gè)正反轉(zhuǎn)指示燈（1號(hào)燈亮表示正轉(zhuǎn)，2號(hào)亮表反轉(zhuǎn)，全滅表停止）。正反轉(zhuǎn)控制電路部分如下圖：</p><p>　

11、　138 的輸入為101或100即十進(jìn)制的5或4，此時(shí)十秒數(shù)碼管也是顯示5或4，即40秒到59秒之間，正好為20秒）10管腳 和11管腳 來(lái)與非后的值為高電平，然后當(dāng)作發(fā)光二極管的輸入信號(hào)，就點(diǎn)亮了發(fā)光二極管，表示的是電機(jī)正轉(zhuǎn)狀態(tài)。同理，當(dāng)輸入為011時(shí)，12管腳不接發(fā)光二極管，兩個(gè)等都滅，表示停止；當(dāng)十秒數(shù)碼管顯示為1或2時(shí)（即138輸入為010或者001）時(shí)，取13和14管腳 輸出信號(hào)與非后作用于發(fā)光二極管，此時(shí)發(fā)光二極管亮?xí)r表示反

12、轉(zhuǎn)狀態(tài)。正好符合20s正轉(zhuǎn)10s停止20s反轉(zhuǎn)的要求了。</p><p><b>　　4、分顯示電路原理</b></p><p>　　兩個(gè)代表分的個(gè)位和十位的192的輸出端接到4511的對(duì)應(yīng)輸入端，譯碼器4511把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成七段顯示碼，再接到LED，如上圖2.。</p><p>　　5、報(bào)警并停止工作控制電路原理</p><

13、;p>　　當(dāng)所置的洗衣時(shí)間完成后，要發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)清零。從秒位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，一直接到十分位上去，十分位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，用這個(gè)信號(hào)來(lái)作為報(bào)警并清零的信號(hào)，平時(shí)192的借位端保持的是高電平，當(dāng)有借位信號(hào)時(shí)，其變成0，我們直接把分十位借位端接到一個(gè)雙D鎖存器上作為其時(shí)鐘信號(hào)，把雙D鎖存器的輸出接到當(dāng)報(bào)警用的發(fā)光二極管上了。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求報(bào)警后立即停止，那么我們就可以把74LS74D的Q端

14、輸出信號(hào)接回各個(gè)192的MR端,此時(shí)4個(gè)192的輸出端全部被清零。所以led顯示00分以及報(bào)警燈一直在閃爍。74LS74D的Q端輸出同時(shí)經(jīng)過與非門接到192的秒的個(gè)位減時(shí)鐘。此時(shí)Q為0，封死了與非門。</p><p><b>　　置數(shù)電路</b></p><p>　　考慮到四腳按鍵的抖動(dòng)性，通過兩個(gè)與非門消除經(jīng)過上拉電阻后可以抑制因抖動(dòng)產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，最后經(jīng)過與非門的8

15、和9端分別接到表示分鐘的192的減時(shí)鐘信號(hào)輸入端，其電路圖如下：</p><p><b>　　四、仿真結(jié)果分析</b></p><p>　　在用proteus isis仿真的過程中，結(jié)果基本符合要求，計(jì)數(shù)器的工作也很理想，“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫停”的指示燈動(dòng)作也正常，定時(shí)結(jié)束時(shí)，自動(dòng)清零，同時(shí)指示燈亮，提醒時(shí)間到。所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器在十秒位的初值是6，時(shí)間變化是從60開

16、始變化到59，因此在秒部分已存在一分鐘，無(wú)法像一般情況從秒部分00開始向分位借位，在實(shí)際操作中會(huì)帶來(lái)一定的不便，這也是本次設(shè)計(jì)中最大的缺陷。</p><p>　　總的來(lái)說，仿真結(jié)果還是比較令人滿意的。結(jié)果如下圖：</p><p><b>　　元件清單</b></p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p>

17、<p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問題的能力。只有十分熟悉整個(gè)電路的工作原理，才能正確的設(shè)計(jì)出他的原理圖，并且在調(diào)試過程中以最少的時(shí)間找出電路中的錯(cuò)誤。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選擇。從而了解了整個(gè)設(shè)計(jì)過程所需做的工作，以及在設(shè)計(jì)的過程中遇到不知道的問題，怎么收集相關(guān)的資料，怎么去處理問題等。通過此次的課程設(shè)計(jì)，我們真正將理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而對(duì)

18、理論的理性認(rèn)識(shí)有進(jìn)一步得到飛躍。</p><p>　　同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。</p><p><b>　　七、參考資料</b></p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》  閻  石 主編   

19、 高等教育出版社</p><p>　　《Protel 99 se 原理圖與PCB及仿真》 清源計(jì)算機(jī)工作室編   機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試》  謝自美 主編 華中理工出版社</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 彭介華