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1、燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書燕山大學(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(jí)專業(yè):檢測(cè)技術(shù)與儀器 學(xué) 號(hào): 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(hào)學(xué)生姓名專業(yè)(班級(jí))檢測(cè)(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(shí)時(shí)間:洗衣時(shí)間為6分,甩干時(shí)間為35秒具有緊急情況手動(dòng)停止功能設(shè)計(jì)要求用2個(gè)撥碼開關(guān)設(shè)置工作方式:洗衣、甩干用3個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間用2個(gè)紅色信號(hào)指示燈顯示洗衣和甩干狀態(tài)工作量學(xué)會(huì)使用Max+PlusII軟件和實(shí)驗(yàn)箱
2、;獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì),編程下載、連接電路和調(diào)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(shí),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(shí)器的設(shè)計(jì)3 3.2 35秒
3、倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)6 3.3 整體的電路設(shè)計(jì) 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(duì)倒計(jì)時(shí)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(gè)模塊一個(gè)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(gè)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(shí)功能,就需要將控制秒循
4、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(gè)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(hào)一個(gè)借位信號(hào),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(shí)模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計(jì)時(shí),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(hào)一個(gè)借位信號(hào),高位開始動(dòng)作。最后將兩個(gè)倒計(jì)時(shí)模塊進(jìn)行封裝,在利用74157對(duì)三個(gè)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(gè)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(shí)鐘倒計(jì)時(shí),所以需要將1HZ的脈沖信號(hào)給6分鐘倒計(jì)
5、時(shí)模塊(或者35秒倒計(jì)時(shí)模塊),控制端控制倒計(jì)時(shí)模塊的啟動(dòng)和暫停,當(dāng)控制端電位為高電平時(shí),倒計(jì)時(shí)模塊開始工作,當(dāng)控制端電位為低地點(diǎn)平時(shí),倒計(jì)時(shí)模塊停止工作。計(jì)時(shí)信號(hào)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(shí)計(jì)時(shí)完畢,即分的顯示和秒的顯示都為0時(shí),計(jì)時(shí)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(shí)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(gè)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(hào)一個(gè)借位信號(hào),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(shí)模塊。要實(shí)現(xiàn)甩干狀態(tài)的35秒倒計(jì)時(shí),本文用74190來實(shí)
6、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(hào)一個(gè)借位信號(hào),高位開始動(dòng)作。第3章 詳細(xì)設(shè)計(jì)一、6分鐘倒計(jì)時(shí)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(shí)間是6分鐘,要實(shí)現(xiàn)6分鐘的倒計(jì)時(shí),我用的是3片74168通過級(jí)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(shí)鐘脈沖,實(shí)驗(yàn)時(shí)接1HZ脈沖信號(hào)。 U/DN為計(jì)數(shù)控制方式,當(dāng)其為低電平時(shí)進(jìn)行減數(shù)。 ENPN、ENTN為使始能端,當(dāng)其為低電平時(shí)計(jì)數(shù),高電平時(shí)保持。 7
7、4168真值表如下圖:通觀察74168的真值表發(fā)現(xiàn),LDN端為低電平時(shí)該計(jì)數(shù)器強(qiáng)行置數(shù),LDN端為高平時(shí),并且ENTN與ENPN同時(shí)為低電平,U/DN為低電平時(shí)開始減法計(jì)數(shù)。(2)6分鐘倒計(jì)時(shí)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(shí),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(shí),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(shí),給十分秒位一個(gè)借位信號(hào),用一個(gè)四輸入的或門實(shí)現(xiàn)這一功能,只有當(dāng)輸入全為零時(shí)或門的輸出端才為全零,74168的使能端為低電平有效
8、,此時(shí)十分秒位進(jìn)行一次減法計(jì)數(shù)工作。如此反復(fù),直到十分秒和秒位上通過或門輸出1時(shí)給分位上一個(gè)借位信號(hào),使74168的使能端為低電平有效,此時(shí)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(gè)74168皆輸出0000時(shí),使倒計(jì)時(shí)器停止工作。并且可以通過對(duì)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(dòng)停止。下面為6分鐘倒計(jì)時(shí)器的仿真波形開始時(shí)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(dòng)停止時(shí)的波形將6分鐘倒計(jì)時(shí)器封裝成名為caoyu的芯片。二 35秒倒計(jì)時(shí)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
9、為低電平時(shí)74190實(shí)現(xiàn)其指數(shù)功能,當(dāng)GN,LDN同時(shí)為高電平時(shí),74190具有減法計(jì)數(shù)器功能。(2)35秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)電路圖如上電路圖所示,當(dāng)LDN為低電平時(shí),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(shí),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(shí),使高電位74190的CLK完成從0到1的跳變得到一個(gè)上升沿,使得高電位減一,當(dāng)高電位與低電位同時(shí)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(shí)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(shí)器的波形仿真圖當(dāng)洗衣機(jī)正常工作時(shí)波形為
10、當(dāng)洗衣機(jī)在工作狀態(tài)下緊急停止時(shí),仿真波形為將35秒倒計(jì)時(shí)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(gè)數(shù)碼顯示管,所以在整個(gè)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(shí)器和35秒倒計(jì)時(shí)器共用的顯示管??傠娐穲D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(shí)器還是35秒倒計(jì)時(shí)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(shí)即6分鐘倒計(jì)時(shí)器工作時(shí)LED1燈亮,當(dāng)甩干時(shí)即35秒倒計(jì)時(shí)器工作時(shí)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(hào)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(shí)器Clk11輸入外
11、鎖85輸入1HZ的時(shí)鐘信號(hào)kaishizhishu輸入外鎖75控制6分鐘倒計(jì)時(shí)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(shí)器的緊急停止zhishu輸入外鎖87控制35秒倒計(jì)時(shí)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
12、燈Led2輸出內(nèi)鎖13甩干指示燈第五章 總結(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(dòng)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(shí)check時(shí)遇到錯(cuò)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(gè)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(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤,而且自己還找不到錯(cuò)誤的緣由。最后要上箱檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性及是否
13、達(dá)到要求。在此過程中我有一些心得:1.設(shè)計(jì)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(dòng)。2.方案確定后再開始設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)芯片的反饋控制及課程設(shè)計(jì)要求的緊急手動(dòng)停止功能。3. 在設(shè)計(jì)某些模塊的時(shí)候無法把握住整體,這時(shí)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(huì)多花一些時(shí)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
14、拓了思路??傊瓿蓪?shí)驗(yàn)應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ),整個(gè)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(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,還加深了自己動(dòng)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(huì)給自己帶來了一份成功時(shí)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(duì)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(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)語:該生學(xué)習(xí)態(tài)度 (認(rèn)真 較認(rèn)真
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