数字电路课程设计-简易洗衣机控制器设计　

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1、2012年12月简易洗衣机控制器设计nfa:^:S老导姓专学班指1、设计要求1.1设计任务与要求定时启动4正转20秒◊暂停10秒4反转20秒◊暂停10秒定吋未到定吋到停机1、设汁一个电子定时器，控制洗衣机按如下洗涤模式进行工作：2、当定时时间达到终点时，一方面是电机停机，同时发出音响信号提醒用户注意。3、用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。4、三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”三个状态。1.2设计思路1、对于洗衣机电机的工作顺序：“启动一正转20s—暂停10s—反转2

2、0s—暂停10s—正转20s—……一吋间到停止”设计一个定吋器控制洗衣机的电机的运转，由其正传反转及暂停时间分析知道洗衣机运转的周期为60s,并且呈现周期循环，知道时间到停止为止。我们可以利用计数器的功能进行60s的计数，及需要一个秒计数器，并且利用洗衣机的电机工作状态转换的时间来设置正转吗、暂停、反转。2、如此则需要为计数器设置一个合适的脉冲，设计中的秒计数器所需的脉冲必为1HZ脉冲，因此可以考虑555定吋器，利用其构成多谐振荡器产生矩形脉冲信号。3、对于用数码管显示洗涤时间，按倒计数方式对洗涤对洗涤过程作倒计时显示，并且洗涤时间在20分

3、钟内可由用户任意设定，并设罝启动键，在预罝定时时间后，按启动键开始机器运转。分析知道我们还需要设罝一个分钟计数器，可以利用秒计数器的借位端BO端连接到分计数器的DOWN端作为分计数器的输入信号来实现秒从分计数器上的借位从而构成分计数器的工作脉冲。在要求中要求倒计时，显然我们需要递减计数器，和利用开关控制计数器的清零端CR的电平或555电源输入以控制电路工作。4、对于用LED模拟洗衣机的工作状态：LED1点亮表示正转，LED2点亮表示暂停，LED3点亮表示反转。显然可以利用3线一8线译码器74LS138,将秒十位的Qa、Qb、Qc分别接至A、

4、B、C端进行译码，将输出4、5,0、3，1、2分别接至与非门输出分别接至LED1、LED2、LED3,从而实现洗衣机工作状态的指不。2、基本原理与设计框首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，这时用户罝入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作。利用秒计时器十位上的数值变换表示出电机的运转状态，同时利用译码器和门电路设计出适合的电路使LED工作达到设计要求；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警。有设计思路作出设计框图如下：洗涤时间显示1HZ脉冲产生秒脉冲计数器分脉冲计数器^洗涤时间控制开关吋间译码器LED工作状态显

5、示3、电路设计3.1芯片74IS192的逻辑功能74IS192的逻辑功能表如下表所示3.2秒脉冲信号产生电路利用555定时器构成多谐振荡器如下图，产生1HZ矩形脉冲信号。555定时器构成多谐振荡器所属出的矩形脉冲信号的频率计算式为：f=1.43/[(R1+2R2)C1]故选定原件参数，R1=1.5K,R2=1K,Cl=10

6、iF,C2=0.01pF。其中电容C2的作用是抗干扰。当开关置于下方时停止计数，当开关置于上方时开始计数。3.3递减计数器与时间显示六十进制分计数器和六十进制秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲的进制不同而已

7、，我们利用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是递减计数，所以我们把它的UP端接到高电平上去，DOWN端接到秒脉冲上。十分秒位上的输入端D2、D3端接到高电平上，即从输入端置入0101(十进制的5)，秒十位的置数端LOAD端和借位端B0连接在一起，再把秒位的B0端和十秒位的DOWN接在一起。当秒脉冲从DOWN端输入的时候秒计数的74LS192开始从9减到0;这时，它的借位端B0会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从5变到4,一直减到0;当高低位全为0的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN位0时，

8、置数端LOAD等于0,秒十位完成并行置数，下一个DOWN脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。对于分计数来说，道理当然也是一样的；只是要求，当秒计数完成了，分可以自动减少，需要把秒十位的借位端B0端接到分计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。当然，这些计数起工作，其中清零端CLR要处于低电平，置数端LOAD不置数时要处于高电平。把四个74LS192的Qa、Qb、Qc、Qd都接到外部显示电路上就可以看到时间的显示了。作为洗衣机控制的一个模块，它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作，分计数器和秒计数的

9、清零端CLR是接在一起的，计数器正常工作是CLR处于低电平，所以当要从外部强制清零的时候要给CLR端送一个高电平信号。利用计数器的UP端进行外部置数，当它们各接到低电平（平时保持