洗衣机控制器的设计

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1、数字系统设计与硬件描述语言期末考试作业题目：洗衣机控制器的设计学院：电子信息工程学院专业：电子信息工程学号：3011204295姓名：邹雪强2013-11-06设计原理及功能介绍以EDA技术的基本理论为指导，用EDA方法去设计并完成特定功能的电子电路的仿真、调试，本设计为基于VHDL的EDA设计——洗衣机控制器的设计，同时要掌握常用仿真开发软件，比如：QuartusII和MaxplusII等EDA常用软件（本次试用使用的软件为QuartusII9.1）。基本要求：可选择工作模式；可设定工作时间；具

2、有报警功能等。10--设计指标：控制洗衣机作如下运转：定时启动®正转20秒®暂停10秒®反转20秒®暂停10秒®定时未到回到“正转20秒®暂停10秒®……”，定时到则停止；若定时到，则停机发出音响警报信号；用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；三只LED灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。原理：洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计，由一片FPGA和外围电路构成了电器控制部分。FPGA接收键盘的控制命令，控制洗

3、衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并控制显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转控制、制动控制、起停控制和运动状态控制。对FPGA芯片的编程采用模块化的VHDL进行设计，设计分为三层实现，顶层实现整个芯片的功能。顶层和中间层多数是由VHDL的元件例化语句实现。中间层由运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示控制、键盘扫描、水位控制以及对直流电机控制板进行速度设定、正反转控制、启停控制等模块组成，它们分别调用底层模块。用LED显示正转20秒，暂停10秒，反转20秒，暂停10秒，60秒为一周期

4、。总之洗衣机控制器设计的关键是计数器和定时器的设计。洗衣机控制器电路由五部分组成：1预置时间和编码电路：定时洗涤时间2减法计数器：计时3时序控制电路：控制洗涤过程的正转、暂停和反转4译码器：译出Q1Q2=00时，为暂停，Q1Q2=10时，为正转，Q1Q2=01时为反转5数码管显示：显示电路显示时间10--程序源代码及说明洗衣机控制器的源程序如下：一数码管显示libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;e

5、ntityshowtimeisport(remain_time:instd_logic_vector(3downto0);cp:instd_logic;a,b,c,d,e,f,g:outstd_logic);endshowtime;architecturertlofshowtimeissignaltemp:std_logic_vector(6downto0);beginprocess(remain_time)begincaseremain_timeiswhen"0000"=>temp<="1111

6、110";when"0001"=>temp<="0110000";when"0010"=>temp<="1101101";when"0011"=>temp<="1111001";when"0100"=>temp<="0010011";when"0101"=>temp<="1011011";when"0110"=>temp<="1011111";when"0111"=>temp<="1110000";when"1000"=>temp<="1111111";when"1001"=>temp<="111

7、1011";whenothers=>null;endcase;endprocess;a<=temp(6);b<=temp(5);c<=temp(4);d<=temp(3);e<=temp(2);f<=temp(1);g<=temp(0);endrtl;二时序电路——控制洗衣机按20秒正转，停十秒。20秒反转，停十秒的顺序运行，直到时间结束信号的到来：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;10--e

8、ntityshixuisport(cp,en,rd:instd_logic;q1,q2:outstd_logic--00为停机，10为正转，01为反转);endshixu;architecturertlofshixuisbeginprocess(cp)variablestate:std_logic;--0代表正转，1代表反转variablewash_time:integer:=21;variablewait_time:integer:=9;beginif(en='0')thenwa