eda課程設(shè)計---洗衣機控制器設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目： 洗衣機控制器 </p><p>　　學院（系）： 電氣工程學院 </p><p>　　年級專業(yè)：檢測技術(shù)與儀器 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　教師職稱： </p><p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 </p><p>　　說明：此表一式四份，學生、

3、指導教師、基層教學單位、系部各一份。</p><p>　　2012年 3月 17 日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 摘要………………………………………………………………………………1</p><p>　　第2章 總體設(shè)計思路…………………………………………………………

4、…………2 </p><p>　　第3章 詳細設(shè)計…………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1 6分鐘倒計時器的設(shè)計……………………………………………………………3</p><p>　　3.2 35秒倒計時器的設(shè)計………………………………………………………………6</p><p>　　3.3 整

5、體的電路設(shè)計 ……………………………………………………………………8</p><p>　　第4章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試……………………………………………………10</p><p>　　第5章 總結(jié) ………………………………………………………………………………11</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………………12

6、</p><p><b>　　洗衣機控制器的設(shè)計</b></p><p><b>　　第1章 摘要</b></p><p>　　本文是洗衣機控制器的設(shè)計，主要是針對倒計時器的設(shè)計，提出了總體的設(shè)計方案，詳細的設(shè)計過程，主要運用了74168和74192的減法計數(shù)功能，一個模塊一個模塊的完成設(shè)計，并通過仿真保證設(shè)計的正確性

7、，最后組裝電路，管腳鎖定，并調(diào)試成功。</p><p>　　設(shè)計過程采用系統(tǒng)的設(shè)計方法，先分析任務(wù)書，明確任務(wù)的要求，根據(jù)具體的要求進行總體的設(shè)計，劃分系統(tǒng)模塊，然后進行詳細的設(shè)計，決定各個功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后進行波形仿真。</p><p>　　要想實現(xiàn)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(shù)器和控制分遞減的6進制減法計數(shù)器相連接，每個計數(shù)器都是由741

8、68的減法計數(shù)器功能實現(xiàn)的，低位計數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計時模塊。</p><p>　　要實現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計時，本文用74190來實現(xiàn)36進制的減法計數(shù)功能，用兩片74190來控制使低位的減法計數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位開始動作。</p><p>　　最后將兩個倒計時模塊進行封裝，在利用74157對

9、三個數(shù)碼顯示管要顯示的數(shù)字進行選擇。</p><p>　　第2章 總體設(shè)計思路</p><p>　　本設(shè)計用2個撥碼開關(guān)設(shè)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(shù)

10、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。</p><p>　　要想實現(xiàn)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(shù)器和控制分遞減的6進制減法計數(shù)器相連接，每個計數(shù)器都是由74168的減法計數(shù)器功能實現(xiàn)的，低位計數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計時模塊。</p>

11、<p>　　要實現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計時，本文用74190來實現(xiàn)36進制的減法計數(shù)功能，用兩片74190來控制使低位的減法計數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位開始動作。</p><p><b>　　第3章 詳細設(shè)計</b></p><p>　　一、6分鐘倒計時器的設(shè)計</p><p>　　本課程設(shè)計的題目要求洗衣機的洗衣時

12、間是6分鐘，要實現(xiàn)6分鐘的倒計時，我用的是3片74168通過級聯(lián)的方法來實現(xiàn)的。</p><p>　?。?）74168的功能</p><p>　　74168是同步十進制加/減計數(shù)器，各引腳功能：</p><p>　　D0、D1、D2、D3為輸入端。 Q0、Q1、Q2、Q3為輸出端。</p><p>　　LDN為置數(shù)端且

13、低電平有效。 CLK為時鐘脈沖，實驗時接1HZ脈沖信號。</p><p>　　U/DN為計數(shù)控制方式，當其為低電平時進行減數(shù)。</p><p>　　ENPN、ENTN為使始能端，當其為低電平時計數(shù)，高電平時保持。</p><p>　　74168真值表如下圖：</p><p>　　通觀察74168的真值表發(fā)現(xiàn)，LDN端為低電平時

14、該計數(shù)器強行置數(shù)，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(shù)。</p><p>　?。?）6分鐘倒計時計數(shù)器的設(shè)計電路</p><p>　　如上電路圖所示，當控制端LDN為低電平時，計數(shù)器置數(shù)，左邊秒位上輸出為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(shù)器開始做減法計數(shù)工作，且

15、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(xiàn)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(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(shù)工作。如此反復(fù)，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

16、的引腳的電平的控制來實現(xiàn)緊急情況下的手動停止。</p><p>　　下面為6分鐘倒計時器的仿真波形</p><p><b>　　開始時的波形</b></p><p><b>　　尾波形段的</b></p><p>　　當洗衣機在洗衣工作狀態(tài)下手動停止時的波形</p><p>

17、　　將6分鐘倒計時器封裝成名為caoyu的芯片。</p><p>　　二 35秒倒計時器的設(shè)計</p><p>　　（1）74190的功能</p><p>　　74190是十進制加/減計數(shù)器，下表為74190的真值表</p><p>　　通過觀察真值表發(fā)現(xiàn)，DCBA為74190的輸入端，當LDN為低電平時74190實現(xiàn)其指數(shù)功能，當GN，LD

18、N同時為高電平時，74190具有減法計數(shù)器功能。</p><p>　　（2）35秒倒計時器的設(shè)計電路圖</p><p>　　如上電路圖所示，當LDN為低電平時，計數(shù)器置數(shù)，上面的低電位輸出為6，下面的高電位輸出為3，當控制端LDN為高電平時，DNUP為高電平，計數(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，使高電位74190的CLK完成從0到1的跳變得到一個上升沿

19、，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(shù)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(shù)器立即。</p><p>　　下面為35秒倒計時器的波形仿真圖當洗衣機正常工作時波形為</p><p>　　當洗衣機在工作狀態(tài)下緊急停止時，仿真波形為</p><p>　　將35秒倒計時器封裝成名為xinde的芯片。</p

20、><p><b>　　三 整體的電路設(shè)計</b></p><p>　　因為本課設(shè)要求使用三個數(shù)碼顯示管，所以在整個電路的設(shè)計中加入了數(shù)據(jù)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。</p><p><b>　　總電路圖如下</b></p><p>　　如上圖所示，用三片74157來選擇數(shù)碼顯

21、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(shù)據(jù)，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LED2亮。</p><p>　　第四章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過了這一周的努力設(shè)計與思

22、考，最終在實驗箱上完成了洗衣機的控制器的設(shè)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(shù)停止，緊急手動停止功能的實現(xiàn)等等，這些問題讓我煩惱了一陣，尤其是在設(shè)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(shè)計，成功上箱。</p><p>　　這一周的課程設(shè)計讓我學到了很多，也是我倒現(xiàn)在為止課程設(shè)計中最難的一科，首先要學習一個陌生軟件的應(yīng)用，然后按照課設(shè)的要求完成題目并且要保

23、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(fù)等就會導致出現(xiàn)錯誤，而且自己還找不到錯誤的緣由。最后要上箱檢驗設(shè)計的正確性及是否達到要求。在此過程中我有一些心得：</p><p>　　1.設(shè)計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(shè)計過程中一次一次的改動。</p>

24、<p>　　2.方案確定后再開始設(shè)計。設(shè)計時要注意對芯片的反饋控制及課程設(shè)計要求的緊急手動停止功能。</p><p>　　3. 在設(shè)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(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進行改進，雖然可能會多花一些時間，但這比空想要有效的多。</p><p>　　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。</p

25、><p>　　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。</p><p>　　總之，要完成實驗應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個實驗都是在理論的指導下完成的，并且設(shè)計過程中使用了許多理論課上學的內(nèi)容，如數(shù)據(jù)選擇器，減法計數(shù)器等。本次設(shè)計把理論應(yīng)用到了實踐中，通過設(shè)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(shè)計過程遇到的挫折帶給我的不僅僅是悲痛

26、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。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1閆石.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 》.高等教育出版社 ,2005年</p><p>　　2 鄭兆兆.周蓮蓮.張強 《EDA課程設(shè)計指導書》<