課程設(shè)計--- 洗衣機控制電路設(shè)計

1、<p>　　洗衣機控制電路設(shè)計 </p><p><b>　　一、設(shè)計要求</b></p><p>　　1．洗衣時間設(shè)定范圍：1—99分鐘</p><p>　　2．顯示漂洗時間(顯示分鐘就好)，時間到后會自動報警</p><p>　　3．漂洗時（用發(fā)光二極管代替電動機）顯示正反轉(zhuǎn)</p

2、><p>　　4．定時時間內(nèi)電機工作要求如下：</p><p>　　啟動 正轉(zhuǎn)20s 暫行10s 反轉(zhuǎn)20s 暫行10s 停止</p><p><b>　　定時未到</b></p><p><b>　　總體設(shè)計原理</b></p><

3、;p>　　由于受現(xiàn)有知識的限制，我們不能使用單片機以及編寫程序的方法來實現(xiàn)。只能采用CMOS和TTL集成器件等中小型集成塊，如計數(shù)器，鎖存器，與非門，555定時器等構(gòu)成洗衣機控制電路。洗衣機的洗衣流程如下：定時（排水加水） 漂洗（脫水排水） （時間到）警報并停機。</p><p>　　電路設(shè)計框圖如下： </p><p>　　三、各單元設(shè)計與分析</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，用于計時。在許多場合對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。但是由于洗衣機對時間的精確度要求不是很高，所以我們采用555定時器接成的1HZ多諧振蕩器。電路如圖：圖中是把555定時器接成施密特觸發(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。3號管腳即為脈沖信號輸出管腳。</p><p><b>　　2、時鐘電路</b></p><p>　　時鐘電路采用計數(shù)器對輸入的1HZ振蕩信號進行計數(shù)，從而實現(xiàn)計時。用十進制計數(shù)器接成兩個60進制計數(shù)器，分別用于計

6、秒和計分。</p><p>　　十進制計數(shù)器有很多中，如74LS90, 74LS190, 74ls160等。這里我們使用的是十進制可逆計數(shù)器 74LS192。它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，</p><p>　　2.1 分、秒計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　　用四個74LS192來實現(xiàn)分計數(shù)和秒計數(shù)功能，要的只是減計數(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端輸入的時候秒計數(shù)的192開始從9減到0；這時，它的借位端BO 會發(fā)出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN ，秒十位的計數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時候，秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號，DOWN 為零時，

8、置數(shù)端LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個DOWN脈沖來到時，計數(shù)器進入下一個循環(huán)減計數(shù)工作中。</p><p>　　對于分計數(shù)來說，當(dāng)秒計數(shù)完成了，需要把秒十位的借位端BO 端接到分計數(shù)的DOWN 端作為分計數(shù)的輸入信號來實現(xiàn)秒從分計數(shù)上的借位。這些計數(shù)器工作時清零端CR 要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時要處于高電平。這是一個獨立工作的最高可以顯示101分鐘的計時器。把四個192的 QA/ QB/ QC/ QD

9、都接到外部的顯示電路上就可以看到時間的顯示了。作為洗衣機控制器的一個模塊，它還得有一定的接口來和其他的模塊連接在一起協(xié)調(diào)工作，分計數(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)要從外部把它們強制清零時?？梢岳梅钟嫈?shù)的UP端來進行外部置數(shù)，當(dāng)把它們各接到一個低觸發(fā)（平時保持高電平，外部給一個力就輸入一個低電平）的脈沖上 就可以實現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。</p><p><b>　　分

10、和秒的計數(shù)圖如下</b></p><p>　　3、電機正反轉(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，把秒十位上輸出的二進制數(shù)經(jīng)74LS138 譯碼器譯碼成8個輸出，然后再各取兩位輸出經(jīng)由2個與非門各自作用于相應(yīng)的2個正反轉(zhuǎn)指示燈（1號燈亮表示正轉(zhuǎn)，2號亮表反轉(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即十進制的5或4，此時十秒數(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，就點亮了發(fā)光二極管，表示的是電機正轉(zhuǎn)狀態(tài)。同理，當(dāng)輸入為011時，12管腳不接發(fā)光二極管，兩個等都滅，表示停止；當(dāng)十秒數(shù)碼管顯示為1或2時（即138輸入為010或者001）時，取13和14管腳 輸出信號與非后作用于發(fā)光二極管，此時發(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>　　兩個代表分的個位和十位的192的輸出端接到4511的對應(yīng)輸入端，譯碼器4511把二進制轉(zhuǎn)換成七段顯示碼，再接到LED，如上圖2.。</p><p>　　5、報警并停止工作控制電路原理</p><

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

14、輸出信號接回各個192的MR端,此時4個192的輸出端全部被清零。所以led顯示00分以及報警燈一直在閃爍。74LS74D的Q端輸出同時經(jīng)過與非門接到192的秒的個位減時鐘。此時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性，通過兩個與非門消除經(jīng)過上拉電阻后可以抑制因抖動產(chǎn)生錯誤信號，最后經(jīng)過與非門的8

15、和9端分別接到表示分鐘的192的減時鐘信號輸入端，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，計數(shù)器的工作也很理想，“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫?！钡闹甘緹魟幼饕舱?，定時結(jié)束時，自動清零，同時指示燈亮，提醒時間到。所設(shè)計的計數(shù)器在十秒位的初值是6，時間變化是從60開

16、始變化到59，因此在秒部分已存在一分鐘，無法像一般情況從秒部分00開始向分位借位，在實際操作中會帶來一定的不便，這也是本次設(shè)計中最大的缺陷。</p><p>　　總的來說，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，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。只有十分熟悉整個電路的工作原理，才能正確的設(shè)計出他的原理圖，并且在調(diào)試過程中以最少的時間找出電路中的錯誤。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選擇。從而了解了整個設(shè)計過程所需做的工作，以及在設(shè)計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，我們真正將理論與實踐相結(jié)合，從而對

18、理論的理性認(rèn)識有進一步得到飛躍。</p><p>　　同時我認(rèn)為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(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》 清源計算機工作室編   機械工業(yè)出版社</p><p>　　《電子線路設(shè)計、實驗、測試》  謝自美 主編 華中理工出版社</p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)》 彭介華