洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計

-----.可修編..z.----.可修編.洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計摘要：洗衣機(jī)完成洗滌過程，關(guān)鍵是對洗衣機(jī)內(nèi)的電動機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行合理的控制，保證洗滌過程的有效，節(jié)約，方便。本文設(shè)計的是洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計，通過所學(xué)的知識并查找相關(guān)資料，設(shè)計一控制電路，對洗衣機(jī)的電動機(jī)進(jìn)行合理控制，并講述了該電路的個組成部分。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)，定時正反轉(zhuǎn)，控制電路目錄前言………………………11設(shè)計技術(shù)指標(biāo)與要求…………………11.1設(shè)計技術(shù)指標(biāo)……………………11.2設(shè)計要求…………12單元電路設(shè)計與選擇……………12.1洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的方案……………12.2晶體振蕩器電路…………………22.3分秒計時電路……………………32.4譯碼驅(qū)動及顯示單元電路………42.5狀態(tài)選擇與控制電路………43元器件的選擇………………………43.1主要元器件的選擇………………54系統(tǒng)電路總圖及原理…………………55電路連接測試………………………66經(jīng)驗(yàn)體會……………7參考文獻(xiàn)…………………7-.z.前言隨著社會的進(jìn)步，越來越多的人已經(jīng)不喜歡傳統(tǒng)的洗衣服方式，洗衣機(jī)越來越在廣大人群中受到歡迎。而洗衣機(jī)是否能洗干凈衣服，主要是靠電機(jī)的合理正反轉(zhuǎn)。本次課程設(shè)計是基于數(shù)字電路定時器的簡易洗衣機(jī)控制器，設(shè)計中運(yùn)用計數(shù)器進(jìn)行倒計時計數(shù)，用四個數(shù)碼管顯示剩余時間，可以預(yù)置洗衣機(jī)工作時間，工作期間用指示燈來顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)：正轉(zhuǎn).反轉(zhuǎn)和暫停。因此，我們此次設(shè)計洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)就是為了了解洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)的原理，從而學(xué)會制作洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路。而且通過洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)包括組合邏輯電路和時敘電路。通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法。1設(shè)計技術(shù)指標(biāo)與要求1.1設(shè)計技術(shù)指標(biāo)1、采用倒計時方式定時洗滌，最大定時*圍99秒鐘，時鐘信號源要精度較高；2、總的洗滌時間可以預(yù)置，數(shù)字式顯示剩余時間；3、完成洗滌電機(jī)實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)（7秒）→停（3秒）→反轉(zhuǎn)（7秒）→停（3秒）→正轉(zhuǎn)（7秒）→┅”的工作循環(huán)；4、用三個LED表示正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)狀態(tài)，并可顯示各種狀態(tài)運(yùn)行的剩余時間。1.2設(shè)計要求1.設(shè)計電路實(shí)現(xiàn)題目要求；2.畫出電路原理圖；3.元器件及參數(shù)選擇；4.編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會；5.電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計越簡單越好；6.注意布線，要直角連線，選最短路徑，不要相互交叉。2單元電路的設(shè)計與選擇2.1洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的方案該控制電路分為驅(qū)動電路、狀態(tài)控制與狀態(tài)計時、個位和十位的計時、脈沖產(chǎn)生和控制電路、狀態(tài)顯示等幾部分組成，其框圖如下所示：圖1洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的方案框圖2.2晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768HZ的方波信號，可保證洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路的計時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用TTL門電路構(gòu)成；另一類是通過CMOS非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計采用了后一種。如圖2所示，由CMOS非門晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，CD4060實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻R1為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個高增益的反相放大器。電容C1、C2與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對振蕩頻率的控制功能，同時提供了一個180度相移，從而和非門構(gòu)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。圖2CMOS晶體振蕩器2.3分秒計時器我們用兩片片74LS192來實(shí)現(xiàn)秒計數(shù)功能，我們要的只是減計數(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DOWN聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數(shù)的192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5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時候，秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號，DOWN為零時，置數(shù)端LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個DOWN脈沖來到時，計數(shù)器進(jìn)入下一個循環(huán)減計數(shù)工作中，分秒計數(shù)電路如下圖所示：圖3分秒計時電路的框圖2.4譯碼驅(qū)動及顯示單元電路選擇CD4511作為顯示譯碼電路；選擇LED數(shù)碼管作為顯示單元電路。由CD4511把輸進(jìn)來的二進(jìn)制信號翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的LED數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。計數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對時間的累計并以8421BCD碼的形式輸送到CD4511芯片，再由CD4511芯片把BCD碼轉(zhuǎn)變?yōu)槠叨螖?shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來。2.5狀態(tài)計時和控制時電路狀態(tài)計時的過程中通過74LS157來選擇時間的值是計時7秒還是計時3秒，即通過74LS157的00、01來選擇；選擇之后再通過cc40192來進(jìn)行減法計時，減法計時的是通過cc4013的觸發(fā)器來控制的，減計數(shù)至0時，進(jìn)位輸出端BO給右邊的沿觸發(fā)器cc4013信號，使之輸出端跳轉(zhuǎn)至01，經(jīng)過上述同類的過程轉(zhuǎn)換，到達(dá)DCBA信號為0011，此時之前BO給LOAD端的信號經(jīng)過一個延遲裝置恰好到達(dá)使74LS192置數(shù)為0011，又一輪減計數(shù)循環(huán)開始，即數(shù)碼管依次顯示7秒---3秒----7秒-----3秒。圖4狀態(tài)計和控制時電路框圖3元器件選擇3.1主要元器件的選擇元件名稱規(guī)格數(shù)量CC4013142CC40192163CC4060161CC4511163CC408114174LS157161按鍵開關(guān)33電容47pF2電阻5603電阻10M1數(shù)碼管103晶振32768Hz1發(fā)光二極管紅、綠、黃各1DIP103DIP143DIP1684系統(tǒng)電路總圖及原理將設(shè)計的各個單元電路進(jìn)行級聯(lián)，得到洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制的系統(tǒng)電路原理圖如圖5所示。圖5洗衣機(jī)定時正反轉(zhuǎn)控制電路5電路連接測試按圖5電路做成PCB板正面如圖6所示，反正面如圖7所示。經(jīng)通電測試各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。圖6PCD板的正面圖圖7PCD板的反面圖測試過程：用萬用表測試電路的連接部分是否連通，最主要的是測試正、負(fù)級是否短路，檢查完電路之后就連接上5v的電源測試效果，若沒有要求的效果就視情況來檢查電路的哪部分有錯誤，直到錯誤完全的消除。6經(jīng)驗(yàn)體會通過這次設(shè)計，讓我更加熟悉了這些芯片的使用，對于焊接電路也更加的順暢。時間雖然很短暫，但從中獲益匪淺，首先對數(shù)字電路這門課有了更深的了解，因?yàn)檎n程設(shè)計本身要求將以前學(xué)的理論知識運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計當(dāng)中去，在電路設(shè)計的過程中，無形中便加深了對數(shù)字電路的了解及運(yùn)用能力，對課本及以前學(xué)過的知識有了一個更好的總結(jié)與理解。數(shù)字電路課程設(shè)計對我們的總體電路的設(shè)計要求很嚴(yán)格，需要通過翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識確立了試驗(yàn)總體設(shè)計方案，然后逐步細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計。經(jīng)過這次的課程設(shè)計，我清楚的認(rèn)識到空想和動手做之間的巨大差距。在沒開始焊接電路之前，通過仿真軟件的仿真可以簡單清楚的測試出來，但是當(dāng)我動手去焊接的時候才發(fā)現(xiàn)有著種種問題的出現(xiàn)，自己的不耐心不細(xì)心嚴(yán)重的影響了對電路的焊接，造成各種虛焊和短路，讓后期測試的時候遇到巨大的困難。焊接電路時的細(xì)心耐心，是成功的關(guān)鍵，毛毛躁躁的焊接很容易就會出現(xiàn)錯誤。下次我會更加細(xì)心耐心的焊好每一個接口每一根線，不會在出現(xiàn)這種問題。感謝這次的課程設(shè)計，讓我清楚的認(rèn)識到自己的錯誤。參考文獻(xiàn)[1]彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].:高等教育,2005.[2]余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程（第三版）[M].:高等教育