EDA課程設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)

1、燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： 洗衣機(jī)控制器 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級專業(yè)：檢測技術(shù)與儀器 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：電子實(shí)驗(yàn)中心 學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）檢測（2）班設(shè)計(jì)題目洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)設(shè)置2種工作方式：洗衣、甩干顯示倒計(jì)時時間：洗衣時間為6分，甩干時間為35秒具有緊急情況手動停止功能設(shè)計(jì)要求用2個撥碼開關(guān)設(shè)置工作方式：洗衣、甩干用3個數(shù)碼管顯示時間用2個紅色信號指示燈顯示洗衣和甩干狀態(tài)工作量學(xué)會使用Max+PlusII軟件和實(shí)驗(yàn)箱；獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)，編程下載、連接電路和調(diào)

2、試；參加答辯并書寫任務(wù)書。工作計(jì)劃1. 了解EDA的基本知識，學(xué)習(xí)使用軟件Max+PlusII，下發(fā)任務(wù)書，開始電路設(shè)計(jì)；2. 學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)箱，繼續(xù)電路設(shè)計(jì)；3. 完成電路設(shè)計(jì)；4. 編程下載、連接電路、調(diào)試和驗(yàn)收；5. 答辯并書寫任務(wù)書。參考資料數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設(shè)計(jì)B指導(dǎo)書. 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2012年 3月 17 日 目 錄第1章 摘要1第2章 總體設(shè)計(jì)思路2 第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)3 3.1 6分鐘倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)3 3.2 35秒倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)6 3.3 整體的電路設(shè)計(jì)

3、8第4章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試10第5章 總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)第1章 摘要 本文是洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)，主要是針對倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)，提出了總體的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，主要運(yùn)用了74168和74192的減法計(jì)數(shù)功能，一個模塊一個模塊的完成設(shè)計(jì)，并通過仿真保證設(shè)計(jì)的正確性，最后組裝電路，管腳鎖定，并調(diào)試成功。設(shè)計(jì)過程采用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，先分析任務(wù)書，明確任務(wù)的要求，根據(jù)具體的要求進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)模塊，然后進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，決定各個功能系統(tǒng)模塊中的內(nèi)部電路，然后進(jìn)行波形仿真。要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)的6分鐘倒計(jì)時功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的6進(jìn)

4、制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器功能實(shí)現(xiàn)的，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計(jì)時模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計(jì)時，本文用74190來實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位開始動作。最后將兩個倒計(jì)時模塊進(jìn)行封裝，在利用74157對三個數(shù)碼顯示管要顯示的數(shù)字進(jìn)行選擇。第2章 總體設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)用2個撥碼開關(guān)設(shè)置洗衣機(jī)的工作方式：洗衣、甩干。 因?yàn)闀r鐘倒計(jì)時，所以需要將1HZ的脈沖信號給6分鐘倒計(jì)時模塊（或者35秒倒計(jì)時模塊），控制端控制

5、倒計(jì)時模塊的啟動和暫停，當(dāng)控制端電位為高電平時，倒計(jì)時模塊開始工作，當(dāng)控制端電位為低地點(diǎn)平時，倒計(jì)時模塊停止工作。計(jì)時信號由實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼管顯示出來。當(dāng)6分鐘(或者35秒)倒計(jì)時計(jì)時完畢，即分的顯示和秒的顯示都為0時，計(jì)時模塊停止工作。要想實(shí)現(xiàn)洗衣狀態(tài)的6分鐘倒計(jì)時功能，就需要將控制秒循環(huán)的60進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)器和控制分遞減的6進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器相連接，每個計(jì)數(shù)器都是由74168的減法計(jì)數(shù)器功能實(shí)現(xiàn)的，低位計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位計(jì)數(shù)器就開始工作，3片74168共同構(gòu)成了6分鐘倒計(jì)時模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計(jì)時，本文用74190來實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190

6、來控制使低位的減法計(jì)數(shù)器每循環(huán)一次給高位信號一個借位信號，高位開始動作。第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)一、6分鐘倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)的題目要求洗衣機(jī)的洗衣時間是6分鐘，要實(shí)現(xiàn)6分鐘的倒計(jì)時，我用的是3片74168通過級聯(lián)的方法來實(shí)現(xiàn)的。（1）74168的功能74168是同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，各引腳功能： D0、D1、D2、D3為輸入端。 Q0、Q1、Q2、Q3為輸出端。 LDN為置數(shù)端且低電平有效。 CLK為時鐘脈沖，實(shí)驗(yàn)時接1HZ脈沖信號。 U/DN為計(jì)數(shù)控制方式，當(dāng)其為低電平時進(jìn)行減數(shù)。 ENPN、ENTN為使始能端，當(dāng)其為低電平時計(jì)數(shù)，高電平時保持。 74168真值表如下圖：通觀察74168的真

7、值表發(fā)現(xiàn)，LDN端為低電平時該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù)，LDN端為高平時，并且ENTN與ENPN同時為低電平，U/DN為低電平時開始減法計(jì)數(shù)。（2）6分鐘倒計(jì)時計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)電路如上電路圖所示，當(dāng)控制端LDN為低電平時，計(jì)數(shù)器置數(shù)，左邊秒位上輸出為9，上面十分秒輸出為9，右面的分位上輸出5，當(dāng)控制端LDN為高電平,ENTN 、ENPNU、/DN同為低電平時，計(jì)數(shù)器開始做減法計(jì)數(shù)工作，且在脈沖上升沿觸發(fā)，秒位從9遞減到0，即輸出為0000時，給十分秒位一個借位信號，用一個四輸入的或門實(shí)現(xiàn)這一功能，只有當(dāng)輸入全為零時或門的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時十分秒位進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反

8、復(fù)，直到十分秒和秒位上通過或門輸出1時給分位上一個借位信號，使74168的使能端為低電平有效，此時分為上進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù)，直到3個74168皆輸出0000時，使倒計(jì)時器停止工作。并且可以通過對名字為01的引腳的電平的控制來實(shí)現(xiàn)緊急情況下的手動停止。下面為6分鐘倒計(jì)時器的仿真波形開始時的波形尾波形段的當(dāng)洗衣機(jī)在洗衣工作狀態(tài)下手動停止時的波形將6分鐘倒計(jì)時器封裝成名為caoyu的芯片。二 35秒倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)（1）74190的功能74190是十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器，下表為74190的真值表通過觀察真值表發(fā)現(xiàn)，DCBA為74190的輸入端，當(dāng)LDN為低電平時74190實(shí)現(xiàn)其指數(shù)功能，當(dāng)GN

9、，LDN同時為高電平時，74190具有減法計(jì)數(shù)器功能。（2）35秒倒計(jì)時器的設(shè)計(jì)電路圖如上電路圖所示，當(dāng)LDN為低電平時，計(jì)數(shù)器置數(shù)，上面的低電位輸出為6，下面的高電位輸出為3，當(dāng)控制端LDN為高電平時，DNUP為高電平，計(jì)數(shù)器開始工作，且在脈沖上升沿觸發(fā)，低電位由6減到0，再變化到1001時，使高電位74190的CLK完成從0到1的跳變得到一個上升沿，使得高電位減一，當(dāng)高電位與低電位同時為零的話由或非門的控制使得計(jì)數(shù)器停止工作。當(dāng)有緊急情況發(fā)生時將引腳名為jiji的輸入停止端置1，使計(jì)數(shù)器立即。下面為35秒倒計(jì)時器的波形仿真圖當(dāng)洗衣機(jī)正常工作時波形為當(dāng)洗衣機(jī)在工作狀態(tài)下緊急停止時，仿真波形為

10、將35秒倒計(jì)時器封裝成名為xinde的芯片。三 整體的電路設(shè)計(jì)因?yàn)楸菊n設(shè)要求使用三個數(shù)碼顯示管，所以在整個電路的設(shè)計(jì)中加入了數(shù)據(jù)選擇器來控制6分鐘倒計(jì)時器和35秒倒計(jì)時器共用的顯示管。總電路圖如下如上圖所示，用三片74157來選擇數(shù)碼顯示管顯示的是6分鐘倒計(jì)時器還是35秒倒計(jì)時器，用引腳名為ab的輸入來控制選擇數(shù)據(jù)，并且通過或門的連接使得當(dāng)洗衣時即6分鐘倒計(jì)時器工作時LED1燈亮，當(dāng)甩干時即35秒倒計(jì)時器工作時LED2亮。第四章 管腳鎖定及硬件連線并調(diào)試名稱類型內(nèi)/外鎖管腳號功能ab輸入外鎖39控制顯示管顯示的是6分鐘還是36秒倒計(jì)時器Clk11輸入外鎖85輸入1HZ的時鐘信號kaishizh

11、ishu輸入外鎖75控制6分鐘倒計(jì)時器的置數(shù)及緊急停止zongkaiguan輸入內(nèi)鎖53控制顯示管的亮滅jiji輸入外鎖176控制35秒倒計(jì)時器的緊急停止zhishu輸入外鎖87控制35秒倒計(jì)時器的置數(shù)fwx輸出內(nèi)鎖96分位顯示管的位選swx輸出內(nèi)鎖95十分秒顯示管的位選mwx輸出內(nèi)鎖94秒顯示管的位選f0/f1/f2/f3輸出內(nèi)鎖142/141/140/139分位顯示的數(shù)字s0/s1/s2/s3輸出內(nèi)鎖133/134/135/136十分秒顯示的數(shù)字g0/g1/g2/g3輸出內(nèi)鎖127/128/131/132秒位上顯示的數(shù)字led1輸出內(nèi)鎖12洗衣指示燈Led2輸出內(nèi)鎖13甩干指示燈第五章 總

12、結(jié) 經(jīng)過了這一周的努力設(shè)計(jì)與思考，最終在實(shí)驗(yàn)箱上完成了洗衣機(jī)的控制器的設(shè)計(jì)，期間遇到了許多的問題比如芯片的選擇，反饋控制使計(jì)數(shù)停止，緊急手動停止功能的實(shí)現(xiàn)等等，這些問題讓我煩惱了一陣，尤其是在設(shè)計(jì)完成時check時遇到錯誤。但是最終我在老師的幫助下解決了這些問題，完成了電路設(shè)計(jì)，成功上箱。這一周的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，也是我倒現(xiàn)在為止課程設(shè)計(jì)中最難的一科，首先要學(xué)習(xí)一個陌生軟件的應(yīng)用，然后按照課設(shè)的要求完成題目并且要保證其功能性和正確性，往往一些小的細(xì)節(jié)不注意比如命名重復(fù)等就會導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤，而且自己還找不到錯誤的緣由。最后要上箱檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性及是否達(dá)到要求。在此過程中我有一些心得：1.設(shè)計(jì)

13、初期要明確題目的要求，根據(jù)要求去思考，構(gòu)思大題的思路，并且了解課設(shè)過程可能要用到的芯片的功能及用法，可以在練習(xí)紙上將所要的邏輯進(jìn)行抽象，演練，要思考全面，盡量避免在用軟件設(shè)計(jì)過程中一次一次的改動。2.方案確定后再開始設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時要注意對芯片的反饋控制及課程設(shè)計(jì)要求的緊急手動停止功能。3. 在設(shè)計(jì)某些模塊的時候無法把握住整體，這時可以先進(jìn)行小部分功能的實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然可能會多花一些時間，但這比空想要有效的多。4. 盡可能是電路連線有序，模塊之間關(guān)系清楚，既利于自己修改，也利于與別人交流。5. 注意多與同學(xué)交流意見，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路。總之，要完成實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個實(shí)驗(yàn)都是在理論的指導(dǎo)下完成的，并且設(shè)計(jì)過程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如數(shù)據(jù)選擇器，減法計(jì)數(shù)器等。本次設(shè)計(jì)把理論應(yīng)用到了實(shí)踐中，通過設(shè)計(jì)，不但加深了自己對理論知識的理解和掌握，還加深了自己動手操作的能力。當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程遇到的挫折帶給我的不僅僅是悲痛的挫敗感，更重要的是會給自己帶來了一份成功時的喜悅，無形之中增加了我的自信心，讓我在以后的大學(xué)生活中更加自信堅(jiān)定的去面對每一困難與挫折。參考文獻(xiàn)1閆石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 ,2005年2 鄭兆兆.周蓮蓮.張強(qiáng) EDA課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評審意見表指導(dǎo)教師評語：該生學(xué)習(xí)態(tài)度