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(shuō) 明 書(shū)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(shū)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(kāi)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；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(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。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(shū)，開(kāi)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(shū)寫(xiě)任務(wù)書(shū)。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(shū). 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字金海龍說(shuō)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秒倒計(jì)時(shí)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(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(guò)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(guò)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(guò)程采用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，先分析任務(wù)書(shū)，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?tīng)顟B(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)

4、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(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190來(lái)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(kāi)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(kāi)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)時(shí)模塊（或者35秒倒計(jì)時(shí)模塊），控制端控制

5、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(kāi)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(lái)。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?tīng)顟B(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(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)36進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)功能，用兩片74190

6、來(lái)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(kāi)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(guò)級(jí)聯(lián)的方法來(lái)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。 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(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(kāi)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(kāi)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(mén)實(shí)現(xiàn)這一功能，只有當(dāng)輸入全為零時(shí)或門(mén)的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此時(shí)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(guò)或門(mén)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(guò)對(duì)名字為01的引腳的電平的控制來(lái)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(kāi)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(guò)觀察真值表發(fā)現(xiàn)，DCBA為74190的輸入端，當(dāng)LDN為低電平時(shí)74190實(shí)現(xiàn)其指數(shù)功能，當(dāng)GN

9、，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(kāi)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(mén)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)波形為當(dāng)洗衣機(jī)在工作狀態(tài)下緊急停止時(shí)，仿真波形為

10、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(lái)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(lái)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(lái)控制選擇數(shù)據(jù)，并且通過(guò)或門(mén)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輸入外鎖85輸入1HZ的時(shí)鐘信號(hào)kaishizh

11、ishu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洗衣指示燈Led2輸出內(nèi)鎖13甩干指示燈第五章 總

12、結(jié) 經(jīng)過(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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)的正確性及是否達(dá)到要求。在此過(guò)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(guò)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(guò)程中一次一次的改動(dòng)。2.方案確定后再開(kāi)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(wú)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(jiàn)，交流使自己獲得更多信息，開(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)了一份成功時(shí)的喜悅，無(wú)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(shū)燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：該生學(xué)習(xí)態(tài)度