課程設(shè)計說明書洗衣機定時器

1、課程設(shè)計課程設(shè)計說明書題目洗衣機定時器學(xué)生姓名：學(xué) 號： 200806030125院（系）： 電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師：20010年12月4日目錄1、設(shè)計要求 32、設(shè)計思路 33、基本原理與設(shè)計框圖 44、電路設(shè)計 44、1 芯片74IS192的邏輯功能 44、21HZ脈沖產(chǎn)生電路 54、3遞減計數(shù)器與時間顯示 54、4洗滌時間設(shè)置電路 84、5工作狀態(tài)顯示電路 85、總路圖 96、分析與改進 107、小結(jié)與體會 10&元器件清單 1112參考文獻1、設(shè)計要求洗衣機定時器設(shè)計說明：洗滌常規(guī)模式為：定時到定時啟動t正轉(zhuǎn)20秒t暫停10秒t反轉(zhuǎn)20秒t暫停10秒

2、停機A定時未到設(shè)計要求：(1) 洗滌時間在20分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定。(2) 用兩位數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時間(以分鐘為單位)，對洗滌過程作計時顯示， 直到時間到而停機。(3) 當(dāng)定時時間達(dá)到終點時，一方面使電機停機，同時發(fā)出音響信號提醒用戶注意。2、設(shè)計思路1、 對于洗衣機電機的工作順序：“啟動一一 正轉(zhuǎn)20s暫停10s反轉(zhuǎn)20s 暫停10s正轉(zhuǎn)20s 時間到停止”設(shè)計一個定時器控制洗衣機的電機的運轉(zhuǎn)，由其正傳反轉(zhuǎn)及暫停時間分析知道洗衣機運轉(zhuǎn)的周期為60s，并且呈現(xiàn)周期循環(huán)，知道時間到停止為止。我們可以利用計數(shù)器的功能進行60s的計數(shù)，及需要一個秒計數(shù)器，并且利用洗衣機的電機工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間來

3、設(shè)置正轉(zhuǎn)嗎、暫停、反轉(zhuǎn)。2、 如此則需要為計數(shù)器設(shè)置一個合適的脈沖，設(shè)計中的秒計數(shù)器所需的脈沖必為 1HZ 脈沖，因此可以考慮555定時器，利用其構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生矩形脈沖信號。3、對于用數(shù)碼管顯示洗滌時間，按倒計數(shù)方式對洗滌對洗滌過程作倒計時顯示，并 且洗滌時間在20分鐘內(nèi)可由用戶任意設(shè)定，并設(shè)置啟動鍵，在預(yù)置定時時間后，按啟動 鍵開始機器運轉(zhuǎn)。分析知道我們還需要設(shè)置一個分鐘計數(shù)器，可以利用秒計數(shù)器的借位端 BO端連接到分計數(shù)器的DOWN端作為分計數(shù)器的輸入信號來實現(xiàn)秒從分計數(shù)器上的借位 從而構(gòu)成分計數(shù)器的工作脈沖。在要求中要求倒計時，顯然我們需要遞減計數(shù)器，和利用 開關(guān)控制計數(shù)器的清零端

4、CR的電平或555電源輸入以控制電路工作。4、 對于用LED模擬洗衣機的工作狀態(tài)：LED1點亮表示正轉(zhuǎn)，LED2點亮表示暫停， LED3點亮表示反轉(zhuǎn)。顯然可以利用74IS138譯碼器，將秒十位的Qa、Qb、Qc分別接至A、B、C端進行譯碼，將輸出4、5, 0、3, 1、2分別接至與非門輸出分別接至 LED1、LED2、LED3，從而實現(xiàn)洗衣機工作狀態(tài)的指示3、基本原理與設(shè)計框圖首先，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)，這時用 戶置入洗滌時間，并按開始按鈕，洗衣機開始工作。利用秒計時器十位上的數(shù)值變換表示 出電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時利用譯碼器和門電路設(shè)計出適合的電路使LED

5、工作達(dá)到設(shè)計要求；當(dāng)用戶設(shè)定的洗滌時間結(jié)束后，電路報警。有設(shè)計思路作出設(shè)計框圖如下：洗滌時間顯示1HZ脈沖產(chǎn)生 I 秒脈沖計數(shù)器 I 分脈沖計數(shù)器洗滌時間控制開關(guān)時間譯碼器 I LED工作狀態(tài)顯示4、電路設(shè)計4、1芯片74IS192的邏輯功能U1CLR LOADCO> UP 嚴(yán) DOWNBOnAQABQBCQCDQD -14<1341531069774LS192D74ls192的邏輯功能表如下表所示輸入4、2 1HZ脈沖產(chǎn)生電路利用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器如下圖，產(chǎn)生1HZ矩形脈沖信號VCC5VR143k QA1VCCRST OUTDIS-hR250kTHRTRICONGNDC2

6、C1羋 10uC 10 nF555 VIRTUAL七GND555定時器構(gòu)成多諧振蕩器所屬出的矩形脈沖信號的頻率計算式為：f=1.43/(R1+2R2)C1故選定原件參數(shù)，R1=43K，R2=50K，C1=10pF, C2=0.01折。其中電容C2的作用是抗干擾。4、3 遞減計數(shù)器與時間顯示六十進制分計數(shù)器和六十進制秒計數(shù)器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖 的進制不同而已，我們利用四片 74IS192來實現(xiàn)分計數(shù)和秒計數(shù)功能，我們要的只是遞減 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D2、D3端接到高電平上，即從輸入端置入0110(十進制的6

7、)，秒十位的置數(shù)端LOAD 端和借位端BO連接在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN接在一起。當(dāng)秒脈沖從 DOWN端輸入的時候秒計數(shù)的74ls192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, 直減到0;當(dāng)高低位全 為0的時候，秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號，DOWN位0時，置數(shù)端LOAD等于0, 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。對于分計數(shù)來說，道理當(dāng)然也是一樣的；只是要求，當(dāng)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

8、信號來實現(xiàn) 秒從分計數(shù)上的借位。當(dāng)然，這些計數(shù)起工作，其中清零端 CLR 要處于低電平，置數(shù)端LOAD不置數(shù)時要處于高電平。把四個 74IS192的Qa、Qb、Qc、Qd都接到外部顯示電路 上就可以看到時間的顯示了。作為洗衣機控制的一個模塊，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)器和秒計數(shù)的清零端 CLR 是接在一起的，計數(shù)器正常 工作是 CLR 處于低電平，所以當(dāng)要從外部強制清零的時候要給 CLR 端送一個高電平信號。 利用計數(shù)器的 UP 端進行外部置數(shù)，當(dāng)它們各接到低電平（平時保持高電平，外部給一個 低電平就輸入一個低電平）的脈沖上，就可以實現(xiàn) 09 的置數(shù)了。如此

9、利用四片 74IS192 構(gòu)成的遞減計數(shù)器（包括秒脈沖計數(shù)器和分脈沖計數(shù)器）以及 洗滌時間顯示電路設(shè)計如下圖DND9S4DP41'90)CB5AQn<0 3<03.b q 2b qCQ 6CQDQ8UVAtH DB4UeeaR - wveOk2GD1<0 3B&c7U6UXXH DBXEH BBDQ 7Du 7Bu 9b q 2CQ 6Qn 39S4Q2-CS4R>QAjOCNoqel-LAu (一VAtN OXC064、4洗滌時間設(shè)置電路對于洗滌時間設(shè)置電路，我們可以利用74IS192的UP端進行置數(shù)。74IS192正常工作時候UP端為高電平，當(dāng)給UP

10、端送入一個低電平信號時，74IS192計數(shù)就會增加1。利用 此原理可以實現(xiàn)分十位，和分個位的置數(shù)。實現(xiàn)從020分鐘以內(nèi)的任意時間置數(shù)。為了去除開關(guān)的抖動影響置數(shù)功能，我們可以考慮利用555定時器做成一個單穩(wěn)態(tài)路，從而可以實現(xiàn)置數(shù)的穩(wěn)定，將555的OUT接至74IS192的UP端即可實現(xiàn)功能。置數(shù)部分電路如下圖所示4、5工作狀態(tài)的顯示電路對于工作狀態(tài)的顯示部分電路，根據(jù)題目要求知道洗衣機運轉(zhuǎn)一個周期正好是1分鐘，因此我們可以想到利用秒十位 192的低三位輸出，利用譯碼器及基本的門電路來實 現(xiàn)電路工作狀態(tài)的顯示。具體做法是將秒十位的Qa、Qb、Qc分別接至A、B、C端進行譯碼，將輸出4、5, 0、

11、3，1、2分別接至與非門輸出分別接至 LED1、LED2、LED3，從 而實現(xiàn)洗衣機工作狀態(tài)的指示。如此則得到設(shè)計顯示控制部分的電路圖如下所示VCCU1X1X2X3正轉(zhuǎn)o 2暫V亭o 2反V。2.5 VU2A74U2CD>GND5、總電路圖VCCo1234567YYYY YYY Y&AB2 21GGA Be G 74LS138D1574LS00DJO丄U2B門L_i&74LS00DVCCBUZZER200 HzU20AA OR9A7404N74LS00DU9iABCG1 & G2A G2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y75V GND 74LS138Dvcc6 Fv

12、J3Key =SaKey = Space5V)CD_HEX CD HEXDCD HEXDCD HEX74F192D74F192DU15OR4LOADCLRU14 OR4X12.5 VKey = A-訃97GNJ.fKey = SpaceCC74F192DA1X42.5 V74LS00D|lU11BVCCRST OUTDISTHRTRICONGNDU16AdEJ-74LS00DC1 C2斗 10n畤 10uF555 VIRTUALGND6、分析與改進故障 1：計數(shù)器的進制設(shè)置于計數(shù)器之間的連接故障 2： LED 指示燈的狀態(tài)指示故障 3：工作后的停止設(shè)置故障 4：分秒置數(shù)開關(guān)的設(shè)定故障 5：清零

13、開關(guān)的設(shè)置改進 1：減法計數(shù)器的 BO 平常位高電平，有借位時為低電平。利用此特性，將其連接在 高位計數(shù)器的 DOWN 端作為脈沖的輸入，計數(shù)器的進制設(shè)置依靠其數(shù)入端 D3、D2、D1、 D0 的置數(shù)。改進 2：LED 燈的點亮與熄滅指示顯示主要是取決于 192的輸出低三位， 根據(jù)輸入與輸出 的關(guān)系，然后再利用指示燈應(yīng)該點亮還是熄滅的規(guī)律列出真值表，求出所需要的門電路為 與非門。改進 3：利用四個 192輸出全為零時停止再減計數(shù)， 將四個 192的 16位輸出進行或運算， 在與 555 秒脈沖進行與運算后再送入秒計數(shù)的個位 192 的 DOWN 端，即可實現(xiàn)倒計時結(jié) 束后的停止減計數(shù)功能。達(dá)到

14、洗衣機停止的效果。改進 4：利用 UP 端的特性，為其可控置入低電平以改變十分位和個分為的數(shù)字顯示，即 實現(xiàn)置數(shù)功能。為防止其置數(shù)的抖動，利用 555 定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，從而實現(xiàn)置數(shù)功 能的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)置數(shù)功能。改進：5 74ls192CLR 端平時為低電平，當(dāng)需要清零時送入一個高電平信號即實現(xiàn)清零功 能。電路功能實現(xiàn)：兩個置數(shù)開關(guān)可以實現(xiàn) 020 分鐘以內(nèi)任意洗滌時間的設(shè)置，數(shù)碼顯示其 洗滌的剩余時間， LED 燈為其指示洗衣機當(dāng)前的工作狀態(tài)，復(fù)位開關(guān)控制顯示器的清零。7、小結(jié)與體會經(jīng)過了長達(dá)兩個星期的艱苦奮戰(zhàn)，我們的洗衣機定時器終于成功了?？梢哉f我們已經(jīng) 是筋疲力盡了。剛開始做的時候是

15、熱情飽滿的，可是做著做著就有些煩躁了。特別是在遇 到問題而無法解決的時候，更是沒有耐心去檢查電路究竟出錯在哪里。我覺得做這次的設(shè) 計做大的冋題不是電路冋題，而是焊接冋題。因為這個電路看起來很好做，但是實際上并 不是那么容易，因為在焊接的時候有好多線，而且許多都交叉在一起，又有好多焊在一個 引腳上，一不小心就會造成焊接錯誤。有事時候由于焊接的不好會造成虛焊，這些問題都 是比較但察覺的，也是很難去找到錯誤的根源的。有一次由于不仔細(xì)把兩個本來不該連在 一起的引腳，由于在焊另一個引腳而不小心給牽連在了一起，而這種牽連基本上是看不見 得。就這個問題整整花費了我 3個多小時我才找到了錯誤?？梢哉f這次課程設(shè)

16、計要是沒有 耐心、細(xì)心和決心是絕對做不好的。在遇到困難的時候沒我也退縮過，特別是在最后的時 候看到別的同學(xué)的都已經(jīng)做好的時候，自己的心里也真的很不是滋味。還有點后悔自己當(dāng) 時上課的時候沒好好的聽課。但是在最后的關(guān)頭我們沒有放棄，并且互相鼓勵，最終我們 戰(zhàn)勝了一切的困難，取得了勝利。當(dāng)看到我們的作品成功的時候，我的心里特別的激動， 兩周的辛苦沒有白費。這次設(shè)計最大的收獲就是做每一件事都必須要有耐心，如果沒有耐心我覺得什么事都 不會成功。還有就是在遇到困難的時候絕對不能低頭，要有恒心和毅力去戰(zhàn)勝一切苦難。 這次設(shè)計不僅鍛煉了我的動手能力，還在不知不覺中考驗著我的毅力和耐心。從這次設(shè)計 當(dāng)中然我懂得

17、了許多道理，要想成功就一定要付出比別人更多的代價?？傮w來說感覺還是很開心，因為把理論與實際結(jié)合是一種非常有效的學(xué)習(xí)過程，獲益 匪淺。&元器件清單元件名稱8段數(shù)碼顯示CD451174LS19274LS13874LS0074LS32參考文獻數(shù)字電子技術(shù)（第五版）閻石主編;黨宏社主編電路、電子技術(shù)試驗與電子實訓(xùn)陜西科技大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書電信 學(xué)院 電氣與信息工程 專業(yè) 電信081班級 學(xué)牛： 夏攀題目：洗衣機定時器課程設(shè)計從 2008年12月日起到 2009 年 1 月_4_日1、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：內(nèi)容：洗衣機定時器控制洗衣機正轉(zhuǎn).20秒暫停10秒再反轉(zhuǎn).20.秒暫停10秒然后再正轉(zhuǎn)，進入循環(huán)，直到計數(shù)到0停止，并發(fā)出警報一。要求：洗滌在20分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定用兩位數(shù)碼管顯示洗滌預(yù)置時間(以分鐘為單位)，.對洗滌過程 作時間顯示，直到時間到停機?當(dāng)定時時間到達(dá)終點，一方面使電機停機，同時發(fā)出音響信號提醒用戶注意?2、對課程設(shè)計成果的要求包括圖表、實物等硬件要求：(1)論證硬件設(shè)計的總體思路(2)對系統(tǒng)的每部分應(yīng)做詳細(xì)的說明(3)打印設(shè)計原理圖做出設(shè)計實物(4)設(shè)計總結(jié)(5)提供課程設(shè)計實物3、課程設(shè)計工作進度計劃:時間設(shè)計任務(wù)及要求1/10-21/10總體設(shè)計22/10-15/11硬件設(shè)計、實物