eda洗衣機控制器課程設計課程設計報告

蓬山大償課程設計說明書題目： 洗衣機控制器學院（系）：電氣工程學院年級專業(yè)：08應用電子技術4班學號：080103030204學生姓名： 賈靈宇指導教師：呂宏詩張強教師職稱： 實驗師

燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電了實驗中心學號080103030204學生姓名賈靈宇專業(yè)（班級）08級應電4班設計題目洗衣機控制器設計技術參數(shù)?設置2種工作方式：洗衣、甩干；?顯示倒計時時間：洗衣時間為5分，甩干時間為15秒；?具有緊急情況手動停止功能。設計要求?用2個撥碼開關設置工作方式：洗衣、甩干；?用3個動態(tài)數(shù)碼管顯示時間。工作量?學會使用Max+PlusII軟件、VerilogHDL語言和實驗箱；?獨立完成電路設計，編程下載、連接電路和調(diào)試；?參加答辯并書寫任務書。工作計劃了解EDA的基本知識，學習使用軟件Max+PlusIL下發(fā)任務書，開始電路設計；學習VerilogHDL語言，用VerilogHDL進行程序設計；學習使用實驗箱，繼續(xù)電路設計；完成電路設計；編程下載、連接電路、調(diào)試和驗收；答辯并書寫任務書。參考資料《數(shù)字電子技術基礎》.閻石主編.高等教育出版社.《EDA課程設計A指導書》.鄭兆兆等編.指導教師簽字呂宏詩、張強基層教學單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。2011年1月14日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章設計說明 3\o"CurrentDocument"1.1設計思路 3\o"CurrentDocument"1.2模塊介紹 31.3真值表 5\o"CurrentDocument"第二章VerilogHDL設計源程序 6\o"CurrentDocument"第三章波形仿真 12第四章管腳鎖定及硬件連線 154.1管腳鎖定 154.2硬件連線 16\o"CurrentDocument"第五章總結(jié) 17\o"CurrentDocument"參考文獻 18第一章設計說明1.1設計思路本課程設計共應用：三個計數(shù)器，分別為五進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、十五進制計數(shù)器；三個撥碼開關；兩個時鐘信號，分別為0.5Hz和1Hz；和三個動態(tài)數(shù)碼顯示管?！跋匆聶C控制器”課程設計要求，洗衣機工作在兩種工作方式：洗衣、甩干。這兩種工作方式分別由撥碼開關SW1和撥碼開關SW2控制，開關撥起為高電平工作狀態(tài)即啟動。洗衣機工作在洗衣狀態(tài)時，工作時間為5分鐘，用數(shù)碼管顯示倒計時時間并最終停止在“0”，可以利用五進制加法計數(shù)器來計數(shù)控制，采用0.5Hz的時鐘信號和十五進制計數(shù)器共同實現(xiàn)計時1分鐘的功能。洗衣機工作在甩干狀態(tài)時，工作時間為15秒鐘，采用1Hz的時鐘信號，用數(shù)碼管顯示倒計時時間并最終停止在“0”，利用初值為五的十進制減法計數(shù)器來控制個位的數(shù)碼管顯示，利用十進制計數(shù)器的進位來控制十位的數(shù)碼管的顯示數(shù)字。另外，設計要求有緊急情況手動停止功能，由撥碼開關3控制，當撥碼開關3為高電平時洗衣機為可啟動狀態(tài)由撥碼開關2和3控制在不同工作狀態(tài)正常工作，當撥碼開關3為低電平時，計數(shù)器全部清零數(shù)碼管顯示為零，洗衣機緊急急停。并在完成了任務書的要求功能的基礎上，增加了完成洗衣或甩干的工作時蜂鳴的效果。1.2模塊介紹本課程設計程序上運用了一個模塊，綜合了任務的所有要求。利用十五進制計數(shù)器和0.5Hz的時鐘信號組合獲得了以分鐘為變化周期的控制信號，來驅(qū)動五進制加法計數(shù)器的工作，是數(shù)碼管顯示5分鐘倒計時時間。用1Hz的時鐘信號來驅(qū)動五為初值的十進制計數(shù)器，使動態(tài)數(shù)碼管顯示15秒倒計時時間。用開關SW1的高電平時洗衣機工作在洗衣狀態(tài)，開關SW2高電平使其工作在甩干狀態(tài)，開關SW3為總開關，高電平洗衣機在可啟動狀態(tài)，任意時刻低電平所有計數(shù)器均清零洗衣機緊急手動急停。當未急停，洗衣機在洗衣或甩干狀態(tài)下完成倒計時的工作狀態(tài)時蜂鳴，斷開SW3即洗衣機關機蜂鳴停止。本“洗衣機控制器”課程設計共利用了實驗箱上的四個模塊分別為：頻率組模塊、8位數(shù)字開關組模塊、動態(tài)數(shù)碼管顯示模塊和創(chuàng)新附加的蜂鳴模塊。分別介紹如下：頻率組模塊設計中分別使用了三個不同頻率的時鐘信號，超低頻率組A的0.5Hz、低頻率組B的1Hz、中頻組C的1024Hzo用0.5Hz的時鐘信號配合十五進制計數(shù)器實現(xiàn)了洗衣狀態(tài)中的以分鐘為單位倒計時的頻率控制。用1Hz的時鐘信號實現(xiàn)甩干狀態(tài)中的以秒為單位的倒計時的頻率控制。用1024Hz的頻率進行3個選定動態(tài)數(shù)碼管的高速掃描以達到3個動態(tài)數(shù)碼管同時顯示的效果。8位數(shù)字開關組模塊設計中分別用到了三個開關，開關1高電平進入洗衣狀態(tài)，開關2高電平進入甩干狀態(tài)，開關3作為總開關高電平洗衣機才可以工作，在任一時刻低電平洗衣機緊急手動急停。動態(tài)數(shù)碼管顯示模塊nnn

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uuunrinIIDIM洗衣狀態(tài)數(shù)碼顯示甩干狀態(tài)數(shù)碼顯示洗衣狀態(tài)數(shù)碼顯示甩干狀態(tài)數(shù)碼顯示設計中一共使用了3個動態(tài)數(shù)碼管，分別為DS8A、DS7A、DS6A。DS8A來顯示洗衣狀態(tài)的5分鐘倒計時時間的分鐘數(shù)字，DS7A和DS6A組合顯示甩干狀態(tài)15秒倒計時時間，DS7A為十位數(shù)字，DS6A為個位數(shù)字。在不工作時各數(shù)碼管均顯示“0”。在1024Hz的頻率信號驅(qū)動下，3個數(shù)碼管同時顯示。蜂鳴模塊此模塊是在完成了任務書中的要求后，額外附加的功能模塊，完成了在洗衣機洗衣或甩干工作完成后蜂鳴的功能，并在洗衣機停機即開關3低電平時停止蜂鳴。

1.3真值表（1）十進制計數(shù)器CQM3M2MlMOHC000000001000100oon001000010100110001110100001001000001（注:，代表時鐘信號上升沿）（2）七段數(shù)碼管N3N2N1N0Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q000000111111000100001100010101101100111001111010011001100101110110101101111101011100001111000111111110011101111第二章VerilogHDL設計源程序本課程設計的VerilogHDL源程序如下：modulewhole(CP,CLK,CQ,Q,CONTI,CONT2,STP,SEG,SOU);inputCP,CLK,STP,CONTI,CONT2,CQ;outputQ,SEG,SOU;reg[3:0]D,M,QT,WT,QS;reg0C,LDN,CC,HC,LDM,SOU;reg[1:0]CRN,CRM;reg[6:0]Q,QI,Q2;reg[2:0]SEG;reg[l:0]TMP,TMP2,TMP3;reg[3:0]N;always?(posedgeCP) //十五進制計數(shù)器beginif(CONTI)beginif(WT<=4,bl110&&WT>4'bOOOO)WT=WT-1;elseif(~WT)WT=4'blllO;elseWT二WT;endendalways?(posedgeCP) 〃五進制加法計數(shù)器WT完成一個周期時自加一beginifCSTP)QT='b0101;elsebeginif(WT=4'bOOODCC二1'bl;elseCC=1'bO;if(QT<b0101)QT二QT+CC;elseif(QT>'bOlOO)QT二'bOlOl;elseQT二QT;endendalways 〃五進制計數(shù)器的進位和輸出Dbeginif(QT=4‘bOOOO&&CONTl=l)O*l'bl;elseOC=rbO;D=QT;endalways?(posedgeCQ) //以5為初值的十進制計數(shù)器表示15秒倒計時的個位數(shù)字beginifCSTP)QS二4'bOOOO;elsebeginif(C0NT2)LDM=l;if(HC)CRM二CRM+1;if(CRM>2)QS=4'bOOOO;elseif(~LDM)QS二'b0101;//~~elseif(QS<4,bl010&&QS>4'bOOOO)QS=QS-1;elseif(~QS)QS二4'bl001;elseQS二QS;endendalways //十進制計數(shù)器的進位HC和輸出Mbeginif(QS=4‘b0000&&CRM<=2)HOI'bl;elseHC=1'bO;M=QS;endalways 〃將計數(shù)器的輸出D,M轉(zhuǎn)化成數(shù)碼管的譯碼器的輸入Nbeginif(CONTI)N=5-D;if(CONT2)beginif(M<10)N=M;elseN=M-10:endendalways?(posedgeCLK) //數(shù)碼管的譯碼器和段選信號位選信號的對應控制begincase(N)0:Q2=bOllllll;1:Q2='bOOOOHO;2:Q2=bl011011;3:Q2=bl001111;4:Q2=bll00110;5:Q2=bll01101;6:Q2=blllll01;7:Q2=bOOOOlll;8:Q2='blllllll;9:Q2='bll01111;endcaseif(CONTI)beginif(TMP〈'blO)TMP=TMP+1;elseTMP=bOO;case(TMP)'bOO:beginSEG=，bOOO;Q=Q2;end'bOl:beginSEG二'bOOl;Q二'bOllllll;end'blO:beginSEG='bOlO;Q二'bOllllll;endendcaseendelseif(CONT2)beginif(CRM=1)beginif(TMP2<,blO)TMP2=TMP2+l;elseTMP2=bOO;case(TMP2)^00:beginSEG二'bOOO;Q二'bOllllll;end'bOl:beginSEG=，bOOl;Q=，bOOOOHO;end'blO:beginSEG二'b010;Q二Q2;endendcaseendelsebeginif(TMP3<，blO)TMP3=TMP3+l;elseTMP3=bOO;case(TMP3)'bOO:beginSEG=，bOOO;Q=，bOllllll;endJbOl:beginSEG=，bOl;Q=，bOllllll;end'blO:beginSEG二'b010;Q二Q2;endendcaseendendendalways //蜂鳴器控制beginifCSTP)SOU=O;elsebeginif(C0NT2)beginif(Q2=‘bOl11111&&CRM＞二2)SOU=1;elseSOU=O;endelseif(Q2==bOllllll)SOU=l;elseSOU=O;endendendmodule第三章波形仿真五進制加法計數(shù)器的波形仿真圖NameValue:ID.Os 20.0s 30.0s 40.0s 5008 600s TOBs 800s 90.0s 100.0s 110.0s 120.0s?STP■HCP10i*-CONTI19D|3..0|HO~~\~i ~2~I~3 X_1 ―上圖為未緊急手動急停的情況。Name:Value:10.0s 20.0s 30.0s 400s 50.0s 60.0s 70.0s 80.0s 90.0s 100.0s 110.0s 120.0$it-STP1A IACP0ACONTI0廠初叩..0]HO~o K_i y_2~m上圖為緊急手動急停的情況。以5為初值的十進制計數(shù)器的波形仿真圖Name:V^ue25s 50$ 7,5s 刨h 嘩i 的 1季 2D1)i22.5s■t-STP，CQ10jTmvuTnjTmurnjT_njT_ruuw_n_n_mu^*C0hH21 rDO0上圖為未緊急手動急停的情況。Name:Value25s 50s 75s 10.0s 12.5s 15* 17,5s 20.0sit-STP1ACQ0KM21i錚M(3.0]DO瓦5X4X3x2「X。n3X7Y 0上圖為緊急手動急停的情況。動態(tài)數(shù)碼顯示管的波形仿真圖Nam*Valut25m?SOm? 78mt lOOmtl2Cmat?Omtl7Sm?200mi22Sm<2SOm?27SrM?0m(32Un*X0mVfima400ma?M(30|HO0n*D[30|044av*CHMp.O|000^?CONT20■COMH—CLKftTdTnrLrLrLrLrLrLrLrLnJTrLrirLnrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLnnjTrLnjTrLrLrLrLrLrLrLrLr—SCGP0]013Q|60]H3F—Y?>r>Y?X> ?XobY >Y?Y*Y?>X? 礦YbY3*加丫野血丫?Yc&T?上圖為洗衣狀態(tài)計數(shù)器輸出為4時的動態(tài)數(shù)碼管顯示情況（因為五進制為加法計數(shù)器動態(tài)數(shù)碼管為倒計時時間，所以輸出Q為“1”）。2.g 5Pym7領，2.g 5Pym7領， 12.伽15pm，17g3&敕22.四35的，27gJO.Qmt32 35帥37.小4091"，uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuO*M|：?(>|~。D|30]=CRMp仞COMT2COHT1?-CIX號S匚印0)*?0|60|上圖為甩干狀態(tài)計數(shù)器輸出為15時的動態(tài)數(shù)碼管顯示情況。NameValue2.5ms 6.0ms 75?ns10.0ms 125ms 15.0ms17.6ms200ms22.5ms25.0ms275ms30.0ms32.5ms350ms37.5m?40.0msH33■V*D|30|HO02CRM|30]HO0i*-C0NT21_n『C0NT10?*-CLK1_ruTrLn_rLrLn_rLrLn_rLn_rLrLrLrLrLnrLrLrLrLrLn_rLrLrLrLrLrLrLrLn_rLrLrLrLrLrLrLrLJ3SEG|20]HOoJU_lLXUimUll2J(2JUJ2JWlXU2JCL)2A2JCQ21Uim9JCLXZJ(211IlMjmLWLL)lU2JCL)llW30(60)H0000料八心3F*FX3F"FX3FE3F腫乂3F河](3FXH3F何)(3F件、3F何乂3F何](3F何；(3F)(心3上圖為甩干狀態(tài)計數(shù)器輸出為3時的動態(tài)數(shù)碼管顯示情況。蜂鳴的波形仿真圖如上圖sou為蜂鳴器控制信號，高電平蜂鳴，低電平無蜂鳴。5.所有功能組合完整的波形仿真圖上圖為洗衣工作狀態(tài)。?nnTnTnnTOTnTDTnTOTJTnTEnnTnTnnTEnTmTmTEnTnTnTiTDTnTnTr00

H2

H66上圖為甩干工作狀態(tài)。4.1管腳鎖定CP? ? PIN198CQ? ? PIN196CLK? ? PIN193C0NT1? ? PIN39C0NT2? ? PIN40C0NT3< ? PIN41SEGO? ? PIN191SEG1V A PIN189SEG2 ?PIN179Q0? ? PIN197Q1? ? PIN195Q2? ? PIN192Q3? ? PIN190Q4V A PIN187Q5? ? PIN177Q6V ? PIN175SOUV ? PIN384.2硬件連線22腳21腳1122腳21腳11腳PIN196? CLOCK(T)PIN193? CLOCK(T)TOC\o"1-5"\h\zPIN191? ?SSOPIN189V ? SS1PIN179? ? SS2PIN197? ? Q0PIN195? ? Q1PIN192? ? Q2PIN190? ? Q3PIN187V ? Q4PIN177? ? Q5PIN175V ? Q6第五章總結(jié)為期兩周的EDA課程設計結(jié)束了，我成功的完成了我的任務一洗衣機控制器，但對我來說寶貴的不是結(jié)果而是過程，在思考、摸索、尋求幫助最終圓滿完成設計的過程中我學會了許多。在第一周的開始，我們接觸了全新的知識，了解了Max+PlusII軟件、VerilogHDL語言和實驗箱，這對我來說既新鮮又有趣，但第一次用一種新的語言來編寫一個設計確實是個挑戰(zhàn)。這一個星期我一直在從圖書館借