洗衣機(jī)定時(shí)控制器課程設(shè)計(jì)

1、電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：洗衣機(jī)定時(shí)控制器院 部：機(jī)械學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：起迄日期:2015 年12 月30日2016年1月6日指導(dǎo)教師：丁躍澆教研室主任：1引言在我們的日常生活中，總免不了和各種各樣的家用電器打交道，從而使得我們的生活更加的舒 適方便。而說(shuō)到洗衣機(jī)，我們總能想到其中的數(shù)字倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示控制各種部件的狀態(tài)，使得整個(gè)洗衣機(jī)系統(tǒng)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，洗衣機(jī)其中的定時(shí)控制器在其中起到了至關(guān)重要的作用，所以設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良的定時(shí)控制器核心部件就顯得尤為重要。1. 1指導(dǎo)思想通過(guò)可加可減計(jì)數(shù)器 74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)其中的主要時(shí)間倒計(jì)時(shí)功能，在通過(guò)其中的在不同時(shí)

2、間下的各引腳不同的電平狀態(tài)來(lái)控制洗衣機(jī)的正反暫停狀態(tài)，并且通過(guò)相應(yīng)的組合元件來(lái)控制電路的開 關(guān)。1. 2方案論證首先在拿到這個(gè)方案的時(shí)候，我認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)的核心就是關(guān)于定時(shí)電路的設(shè)計(jì)，在99min內(nèi)的能實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，那么采用什么元器件設(shè)計(jì)電路主體是比較穩(wěn)定理想呢？在任務(wù)書中老師提供了161、192、138等元件，我通過(guò)相關(guān)資料了解了其功能，果然，其中的192是十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器，由它就可以設(shè)計(jì)成滿足要求的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器。在設(shè)計(jì)了倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的主體電路之后，我就可以通過(guò)其不同引腳上的功能來(lái)延伸出外部控制電路，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停和最終的停止等一系列功能。1 . 3基本設(shè)計(jì)任務(wù)洗滌模式：定時(shí)到

3、定時(shí)啟動(dòng)r正鏢20秒f暫停。秒一反轉(zhuǎn)20秒f暫停。秒 停機(jī)定時(shí)未到功能要求： 洗滌時(shí)間在99分鐘內(nèi)由用戶自行設(shè)定，單位為分鐘。用兩位數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間（以分鐘為單位），對(duì)洗滌過(guò)程作計(jì)時(shí)顯示，直到時(shí)間到而停機(jī)。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)（用三個(gè)LED表示電機(jī)的狀態(tài)），同時(shí)發(fā)出音響信號(hào)提醒用戶注意。1. 4電路設(shè)計(jì)思路及特點(diǎn)對(duì)于洗衣機(jī)電機(jī)的工作順序 ：?jiǎn)?dòng)一正車2 20s-暫彳f 10s一，反車2 20s一，暫停10s 一正轉(zhuǎn)20s-,-時(shí)間到停止”設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)器控制洗衣機(jī)的電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由其轉(zhuǎn)，傳反轉(zhuǎn)及暫停時(shí)間分析知道洗衣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為60s,并且呈現(xiàn)周期循環(huán)，知道時(shí)間到停止為止

4、。我們可以利用計(jì)數(shù)器的功能進(jìn)行60s的計(jì)數(shù)，及需要一個(gè)秒計(jì)數(shù)器， 并且利用洗衣機(jī)的電機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間來(lái)設(shè)置正轉(zhuǎn)嗎、暫停、反轉(zhuǎn)。如此則需要為計(jì)數(shù)器設(shè)置一個(gè)合適的脈沖，設(shè)計(jì)中的秒計(jì)數(shù)器所需的脈沖必為1HZ脈沖。對(duì)于用數(shù)碼管顯示洗滌時(shí)間，按倒計(jì)數(shù)方式對(duì)洗滌對(duì)洗滌過(guò)程作倒計(jì)時(shí)顯示，并且洗滌時(shí)間在99分鐘內(nèi)可由用戶任意設(shè)定，并設(shè)置啟動(dòng)鍵，在預(yù)置定時(shí)時(shí)間后，按啟動(dòng)鍵開始機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。分析知道我們還需要設(shè)置一個(gè)分鐘計(jì)數(shù)器，可以利用秒計(jì)數(shù)器的借位端BO端連接到分方t數(shù)器的 DOW端作為分計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)器上的借位從而構(gòu)成分計(jì)數(shù)器的工作脈沖。在要求中要求倒計(jì)時(shí)，顯然我們需要遞減計(jì)數(shù)器，和利用開關(guān)

5、控制計(jì)數(shù)器的清零端CR的電平控制電路工作。對(duì)于用LED模擬洗衣機(jī)的工作狀態(tài)：LED1點(diǎn)亮表示正轉(zhuǎn)，LED2點(diǎn)亮表示暫停，LED3點(diǎn)亮表示反轉(zhuǎn)。顯然可以利用74LS138譯碼器，將秒十位的 Q& Qb Qc分別接至A、B、C端進(jìn)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(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)工作狀態(tài)的指示。2電路設(shè)計(jì)2.1 總體方框圖2.2 工作原理首先，從秒脈沖出來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)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

6、轉(zhuǎn)化出來(lái)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；同時(shí)電機(jī)指示燈熄滅。3各主要電路及部件工作原理3.1置數(shù)減數(shù)器及顯示部分一百進(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，我們用四片74LS192來(lái)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，DOW湍接到秒脈沖上；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LD端和借位端BO聯(lián)在一起，再把秒位的 BO端和十秒位的 DOW聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOW端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的 19

7、2開始從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DO皿N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BO發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，DOW的零時(shí)，置數(shù)端 LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個(gè)DOWNK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BO端接到分計(jì)數(shù)的DOW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。當(dāng)然，這些計(jì)數(shù)器工作，其中的清零端CR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

8、的QA/QB/QC/QEO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(lái)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LD是接在一起的；秒的清零端LD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(lái)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。3.3電機(jī)正反轉(zhuǎn)即停止控制電路在此部分電路中，三個(gè)指示燈，從左至右依次代表“正轉(zhuǎn)”、“暫?！?、“反轉(zhuǎn)”。從60秒到40秒內(nèi)第一個(gè)燈亮，

9、從40到30秒內(nèi)是第二個(gè)燈亮。 在30到10秒內(nèi)是第三個(gè)燈亮，然后剩下的十秒鐘是第二個(gè)燈亮，如此完成第一個(gè)循環(huán)，剛好一分鐘，之后的時(shí)間依次循環(huán)。3.4蜂鳴器部分rUT二日，->r *1重冰”“'當(dāng)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)即LED燈發(fā)生改變時(shí)，蜂鳴器會(huì)接受到一個(gè)脈沖，發(fā)出響聲。4原理總圖5仿真結(jié)果6分析與改進(jìn)6.1問(wèn)題分析1：計(jì)數(shù)器的進(jìn)制設(shè)置于計(jì)數(shù)器之間的連接2: LED指示燈的狀態(tài)指示3:工作后的停止設(shè)置4:分秒置數(shù)開關(guān)的設(shè)定5：清零開關(guān)的設(shè)置6. 2改進(jìn)措施1:減法計(jì)數(shù)器的BO平常位高電平，有借位時(shí)為低電平。利用此特性，將其連接在高位計(jì)數(shù)器的DOW端作為脈沖的輸入，計(jì)數(shù)器的進(jìn)制設(shè)

10、置依靠其數(shù)入端D& D2、D1、D0的置數(shù)。2 : LED燈的點(diǎn)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10關(guān)系,然后再利用指示燈應(yīng)該點(diǎn)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。3:利用UP端的特性，為其可控置入低電平以改變十分位和個(gè)分為的數(shù)字顯示，即實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能。為防止其置數(shù)的抖動(dòng)，利用電容與電阻的組合連接電路，就可以實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能。4: 74LS192 CLR端平時(shí)為低電平，當(dāng)需要清零時(shí)送入一個(gè)高電平信號(hào)即實(shí)現(xiàn)清零功能。電路功能實(shí)現(xiàn)：兩個(gè)置數(shù)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)099分鐘以內(nèi)任意洗滌時(shí)間的設(shè)置，數(shù)碼顯示其洗滌的剩余時(shí)間，LED燈為其

11、指示洗衣機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)，復(fù)位開關(guān)控制顯示器的清零。7設(shè)計(jì)體會(huì)及小結(jié)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的艱苦奮戰(zhàn)，我們的洗衣機(jī)定時(shí)器終于成功了。可以說(shuō)我們已經(jīng)是筋疲力盡了。剛開始做的時(shí)候是熱情飽滿的，可是做著做著就有些煩躁了。 特別是在遇到問(wèn)題而無(wú)法解決的時(shí)候，更是沒有耐心去檢查電路究竟出錯(cuò)在哪里。我覺得做這次的設(shè)計(jì)做大的問(wèn)題不是電路問(wèn)題，而是焊接問(wèn)題。因?yàn)檫@個(gè)電路看起來(lái)很好做，但是實(shí)際上并不是那么容易，因?yàn)樵诤附拥臅r(shí)候有好多線，而且許多都交叉在一起， 又有好多焊在一個(gè)引腳上，一不小心就會(huì)造成焊接錯(cuò)誤。有事時(shí)候由于焊接的不好會(huì)造成虛焊，這些問(wèn)題都是比較但察覺的，也是很難去找到錯(cuò)誤的根源的。有一次由于不仔細(xì)把兩個(gè)本來(lái)不該連在一起的引腳，由于在焊另一個(gè)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(gè)問(wèn)題整整花費(fèi)了我 3個(gè)多小時(shí)我才找到了錯(cuò)誤。 可以說(shuō)這次課程設(shè)計(jì)要 是沒有耐心、細(xì)心和決心是絕對(duì)做不好的。在遇到困難的時(shí)候沒我也退縮過(guò)，特別是在最后的時(shí)候看到別的同學(xué)的都已經(jīng)做好的時(shí)候，自己的心里也真的很不是滋味。還有點(diǎn)后悔自己當(dāng)時(shí)上課的時(shí)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(lì)，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(shí)候，我的心里特別的激動(dòng)，兩周的辛苦沒有白費(fèi)。