洗衣機(jī)控制電路

1、電子課程設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)控制電路 學(xué)院：電子信息工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí)：自動(dòng)化12級(jí) 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：任青蓮 2014年12月目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求-3二、總體框圖-4 2.1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖-4 2.2、設(shè)計(jì)總體電路-5 2.3、基本原理-5三、選擇器件-5 3.1所選器件-5 3.2器件介紹-6 3.2.1、74LS192-6 3.2.2、74LS194 -7 3.2.3、LED數(shù)碼管-8 3.2.4、異或門-8四、功能模塊-9 4. 1、一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)- -9 4.2、分調(diào)時(shí)電路-9 4.3、循環(huán)控制電路-13 4.4、控制開(kāi)關(guān)-154.5、預(yù)置時(shí)間到洗衣機(jī)停止電

2、路-164.6、洗衣機(jī)停止運(yùn)行燈亮顯示-17五、總體設(shè)計(jì)電路圖-18 5.1.總體電路圖-19 5.2.實(shí)驗(yàn)室實(shí)物圖-20六、總結(jié)-2121洗衣機(jī)控制電路一 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1.設(shè)計(jì)一洗衣機(jī)電子定時(shí)器，來(lái)控制洗衣機(jī)的電機(jī)作如下運(yùn)轉(zhuǎn)：2. 洗滌時(shí)間可在020min內(nèi)任意設(shè)定。3. 用兩位數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間（分鐘數(shù)），按倒計(jì)數(shù)方式對(duì)洗滌過(guò)程作計(jì)時(shí)顯示，直到時(shí)間到而停止。4. 當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光提醒用戶注意。5. 洗滌過(guò)程在送入預(yù)置時(shí)間后即開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。二.總體框圖 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì)總體框圖如圖1電機(jī)運(yùn)行顯示 電機(jī)?？刂?循環(huán)控制 調(diào)分控制 60進(jìn)制

3、秒減計(jì)數(shù)器 100進(jìn)制分減計(jì)數(shù)器 洗滌時(shí)間顯示總控制 電機(jī)停停止顯示圖1 總體框圖 2.2 設(shè)計(jì)總體電路 實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、暫停，分別用三個(gè)LED燈的狀態(tài)來(lái)表示，顯示時(shí)間前20秒正傳、暫停10秒、反轉(zhuǎn)20秒、再暫停10秒，周期是60秒，所以需要分鐘計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器。當(dāng)分預(yù)置數(shù)時(shí)間到，電機(jī)停顯示燈亮。2.3基本原理 型號(hào)用途數(shù)量型號(hào)用途數(shù)量74LS192計(jì)數(shù)器474LS194雙向移位寄存器174LS082輸入與門374LS04反向器574LS322輸入或門174LS862輸入異或門14077B2輸入同或門174LS113輸入與門174LS103輸入與非門174LS002輸入與非門2OR88輸

4、入或門 首先，從秒脈沖出來(lái)的信號(hào)，進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行秒計(jì)數(shù)，洗衣機(jī)運(yùn)行前的置數(shù)工作需要秒計(jì)數(shù)器保持在預(yù)置數(shù)狀態(tài)，這時(shí)我們通過(guò)開(kāi)關(guān)置入洗滌時(shí)間，洗衣機(jī)就開(kāi)始工作。運(yùn)行過(guò)程中，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)，直到分計(jì)數(shù)端顯示為00，電機(jī)停止工作，同時(shí)顯示燈亮，且洗衣機(jī)洗滌時(shí)間為99分鐘時(shí)洗衣機(jī)停止運(yùn)行。3 選擇器件 3.1 器件選擇表如表1所示。表1 器件選擇表 3.2器件介紹 圖2 74LS192的管腳圖3.2.1、74LS192的功能表如下表2邏輯示意圖所示：表2 74LS192邏輯功能表輸 入輸 出CRLDUPDOWNDCBAQDQCQBQA1*000000*abcdabcd01

5、1*加計(jì)數(shù)功能011*減計(jì)數(shù)功能 74LS192為可置數(shù)的同步十進(jìn)制雙時(shí)鐘加減計(jì)數(shù)器，如圖2所示它具有上升沿有效的加計(jì)數(shù)時(shí)鐘端UP和減計(jì)數(shù)時(shí)鐘端DOWN；該計(jì)數(shù)器具有異步清零端，當(dāng)清零信號(hào)CLR為高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)清零功能；該計(jì)數(shù)器還有異步計(jì)數(shù)功能，當(dāng)置數(shù)信號(hào)LOAD為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)，且計(jì)數(shù)值為9時(shí)，進(jìn)位端CO輸出寬度等于加計(jì)數(shù)脈沖UP的低電平脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)，且計(jì)數(shù)值為0時(shí)，借位端BO輸出寬度等于減計(jì)數(shù)脈沖DONW的低電平脈沖。執(zhí)行加數(shù)功能時(shí)，減計(jì)數(shù)端DOWN接高低電平，計(jì)數(shù)脈沖由UP端輸入；執(zhí)行減數(shù)功能時(shí)，加數(shù)端UP接高電平，計(jì)數(shù)脈沖由減數(shù)端DOWN。 3.2.2、7

6、4LS194圖3 74LS194的管腳圖 如圖3所示A,B,C,D為并行輸入端，QA,QB,QC,QD位并行輸出端，Sr,Sl分別為右移和左移串行輸入端，因?yàn)樵摻M合電路主要有四種工作模式，并行輸出，右移輸出，左移輸出和保持，所以管腳S1,S0用來(lái)控制工作模式，CLR為異步清零端，CLK為時(shí)鐘脈沖輸入端，當(dāng)CLR接高電平（低電平有效）,S1,S2接高電平時(shí)，它將輸進(jìn)的數(shù)平行再輸出去。其邏輯功能如表3-3所示：表3 74LS194功能表功能輸 入輸 出CLRS1S0SLSRABCDQ0Q1Q2Q3111*abcdabcd右移101*DrabcdDrabc左移110Dl*abcdbcdDl保持100

7、*Q0Q1Q2Q3 3.2.3、LED數(shù)碼管 圖4 LED數(shù)碼顯示管 如圖3-3所示其中4,3,2,1端為其數(shù)據(jù)輸入端，其它各端口顯示器默認(rèn)有效。3.2.4、異或門 異或門實(shí)現(xiàn)異或邏輯。其符號(hào)如圖5所示：圖5異或門的符號(hào) 其功能表（真值表）如表4所示表4 異或門真值表輸入輸出ABY000011101110四功能模塊4.1 一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)（1）分、秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 一百進(jìn)制分計(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，實(shí)驗(yàn)中用四片74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能，運(yùn)行中需要加計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)兩種功能，洗衣機(jī)的置數(shù)過(guò)程用加計(jì)數(shù)，洗衣機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)用

8、減計(jì)數(shù)來(lái)倒計(jì)時(shí)。秒個(gè)位減計(jì)數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)：UP端接到高電平,DOWN端接到秒脈沖上，秒計(jì)數(shù)十分位上的輸入端B、C端接到高電平上，輸入端置入0110，也就是6，秒十位的LOAD端和借位端BO連在一起，再把秒位的BO端和分個(gè)位的DOWN連在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入時(shí)，秒計(jì)數(shù)各位開(kāi)始從9減到0，這時(shí)，它的借位端BO 會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計(jì)數(shù)從6倒計(jì)時(shí)直到0。當(dāng)秒的高低位全為零的時(shí)候，秒十位的BO發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，使DOWN接上低電平，置數(shù)端有效，下一個(gè)DOWN脈沖來(lái)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。對(duì)于分計(jì)數(shù)來(lái)說(shuō)，道理是一樣的，把秒十位的借位端BO端接

9、到分計(jì)數(shù)的DOWN端作為分計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)上的借位同時(shí)接到秒十位的置數(shù)端，產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)。其中，計(jì)數(shù)器工作中的清零端CLR端要處于低電平，置數(shù)端不置數(shù)時(shí)要處在高電平。把四個(gè)192的QA，QB，QC，QD接到顯示電路顯示時(shí)間。(2)分、秒計(jì)數(shù)器的電路圖 圖6 分秒計(jì)數(shù)器電路圖（1）圖7 分秒計(jì)數(shù)器電路（2） 4.2 分調(diào)時(shí)電路（1）分調(diào)時(shí)電路的工作原理  調(diào)時(shí)電路是根據(jù)加減計(jì)數(shù)器74LS192的工作原理設(shè)計(jì)的，調(diào)時(shí)電路的利用192的加計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)UP端工作時(shí)DOWN要接高電平，分十位的DOWN端接分個(gè)位的BO端，分個(gè)位接秒十位的BO端，當(dāng)192不產(chǎn)生

10、借位信號(hào)時(shí)BO端呈高電平，所以當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)計(jì)數(shù)器還沒(méi)有進(jìn)行倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)BO端都為高電平，則通過(guò)開(kāi)關(guān)的撥動(dòng)相當(dāng)于脈沖信號(hào)，使加計(jì)數(shù)工作進(jìn)行置數(shù)功能，同時(shí)192的清零和置數(shù)端無(wú)效。如下所示原理圖。(2)原理圖圖8 調(diào)時(shí)電路顯示圖4.3 循環(huán)控制電路（1）循環(huán)控制電路原理因?yàn)檎D(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，停剛好一個(gè)周期是60s，且每種狀態(tài)的運(yùn)行時(shí)間恰好都是十秒的整數(shù)倍所以我們就考慮用秒十位上數(shù)的變化來(lái)控制洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的顯示。，在一個(gè)周期內(nèi)59s40s之間洗衣機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，39s30s之間洗衣機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，29s10s之間洗衣機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，9s0s之間又是停止時(shí)間，所以我們讓正轉(zhuǎn)狀態(tài)顯示燈X1=QCQBQA

11、+QCQBQA經(jīng)化簡(jiǎn)得X1=QCQB，即就是我們把QB端求反后再用一個(gè)兩輸入與門將其與QC連接送到正轉(zhuǎn)顯示燈上，當(dāng)秒十位的輸出為0101（5）或者是0100（4）時(shí)X1=1該燈亮，顯示洗衣機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài) ，同理我們讓停狀態(tài)顯示燈X2=QC(QBQA)，即用一個(gè)兩輸入的同或門將QA和QB連接，再有一個(gè)兩輸入的與門將其輸出與求反后的QC連接送到停滯狀態(tài)顯示燈上，當(dāng)十位的輸出為0011（3）或者0000（0）時(shí)X2=1，此時(shí)顯示洗衣機(jī)處于停滯狀態(tài)，同樣我們也可以控制反轉(zhuǎn)狀態(tài)，這樣，一個(gè)周期也就是六十秒完成后秒十位再向高位借數(shù)繼續(xù)循環(huán)以上過(guò)程。如下圖仿真實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，和停。(2)原理圖圖9 正轉(zhuǎn)燈泡

12、閃爍截圖圖10反轉(zhuǎn)燈泡閃爍截圖圖11停燈泡閃爍截圖4.4控制開(kāi)關(guān)(1)控制開(kāi)關(guān)原理 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)洗衣機(jī)暫停和連續(xù)工作的開(kāi)關(guān)，它由倆個(gè)2輸入的與非門和一個(gè)3輸入的與非門，還有一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)構(gòu)成，其中當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到下面時(shí)洗衣機(jī)暫停工作，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到上面時(shí)洗衣機(jī)正常工作。倆個(gè)2輸入與非門構(gòu)成SR鎖存器，左邊的與非門接入低電平即左邊的相當(dāng)于R端右邊的相當(dāng)于S端右邊對(duì)應(yīng)的輸出為Q端，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到下面時(shí)相當(dāng)于R=0,S=1,輸出置零，封鎖3輸入的與非門，則秒脈沖信號(hào)被封鎖。計(jì)數(shù)器停止減計(jì)數(shù)。同理當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到上面時(shí)相當(dāng)于R=1,S=0,輸出置一，此時(shí)如果3輸入與非門的另一輸入為高電平則，計(jì)數(shù)器正常工作，即洗衣機(jī)正常

13、工作。當(dāng)洗衣機(jī)停止運(yùn)行時(shí)顯示燈亮。（2）電路圖圖12控制開(kāi)關(guān)電路4.5預(yù)置時(shí)間到洗衣機(jī)停止電路(1)原理 由實(shí)際設(shè)計(jì)知，當(dāng)洗衣機(jī)在預(yù)置數(shù)時(shí)間到時(shí)洗衣機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)該電路。當(dāng)秒脈沖無(wú)法輸入時(shí)則洗衣機(jī)停止工作，所以用計(jì)數(shù)器的輸出封鎖秒脈沖。倆個(gè)192的輸出信號(hào)分別接到8輸入的或門上再接到三輸入的與非門上，當(dāng)置數(shù)時(shí)間到即分十位和個(gè)位顯示00時(shí)或門輸出低電平封鎖秒脈沖信號(hào)。（2） 電路圖圖13 預(yù)置時(shí)間到洗衣機(jī)停止控制電路圖4.6洗衣機(jī)停止運(yùn)行燈亮顯示1. 燈亮原理 實(shí)現(xiàn)燈亮顯示有倆種情況。（1）當(dāng)預(yù)置時(shí)間到時(shí)，送到發(fā)光二極管的陰極為低電平，而二極管的陽(yáng)極接高電平，所以二極管亮。（2）當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)為了

14、更加方便人們調(diào)節(jié)時(shí)間則使分計(jì)數(shù)器開(kāi)始顯示00，因?yàn)楫?dāng)上店是192會(huì)自動(dòng)在顯示器上顯示9，所以利用99產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)使分計(jì)數(shù)在電源打開(kāi)時(shí)顯示00。同時(shí)利用99在電源打開(kāi)時(shí)洗衣機(jī)先不工作，在置數(shù)的同時(shí)洗衣機(jī)才工作。所以用4輸入的與非門接99信號(hào)使電機(jī)停。（2）簡(jiǎn)易電路圖圖14 洗衣機(jī)停止運(yùn)行顯示燈亮5 總體設(shè)計(jì)電路圖 1.對(duì)于置數(shù)，在分鐘計(jì)數(shù)器的UP端到高電平之間各用一個(gè)彈跳開(kāi)關(guān)接上，置數(shù)時(shí)，由于置數(shù)是在洗衣機(jī)運(yùn)行前，所以DOWN端接的為高電平，按動(dòng)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)加置數(shù)。置數(shù)結(jié)束后，開(kāi)關(guān)自動(dòng)接高電平，即為實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)有倆個(gè)調(diào)試開(kāi)關(guān)，所以對(duì)分的十位和個(gè)位都可以實(shí)現(xiàn)置數(shù)調(diào)節(jié)。開(kāi)關(guān)J1按一下分十位會(huì)從

15、0開(kāi)始加一，同理J2按一下分個(gè)位也會(huì)從0開(kāi)始加一。直到加到9時(shí)返回從0開(kāi)始。置數(shù)的同時(shí)洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。由秒十位產(chǎn)生的信號(hào)可以控制洗衣機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停。同時(shí)又有一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)J3來(lái)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的暫停和連續(xù)。但是當(dāng)分計(jì)數(shù)為00或是99時(shí)開(kāi)關(guān)無(wú)論怎么辦，洗衣機(jī)都停止工作。同時(shí)顯示燈亮。為了更人性化的實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的功能，在電源打開(kāi)時(shí)我們用分計(jì)數(shù)器的輸出99信號(hào)產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)，使顯示器上的示數(shù)為00.即人們進(jìn)行預(yù)置數(shù)時(shí)是從0開(kāi)始向上加。一下為設(shè)計(jì)的總體電路圖。圖15 總電路圖2.實(shí)驗(yàn)室實(shí)物圖片·+··+··+··+··+

16、··+·圖16 實(shí)際電路圖片六心得體會(huì) 這次為期兩周的課程設(shè)計(jì)安排讓我的確是有著很大的收獲，為什么這么說(shuō)呢，一開(kāi)始覺(jué)得時(shí)間比較寬裕，而課程設(shè)計(jì)并不是一個(gè)復(fù)雜的事情，先把思路整理好，需要哪些模塊的運(yùn)行，以及改用哪些學(xué)到的芯片實(shí)現(xiàn)電路功能，但是實(shí)際操作起來(lái)卻有很多問(wèn)題，比如說(shuō)，單個(gè)的模塊成功的完成了功能，但是當(dāng)與其他模塊連接在一起的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，比如說(shuō)不正常運(yùn)作，或者數(shù)據(jù)混亂等，這時(shí)是設(shè)計(jì)中最麻煩的一個(gè)環(huán)節(jié)，我們需要自習(xí)的檢查每一個(gè)部分，每一根線，有時(shí)候是連錯(cuò)了線，有的是思路不夠縝密，不能實(shí)現(xiàn)功能，也有時(shí)候是設(shè)計(jì)器本身的一些問(wèn)題，可能是因?yàn)檠訒r(shí)或者反應(yīng)時(shí)間的問(wèn)題， 以前連一條線都要看書(shū)上是怎么連的，我都不敢相信自己可以不看書(shū)連起那么復(fù)雜的電路圖。開(kāi)始都佩服自己了，在軟件仿真時(shí)，我發(fā)