洗衣機(jī)定時(shí)控制系統(tǒng)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　1 Proteus軟件簡(jiǎn)介</p><p><b>　　1.1 概述　　</b></p><p>　　Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。

2、雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33

3、、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。 </p><p>　　1.2 具有四大功能模塊：　</p><p>　　1.2.1 智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS） </p><p>　　豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可方便地

4、創(chuàng)建新元件； </p><p>　　智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； </p><p>　　智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；</p><p>　　支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰； </p><p>　　輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙

5、，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。</p><p>　　1.2.2 完善的電路仿真功能（Prospice） </p><p>　　Prospice混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；</p><p>　　超過27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter

6、也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件； </p><p>　　多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入； </p><p>　　豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏

7、輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等； </p><p>　　生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)； </p><p>　　高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)

8、行一致性分析；</p><p>　　1.2.3 獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM） </p><p>　　支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器； </p>

9、<p>　　支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信； </p><p>　　實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RT

10、C仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真； </p><p>　　編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試； </p><p>　　1.2.4 實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái) </p><p>　　原理圖到PCB的快速通道

11、： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)； </p><p>　　先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理； </p><p>　　完整的PCB設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層，2個(gè)絲印層，4個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D

12、 可視化預(yù)覽； </p><p>　　多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便利與其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如Protel）和PCB板的設(shè)計(jì)和加工。 </p><p>　　1.3 Proteus提供豐富的功能塊</p><p>　　1.3.1 Proteus可提供的仿真元器件資源</p><p>　　仿真

13、數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。 </p><p>　　1.3.2 Proteus可提供的仿真儀表資源</p><p>　　示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。 </p><p>　　1.3.3 其他功能 </p>

14、<p>　　除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 </p><p>　　1.3.4 Proteus可提供的調(diào)試手段 </p><p>　　Proteus提供

15、了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)總體思路</b></p><p>　　從課程設(shè)計(jì)要求來看，要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、暫停，實(shí)際上沒又電機(jī)給我們接上，這回要用四哥LED燈的狀態(tài)來表示，當(dāng)顯示時(shí)間前

16、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(dāng)然的分鐘計(jì)數(shù)器、秒計(jì)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(jì)數(shù)器和秒鐘計(jì)數(shù)器還要考慮是不是要60分頻器，就我們所學(xué)過的來說實(shí)現(xiàn)循環(huán)有移位寄存器；還有個(gè)問題，當(dāng)洗滌時(shí)間到了，報(bào)警還要一個(gè)報(bào)警電路，根據(jù)人性化、自動(dòng)化、低成本的設(shè)計(jì)原則，報(bào)警的蜂鳴器不可以長(zhǎng)時(shí)間的叫，要有個(gè)合理的時(shí)間，我們可以用一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路來實(shí)現(xiàn)。看起來還不錯(cuò)啊，如果這樣想那就嫌

17、早了點(diǎn)，還有一個(gè)問題要解決：如何提取時(shí)間并使循環(huán)電路工作的信號(hào)?方案有兩種：一是直接從數(shù)值上進(jìn)行提取信號(hào)來控制一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)的74LS194來實(shí)現(xiàn)；另一種是制作一個(gè)二十進(jìn)制到十進(jìn)制的循環(huán)轉(zhuǎn)化來把這一分鐘走完，但是從電路的復(fù)雜程度和經(jīng)濟(jì)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(huì)大一些、出成果的時(shí)間會(huì)比別人晚，但是要設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)194一定可以很容易實(shí)現(xiàn)&l

18、t;/p><p><b>　　2.2基本原理</b></p><p>　　首先，從秒脈沖出來的信號(hào)，經(jīng)過一個(gè)控制電路后進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行秒計(jì)數(shù)，進(jìn)行清零，這時(shí)用戶置入洗滌時(shí)間，并按開始按鈕，洗衣機(jī)開始工作。當(dāng)秒計(jì)數(shù)器變?yōu)榱愕臅r(shí)候，去分鐘計(jì)數(shù)器上面借數(shù)；與此同時(shí)，從十秒位轉(zhuǎn)化出來的信號(hào)進(jìn)入移位寄存器后，LED燈表示出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)用戶設(shè)定的洗滌時(shí)間結(jié)束后，電路報(bào)警并清零；同

19、時(shí)電機(jī)指示燈熄滅。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　如下圖所示</b></p><p>　　圖2.2.1 系統(tǒng)原理框圖</p><p><b>　　3 電路模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1芯

20、片74ls192的邏輯功能</p><p>　　圖4.1.1 74LS192元件示意圖</p><p>　　74LS192的功能表如下表 4.1.1邏輯示意圖 所示</p><p>　　表-4.1.1 74LS192邏輯示意圖</p><p>　　3.2 1Hz矩形脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　需要的秒脈沖發(fā)生

21、器可以由一個(gè)集成的555定時(shí)器構(gòu)成，當(dāng)電源接通后，VCC通過對(duì)R1、R2向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)電容上的電壓上身到2/3VCC時(shí)，輸電壓VO為零，電容放電。當(dāng)電壓下降到1/3VCC時(shí)，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。如下圖-4.2.1 1Hz矩形脈沖波產(chǎn)生電路。</p><p>　　圖 4.2.1 1Hz矩形脈沖波產(chǎn)生電路</p><p>　

22、　555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器所輸出的矩形脈沖信號(hào)的頻率計(jì)算式為</p><p>　　故選定元件參數(shù)，R1=63K，R2=40K，C1=10uF，C2=0.01uF。其中電容C2的作用是抗干擾用的，以提高電路的穩(wěn)定性。</p><p>　　3.3 遞減計(jì)數(shù)器與時(shí)間顯示</p><p>　?。?）分、秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　一百進(jìn)制

23、分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖和進(jìn)制不同而已，我們用四片74LS192來實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能，我們要的只是減計(jì)數(shù)，所以我們把它的UP端接到高電平上去,DN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(jìn)制的6），秒十位的PL端和借位端TCD聯(lián)在一起，再把秒位的TCD端和十秒位的DN聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DN端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的192開始從9減到0；這時(shí)，它的借位端

24、TCD 會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平到秒十位的輸入端DN，秒十位的計(jì)數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時(shí)候，秒十位的TCD發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DN為零時(shí)，置數(shù)端PL等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個(gè)DN脈沖來到時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)減計(jì)數(shù)工作中。</p><p>　　對(duì)于分計(jì)數(shù)來說，道理也是一樣的；只是要求，當(dāng)秒計(jì)數(shù)完成了，分可以自動(dòng)減少，需要把秒十位的借位端TCD端接到分計(jì)數(shù)的DN端作為分計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)來實(shí)現(xiàn)秒

25、從分計(jì)數(shù)上的借位。當(dāng)然，這些計(jì)數(shù)器工作，其中的清零端MR要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時(shí)要處于高電平。這是一個(gè)獨(dú)立工作的最高可以顯示101分鐘的計(jì)時(shí)器。把四個(gè)192的QA/QB/QC/QD都接到外部的顯示電路上就可以看到時(shí)間的顯示了。作為洗衣機(jī)控制器的一個(gè)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(jì)數(shù)的清零端MR是接在一起的；秒的清零端PL又是接在一起的，所以當(dāng)要從外部把它們強(qiáng)制清零時(shí)，可以用一個(gè)三極管（NPN）或者兩個(gè)或

26、門就可以實(shí)現(xiàn)該功能。還有我們可以利用分計(jì)數(shù)的UP端來進(jìn)行外部置數(shù)，當(dāng)把它們各接到一個(gè)低觸發(fā)（平時(shí)保持高電平，外部給一個(gè)力就輸入一個(gè)低電平）的脈沖上 就可以實(shí)現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。</p><p>　　(2)分、秒計(jì)數(shù)器的電路圖</p><p>　　其電路圖如下所示： 圖 4.3.1 時(shí)間顯示電路</p><p>　　3.4 洗滌時(shí)間設(shè)置電路&

27、lt;/p><p>　　我們可以利用分計(jì)數(shù)的UP端來進(jìn)行外部置數(shù)，當(dāng)把它們各接到一個(gè)低觸發(fā)（平時(shí)保持高電平，外部給一個(gè)力就輸入一個(gè)低電平）的脈沖上 就可以實(shí)現(xiàn)從0－9的數(shù)字輸入。因此設(shè)計(jì)出洗滌時(shí)間設(shè)置電路如下圖 4.4.1洗滌時(shí)間設(shè)置電路，每次按動(dòng)開關(guān)都將使洗滌時(shí)間的對(duì)應(yīng)位（十位或者個(gè)位）增加1，最大增加至9，又由于所設(shè)置洗滌時(shí)間為60分內(nèi)，故當(dāng)我們對(duì)洗滌時(shí)間進(jìn)行設(shè)置時(shí)，十位所置數(shù)小于6。</p>&l

28、t;p>　　圖 4.4.1 洗滌時(shí)間設(shè)置電路</p><p>　　3.5 工作狀態(tài)顯示電路</p><p>　　第一步：分析洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，對(duì)于洗衣機(jī)電機(jī)的工作順序有“啟動(dòng)——>正轉(zhuǎn)20s——>暫停10s——>反轉(zhuǎn)20s——>暫停10s——>停止... ”，我們可以將三種工作狀態(tài)假設(shè)為正轉(zhuǎn)，暫停，反轉(zhuǎn)依次設(shè)為01,00,10。從而設(shè)計(jì)出合適電路如下圖-

29、4.5.1工作狀態(tài)顯示電路：</p><p>　　圖 4.5.1 工作狀態(tài)顯示電路</p><p>　　第二步：分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要求用4個(gè)LED模擬洗衣機(jī)的動(dòng)作狀態(tài):LED1～LED4右移循環(huán)點(diǎn)亮表示正轉(zhuǎn)，LED1～ LED4左移循環(huán)點(diǎn)亮表示反轉(zhuǎn)，LED1～LED4同時(shí)閃爍點(diǎn)亮表示暫停，全滅為停止，顯然可以利用移位寄存器來設(shè)計(jì)，但是由于本次設(shè)計(jì)未能成功利用移位寄存器仿真而轉(zhuǎn)換了思路，選擇了利

30、用正轉(zhuǎn)、暫停、反轉(zhuǎn)的三種不同狀態(tài)分別為01、00、10，以1表示工作以0表示暫停從而分次序的完成設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先，考慮到LED的連續(xù)循環(huán)點(diǎn)亮，可以想到控制LED一端電平的連續(xù)循環(huán)變化達(dá)到要求，又由于有4個(gè)LED,我們采用4進(jìn)制計(jì)數(shù)器即可產(chǎn)生循環(huán)變化的4個(gè)數(shù)，這樣我們可以利用譯碼器從而在4個(gè)輸出端得到依次變化的低電平，如此，我們可以將LED另一端接高電平，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)點(diǎn)亮。</p>&

31、lt;p>　　其次，考慮到存在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種不同狀態(tài)，我們需要改變譯碼器輸入端的數(shù)字變化次序，如此分析四個(gè)數(shù)字變化規(guī)律，以及利用正反轉(zhuǎn)表示狀態(tài)的不同來設(shè)計(jì)出合適門電路。在此次設(shè)計(jì)中，我們采用74ls192構(gòu)成一個(gè)4進(jìn)制減數(shù)計(jì)數(shù)器，同時(shí)利用正反停指示器1在正轉(zhuǎn)時(shí)電平為0，反轉(zhuǎn)時(shí)電平為1來構(gòu)成合適門電路。簡(jiǎn)略列出真值表如下表 4.5.1正反轉(zhuǎn)指示電路邏輯表：</p><p>　　表-4.5.1正反轉(zhuǎn)指示電路邏輯

32、表</p><p>　　于是我們可以發(fā)現(xiàn)我們可以利用異或門電路來完成這一構(gòu)想，從而實(shí)現(xiàn)出正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)下LED不同的循環(huán)狀態(tài)。</p><p>　　最后，剩下的就是暫停狀態(tài)的顯示了。先區(qū)分出暫停與工作狀態(tài)的不同，利用上面設(shè)置的工作狀態(tài)表示，我們可容易得到工作以1表示，暫停以0表示。如此可利用這兩種電平控制譯碼器的工作，容易得到工作時(shí)狀態(tài)如上步分析，暫停時(shí)燈全部熄滅。為使其能閃爍，我們可

33、以考慮利用脈沖信號(hào)，工作狀態(tài)的表示與門電路來設(shè)計(jì)。</p><p>　　綜合上述分析，我們可以設(shè)計(jì)出LED控制電路如下圖-4.5.2控制電路</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　圖 4.5.2 LED控制電路</p><p><b>　　3.6 控制開關(guān)</b></p&

34、gt;<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(shí)現(xiàn)目的功能。我們要求在給分鐘置數(shù)的同時(shí)秒要顯示為零；外部還要有強(qiáng)制停止并清零；還有暫停功能。</p><p>　　對(duì)于置數(shù)來說，我們可以在分鐘計(jì)數(shù)器的UP端到高電平之間各用一個(gè)開關(guān)接上，就當(dāng)給它一個(gè)低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器就往上增加1。但是，192要求在UP端工作的同時(shí)，其DOWN端要為高電平，且秒計(jì)數(shù)器要為零，我們可以讓秒計(jì)數(shù)器

35、清零，同時(shí)把脈沖停止了。在高電平上接上一個(gè)開關(guān)，讓它接到一個(gè)JK觸發(fā)器上，同時(shí)把JK觸發(fā)器的JK端接1，讓它實(shí)現(xiàn)觸發(fā)功能。讓它的Q端輸出到秒計(jì)數(shù)器的清零端，這樣剛開機(jī)或者再按一下開機(jī)鍵就可以對(duì)秒計(jì)數(shù)器清零。把JK觸發(fā)器的Q反端和從分計(jì)數(shù)器借位端LCD反相出來的信號(hào)接到一個(gè)與非門上，從與非門出來的信號(hào)接到分計(jì)數(shù)器的DOWN端來保證置數(shù)的時(shí)DOWN是高電平。但是如果僅是這樣的話，當(dāng)置數(shù)完成再一次按開機(jī)鍵（如圖所示）時(shí)，沒有脈沖信號(hào)輸入到秒計(jì)

36、數(shù)器的DOWN端，192并不可以工作。</p><p>　　我們可以把脈沖和JK觸發(fā)器Q反端接到一個(gè)與門上，然后把它上輸出端接到秒計(jì)數(shù)器的DOWN端以控制計(jì)數(shù)。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(hào)輸出到移位寄存器194的時(shí)鐘信號(hào)CLK上。最后要解決一個(gè)大問題，當(dāng)所置的洗衣時(shí)間完成后，要發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)清零。至于報(bào)警電路我們知道當(dāng)計(jì)數(shù)器全為零的時(shí)候

37、，從秒位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，一直接到十分位上去，十分位會(huì)發(fā)出一個(gè)借位信號(hào)，我們可以用這個(gè)信號(hào)來作為報(bào)警并清零的信號(hào)，平時(shí)192的借位端保持的是高電平，當(dāng)有借位信號(hào)時(shí)，其變成0，我們?cè)诜质唤栉欢私右粋€(gè)非門，再把它和分位的CLR端一起接到一個(gè)與門，也需要把它接到一個(gè)JK觸發(fā)器（U10）上作為其時(shí)鐘信號(hào)，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)

38、器U9上，這樣當(dāng)洗衣時(shí)間完成后，十分計(jì)數(shù)器的借位端TCD端發(fā)出的0信號(hào)就可以經(jīng)過以上路徑而變成1到達(dá)與門，同時(shí)JK觸發(fā)器得到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)而輸出到單穩(wěn)態(tài)，但一段時(shí)間后其自動(dòng)停止。同時(shí)發(fā)出的1信號(hào)使U9發(fā)出1</p><p>　　到此，一個(gè)電路總算還可以了吧，我們有時(shí)還需要讓它休息一下，我們改變一下洗衣量時(shí)，就還需要一個(gè)暫停鍵，只要把秒脈沖切斷就可以了。我們可以在控制脈沖輸出的與門U12和脈沖到達(dá)端之間接入一個(gè)由開關(guān)

39、控制的JK觸發(fā)器來控制的與門，這樣就可以控制脈沖的輸出了。我們知道與門是其中一輸入為零時(shí)，無論另一端時(shí)怎樣的其輸出為零，但一端為1時(shí)，另一端輸入什么與門就可以輸出什么。現(xiàn)在控制端也連起來了，這樣，一個(gè)完整的洗衣機(jī)控制電路就完成了。</p><p>　　LED模擬洗衣機(jī)工作狀態(tài)的同時(shí)，也作為洗衣機(jī)的報(bào)警系統(tǒng)，全滅為報(bào)警。</p><p><b>　　5 電路圖</b>&

40、lt;/p><p>　　綜合上面的原理，設(shè)計(jì)思路，以及每部分電路的設(shè)計(jì)，得到電路圖如下圖-5.1：</p><p>　　圖 5.1 電路總圖</p><p><b>　　6元件清單</b></p><p><b>　　7分析與改進(jìn)</b></p><p><b>　　7

41、.1改進(jìn)：</b></p><p>　　需改進(jìn)點(diǎn)1：控制開關(guān)的設(shè)定</p><p>　　需改進(jìn)點(diǎn)2：工作60分鐘后的清零設(shè)置</p><p>　　需改進(jìn)點(diǎn)3：LED控制電路中的燈的循環(huán)及其閃爍控制</p><p>　　需改進(jìn)點(diǎn)4：分秒置數(shù)開關(guān)的設(shè)定</p><p>　　改進(jìn)1：利用開關(guān)控制555的電源輸入。

42、</p><p>　　電路功能實(shí)現(xiàn)：兩個(gè)置數(shù)開關(guān)可以控制洗滌時(shí)間的設(shè)置，控制開關(guān)控制電路的工作，復(fù)位開關(guān)控制顯示器的清零。</p><p>　　改進(jìn)2：利用十分位計(jì)數(shù)器的借位端平常均為1，工作到60分鐘后為0的特性，設(shè)置為JK觸發(fā)器的脈沖輸入，從而控制清零端MR。</p><p>　　改進(jìn)3： LED的循環(huán)閃亮主要是改變譯碼器的輸入端，正轉(zhuǎn)時(shí)為輸入順序位A，反轉(zhuǎn)時(shí)輸

43、入順序應(yīng)該相反，設(shè)置好4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后利用其輸出端Q1、Q0的變化規(guī)律列出真值表，求出所需門電路。</p><p>　　改進(jìn)4：利用觸發(fā)器有UP上升沿觸發(fā)特性，為其可控置入低電平以改變十分位和個(gè)分位的顯示。</p><p><b>　　7.2電路分析</b></p><p>　　控制開關(guān)SW1控制電路的啟動(dòng)、停止工作，當(dāng)SW1撥通時(shí)，電路接通

44、，正常工作；當(dāng)SW1撥向地時(shí)，電路停止工作。</p><p>　　兩個(gè)置數(shù)按鈕可以控制洗滌時(shí)間的設(shè)置，每按動(dòng)一次設(shè)置button鍵，出現(xiàn)一次時(shí)鐘脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器加1，從而沖洗滌時(shí)間在0-90分鐘內(nèi)任意設(shè)定（滿足60分鐘的要求）。復(fù)位開關(guān)控制顯示器的清零。</p><p>　　譯碼器和邏輯門電路產(chǎn)生01、00、10三種不同狀態(tài)控制洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)、暫停、反轉(zhuǎn)。若設(shè)置一個(gè)50s周期內(nèi)，前20s四個(gè)燈

45、紅燈右移點(diǎn)亮，表示正轉(zhuǎn)；10s 四個(gè)燈同時(shí)閃爍點(diǎn)亮，表示暫停；后20s四個(gè)燈左移點(diǎn)亮，表示反轉(zhuǎn)，時(shí)間減到0時(shí)4個(gè)燈全滅，表示停止。</p><p>　　在仿真的過程中，出現(xiàn)的結(jié)果基本符合要求。計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)無誤，“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫停”的指示燈動(dòng)作也正確，定時(shí)結(jié)束時(shí)，能自動(dòng)清零，同時(shí)指示燈亮，表示提醒時(shí)間到。</p><p>　　值得高興的是，獨(dú)立思考之后，能完成預(yù)置功能，脈沖發(fā)生器的周期

46、達(dá)1.0027s，和理想的1s脈沖相當(dāng)接近！</p><p>　　不足的地方就是，設(shè)計(jì)要求當(dāng)定時(shí)時(shí)間達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，一方面使電機(jī)停機(jī)，同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)提醒用戶注意。我沒有設(shè)計(jì)好報(bào)警器的電路，只是運(yùn)用四個(gè)燈全滅來表示。</p><p><b>　　8小結(jié)與體會(huì)</b></p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)</b></p

47、><p>　　[1] 姚福安.《電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐》.山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社 2002.[2] 康華光.《數(shù)字電子基礎(chǔ)(第五版)》.北京:高等教育出版社,2001.[3] 傅曉林.《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)用教程》. 重慶交通學(xué)院電工電子出版社 2006.</p><p>　　[4] 彭介華.《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》.北京：高等教育出版社 2004.</p><p>