課程設(shè)計---洗衣機控制電路

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．設(shè)計總體思路，基本原理和框圖1</p><p>　　1.設(shè)計總體思路1</p><p><b>　　2.基本原理2</b></p><p>　　3.系統(tǒng)設(shè)計框圖2</p><p>　　二.單元電路設(shè)計

2、3</p><p>　　1.一百進制分計數(shù)器和六十秒計數(shù)器的設(shè)計3</p><p>　?。?）分、秒計數(shù)器的設(shè)計3</p><p>　　(2)分、秒計數(shù)器的電路圖4</p><p>　　2.秒脈沖發(fā)生器5</p><p>　　（1）秒脈沖發(fā)生器原理5</p><p>　　(2)其原理

3、圖如下所示5</p><p>　　3.循環(huán)控制電路6</p><p>　　（1）其基本原理簡述6</p><p><b>　?。?）其原理圖7</b></p><p>　　4.單穩(wěn)態(tài)延時電路8</p><p><b>　　5.總控制電路9</b></p>

4、;<p><b>　　三.總電路圖10</b></p><p>　　四.小結(jié)與體會10</p><p>　　五.附錄(元器件清單)12</p><p><b>　　六.參考文獻12</b></p><p>　　一．設(shè)計總體思路，基本原理和框圖</p><p&

5、gt;<b>　　1.設(shè)計總體思路</b></p><p>　　從課程設(shè)計要求來看，要求實現(xiàn)電機的正傳、反轉(zhuǎn)、暫停，可以用用四個LED燈的狀態(tài)來表示，當顯示時間前20秒正傳、暫停10秒、反轉(zhuǎn)20秒、再暫停10秒，如此一來，周期恰好是60秒，理所當然的分鐘計數(shù)器、秒計數(shù)器是一定要有的。接下來脈沖是一定的了，但是有分鐘計數(shù)器和秒鐘計數(shù)器還要考慮是不是要60分頻器，就我們所學過的來說實現(xiàn)循環(huán)有移位

6、寄存器；還有個問題，當洗滌時間到了，報警還要一個報警電路，根據(jù)人性化、自動化、低成本的設(shè)計原則，報警的蜂鳴器不可以長時間的叫，要有個合理的時間，我們可以用一個單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)?？雌饋磉€不錯啊，如果這樣想那就嫌早了點，還有一個問題要解決：如何提取時間并使循環(huán)電路工作的信號?方案有兩種：一是直接從數(shù)值上進行提取信號來控制一個可以實現(xiàn)循環(huán)的74LS194來實現(xiàn)；另一種是制作一個二十進制到十進制的循環(huán)轉(zhuǎn)化來把這一分鐘走完，但是從電路的復(fù)雜程度和

7、經(jīng)濟性來說，顯然后者太過于復(fù)雜，也不利于接線和排故障，雖然難度會大一些、出成果的時間會比別人晚，但是要設(shè)計一個真正可以讓用戶用放心使用的產(chǎn)品，還得這樣做。尤其是最后的循環(huán)電路用兩個194一定可以很容易實現(xiàn)?，F(xiàn)在大體上就這樣計劃，下</p><p><b>　　2.基本原理</b></p><p>　　首先，從秒脈沖出來的信號，經(jīng)過一個控制電路后進入秒計數(shù)器進行秒計數(shù)，

8、進行清零，這時用戶置入洗滌時間，并按開始按鈕，洗衣機開始工作。當秒計數(shù)器變?yōu)榱愕臅r候，去分鐘計數(shù)器上面借數(shù)；與此同時，從十秒位轉(zhuǎn)化出來的信號進入移位寄存器后，LED燈表示出電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)；當用戶設(shè)定的洗滌時間結(jié)束后，電路報警并清零；同時電機指示燈熄滅。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　如下所示：</b&g

9、t;</p><p><b>　　二.單元電路設(shè)計</b></p><p>　　1.一百進制分計數(shù)器和六十秒計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　?。?）分、秒計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　　一百進制分計數(shù)器和六十秒計數(shù)器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖和進制不同而已，我們用四片74LS192來實現(xiàn)分計數(shù)和秒計數(shù)功能

10、，我們要的只是減計數(shù)，所以我們把它的UP端接到高電平上去,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），秒十位的LD端和借位端BO聯(lián)在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN聯(lián)在一起。當秒脈沖從秒位的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)?；當高低位全為零的時候，秒十位的BO

11、發(fā)出一個低電平信號，DOWN為零時，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，道理也是一樣的；只是要求，當秒計數(shù)完成了，分可以自動減少，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。當然，這些計數(shù)器工作，其中的清零端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

12、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，所以當要從外部把它們強制清零時，可以用一個三極管（NPN）或者兩個或門就可以實現(xiàn)該功能。還有我們可以利用分計數(shù)的UP端來進行外部置數(shù)，當把它們各接到一個低觸發(fā)（平時保持高電平，外

13、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>　　(2)分、秒計數(shù)器的電路圖</p><p><b>　　其圖如下：</b></p><p><b>　　2.秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　?。?）秒脈沖發(fā)生器原理 </p><p&

14、gt;　　我們搜需要的秒脈沖發(fā)生器可以由一個集成的555定時器構(gòu)成，當電源接通后，VCC通過對R1、R2向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當電容上的電壓上身到2/3VCC時，輸電壓VO為零，電容放電。當電壓下降到1/3VCC時，輸出電平為高電平，電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。我們要的周期是1秒，頻率是1赫茲。周期T可以由下面的公式可知：</p><p>　　T＝R1.R2lnC</p>

15、;<p>　　(2)其原理圖如下所示</p><p><b>　　3.循環(huán)控制電路</b></p><p>　?。?）其基本原理簡述</p><p>　　還是采用我們方法，把秒十位上的數(shù)提出來作為循環(huán)控制系統(tǒng)的輸入信號，秒位上的都是相同的，可以不管。我們的目標是把秒十位上輸出的二進制數(shù)轉(zhuǎn)化成兩位三個數(shù)：</p>&l

16、t;p>　　現(xiàn)在我們把192的QA、QB接上一個異或門，QC接上一個反相器，然后把它們出來的信號接到一個與非門后再接到So端，把反相器出來的信號輸入到S1端；這樣就實現(xiàn)了上述要求。當我們開機時，計數(shù)器時被清零的，QA、QB、QC沒有輸出，這時輸出的是000，194的So、S1為11，移位寄存器置數(shù)為0010。當192輸出的是0101時，So、S1為10，移位寄存器右移動作，因為So、S1的兩端接一個與非門出1，再通過一個接在194

17、QB端的與門，結(jié)果輸出來到發(fā)光二極管的還是高電平（如下圖所示）；從節(jié)點46輸出，經(jīng)過反相器到達節(jié)點48的是低電平與門U28沒有輸出脈沖，所以194做右移直到下一個狀態(tài)的到來。顯然當192的輸出是0100是也是一樣的。當輸出是0011時，So、S1的狀態(tài)是11，194處于并行置數(shù)，其QB端輸出一個高電平1，與此同時，從So、S1輸出的兩個1進入與非門U27，但是在節(jié)點46是一個低電平0，所以節(jié)點44沒有高電平輸出。而節(jié)點46為高電平1，這

18、時通過U28的脈沖信號可以輸出了，與U28的或門U22、U23、U24、U25、U26就可以輸出脈沖信號到發(fā)光二極管實現(xiàn)閃爍；當192輸出</p><p><b>　?。?）其原理圖</b></p><p><b>　　4.單穩(wěn)態(tài)延時電路</b></p><p><b>　　其原理圖</b></

19、p><p><b>　　5.總控制電路</b></p><p>　　現(xiàn)在各單元電路完成了，最后要把它們有效的結(jié)合起來聯(lián)合工作，實現(xiàn)目的功能。我們要求在給分鐘置數(shù)的同時秒要顯示為零；外部還要有強制停止并清零；還有暫停功能。</p><p>　　對于置數(shù)來說，我們可以在分鐘計數(shù)器的UP端到高電平之間各用一個開關(guān)接上，就當給它一個低電平時，計數(shù)器就往上增

20、加1。但時，192要求在UP端工作的同時，其DOWN端要為高電平，且秒計數(shù)器要為零，我們可以讓秒計數(shù)器清零，同時把脈沖停止了。在高電平上接上一個開關(guān)，讓它接到一個JK觸發(fā)器上，同時把JK觸發(fā)器的JK端接1，讓它實現(xiàn)觸發(fā)功能。讓它的Q端輸出到秒計數(shù)器的清零端，這樣剛開機或者再按一下開機鍵就可以對秒計數(shù)器清零。把JK觸發(fā)器的Q反端和從分計數(shù)器借位端Bo反相出來的信號接到一個與非門上，從與非門出來的信號接到分計數(shù)器的DOWN端來保證置數(shù)的時候

21、DOWN是高電平。但是如果僅是這樣的話，當置數(shù)完成再一次按開機鍵（如圖中的J3所示）時，沒有脈沖信號輸入到秒計數(shù)器的DOWN端，192并不可以工作。我們可以把脈沖和JK觸發(fā)器Q反端接到一個與門上，然后把它上輸出端接到秒計數(shù)器的DOWN端以控制計數(shù)。</p><p>　　先歇息一下。現(xiàn)在的問題是，循環(huán)的發(fā)光二極管沒有受到控制鍵的控制，所以還得把受到控制的從與門U12出來的信號輸出到移位寄存器194的時鐘信號CLK上

22、。</p><p>　　最后要解決一個大問題，當所置的洗衣時間完成后，要發(fā)出報警并自動清零。至于報警電路我們知道當計數(shù)器全為零的時候，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，我們可以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，當有借位信號時，其變成0，我們在分十位借位端接一個非門，再把它和分位的CLR端一起接到一個與門，也需要把它接到一個JK觸發(fā)器（U10）

23、上作為其時鐘信號，其后再接到單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端TRI，單穩(wěn)態(tài)的輸出端接到蜂鳴器上。而該與門（U14）的另一輸入端接在控制開關(guān)J3上，與門出去仍然接在JK觸發(fā)器U9上，這樣當洗衣時間完成后，十分計數(shù)器的借位端Bo端發(fā)出的0信號就可以經(jīng)過以上路徑而變成1到達與門U14，同時JK觸發(fā)器U10得到一個觸發(fā)信號而輸出到單穩(wěn)態(tài)，從而發(fā)出報警聲，但一段時間后其自動停止。同時U14發(fā)出的1信號使U9發(fā)出1信號而使秒計數(shù)器清零；當然秒脈沖因為U9端的Q反

24、端的0信號而使其沒有輸出，這樣原來閃爍的燈不再亮了。到此，一個電路總算還可以了吧，我們有時還需要讓它休息一下，我們改變一下洗衣量時，就還需要一個暫停鍵，這也可以的，只要</p><p>　　現(xiàn)在控制端也連起來了，這樣，一個完整的洗衣機控制電路就完成了。</p><p><b>　　三.總電路圖</b></p><p><b>　　四．

25、小結(jié)與體會</b></p><p>　　本次課程設(shè)計加深了我們對所學理論知識的理解，并能將其熟練應(yīng)用，做到理論與實際相結(jié)合。設(shè)計的過程中遇到過挫折和困難，當我們發(fā)現(xiàn)電路連接完卻不能正常運行時大家都很沮喪，但我們又立刻振作起來，與別組同學進行了探討。課程設(shè)計很累，但生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的主題。同時我認為我們的工作是以一個團隊的方式進行的，團隊需要個人，個人

26、也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神，某個人的離群都可能導(dǎo)致整項工作的失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉了我們這一點，這是非常寶貴的?！　?對我而言，知識上的收獲固然重要，但精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！此次課程設(shè)計，我們學到了很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益匪淺，今后的

27、制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項目。對于我來說，收獲最大的是自己主動去解決問題，并在實驗中總結(jié)解決方法，學會去分析問題出現(xiàn)的原因。當無法出現(xiàn)正確結(jié)果時，需要耐心的檢查電路仿真，因為</p><p>　　五.附錄(元器件清單)</p><p><b>　　六.參考文獻</b></p><p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計》 歷雅萍、易