設(shè)計基于VHDL的簡易全自動控制洗衣機(jī)

1、華東理工大學(xué)2009 -2010 學(xué)年第2學(xué)期電子綜合設(shè)計DEA課程設(shè)計作業(yè) 2010.6 班級：XXXX 學(xué)號： XXX 姓名：XXXX開課學(xué)院：信息學(xué)院 任課老師： XXXX 成績：題目：1、簡易全自動洗衣機(jī)控制器設(shè)計 2、通信系統(tǒng)信道編碼器設(shè)計作業(yè)要求：電子系統(tǒng)設(shè)計EDA課程是電子信息工程、自動控制、計算機(jī)科學(xué)與工程等專業(yè)的技術(shù)課之一，具有很強的工程實踐性。課程學(xué)習(xí)要求學(xué)生：掌握現(xiàn)代硬件數(shù)字電路的軟件化設(shè)計的基本方法、掌握應(yīng)用VHDL及EDA工具開發(fā)設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的基本方法以及對現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)有一定的了解 設(shè)計報告要求：1、按照設(shè)計題目要求構(gòu)建設(shè)計框圖 2、用EDA設(shè)計軟件按照設(shè)計題

2、目要求進(jìn)行原型設(shè)計并給出仿真結(jié)果 3、對仿真結(jié)果進(jìn)行一定的討論 4、原程序和仿真波形等附錄。電子綜合設(shè)計EDA綜合設(shè)計題設(shè)計一簡易全自動洗衣機(jī)控制器。該控制器由兩大狀態(tài)A和B組成，每個狀態(tài)分三個子狀態(tài)，每個狀態(tài)分別由選擇A和選擇B控制。其中A為步進(jìn)選擇按紐，每步跳轉(zhuǎn)一個子狀態(tài)、B也為步進(jìn)選擇按紐，但每步選擇B中的所有組合中的一種。當(dāng)啟動時，時間序列控制器按已選的B類子狀態(tài)順序執(zhí)行。過程啟動由啟動/暫停鍵控制（暫停鍵在過程啟動后任意時間可暫停/恢復(fù)過程）過程啟動后機(jī)蓋開啟應(yīng)均能暫停過程，復(fù)蓋間停30秒后重新繼續(xù)原過程。A：強洗 標(biāo)準(zhǔn) 弱洗B：洗滌 漂洗 甩干(脫水) （洗滌，漂洗時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)、

3、反轉(zhuǎn)）強洗：（共36分鐘） 洗滌 18分漂洗 14分甩干 4分（洗滌時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)4分、反轉(zhuǎn)4分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；漂洗時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)3分、反轉(zhuǎn)3分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；甩干時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)1.5分，間停30秒）標(biāo)準(zhǔn)：（共26分鐘） 洗滌 14分漂洗 8 分甩干 4分（洗滌時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)3分、反轉(zhuǎn)3分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；漂洗時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)1.5分、反轉(zhuǎn)1.5分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；甩干時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)1.5分，間停30秒）弱洗（共20分鐘） 洗滌 10分漂洗 6分 甩干4分（洗滌時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)2分、反轉(zhuǎn)2分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；漂洗時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)1分、反轉(zhuǎn)1分，正反轉(zhuǎn)間停30秒；甩干時電機(jī)分別正轉(zhuǎn)1.5

4、分，間停30秒）設(shè)定秒脈沖已給定，指示為LED，整過程完成后，蜂鳴器響30秒。整個設(shè)計為正邏輯。一、程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY student ISPORT(COUNT_N,COUNT_M,START,COOK,CLK:IN STD_LOGIC; LOOK:OUT STD_LOGIC; DOUT :OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);END STUDENT;ARCHITECTURE BEHAV OF student ISSI

5、GNAL DT1,DT2:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);SIGNAL DICSOUNT,TEM:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL DCP:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL CT:STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);SIGNAL CT1,CT2:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);SIGNAL SG,CMKS:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(COUNT_N,SG) BEGINIF SG=1 THENDT1=00;ELSIF COUNT_

6、NEVENT AND COUNT_N=1 THENIF DT1=3 THENDT1=01;ELSEDT1=DT1+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT_M,SG)BEGINIF SG=1 THENDT2=00;ELSIF COUNT_MEVENT AND COUNT_M=1 THENIF DT2=3 THENDT2=01;ELSEDT2=DT2+1;END IF;END IF;END PROCESS; PROCESS(START)BEGINIF SG=1 THENCMKS=0;ELSIF STARTEVENT AND START=1 THENDIC

7、SOUNT=DT1&DT2;CMKS=CMKS XOR 1;END IF;END PROCESS; PROCESS(CLK,START,COOK)BEGINIF START=1 AND DCP=0000 THENDCP=DICSOUNT;ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF COOK=1 THENDOUT0000 THENDOUT=00;ELSIF SG=1 THENIF CT10001 THENCT1=0000;SGIF CT35 THENCT=CT+1;IF CT18 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=8 THENDOUT=00;CT

8、1=CT1+1;ELSIF CT28 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=8 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=0110;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT27 THENCT=CT+1;IF CT16 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=6 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT26 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=6 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF

9、;ELSEDCP=0111;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT8 THENCT=CT+1;IF CT13 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=3 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT23 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=0000;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;SGIF CT27 THENCT=CT+1;IF CT16 THENDOUT=01;CT1=CT

10、1+1;ELSIF CT1=6 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT26 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=6 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=1010;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT15 THENCT=CT+1;IF CT13 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=3 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT23 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDO

11、UT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=1011;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT8 THENCT=CT+1;IF CT13 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=3 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT23 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=0000;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;SGIF CT19 THENCT=C

12、T+1;IF CT14 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=4 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT24 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=4 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=1110;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT11 THENCT=CT+1;IF CT12 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=2 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT22 THENDOUT=1

13、0;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=2 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=1111;CT=000000;CT1=0000;CT2=0000;DOUTIF CT8 THENCT=CT+1;IF CT13 THENDOUT=01;CT1=CT1+1;ELSIF CT1=3 THENDOUT=00;CT1=CT1+1;ELSIF CT23 THENDOUT=10;CT2=CT2+1;ELSIF CT2=3 THENDOUT=00;CT1=0000;CT2=0000;END IF;ELSEDCP=0000;CT=000000;CT1=00

14、00;CT2=0000;SGDOUT=00;END CASE;END IF;END IF;END PROCESS;LOOK=SG; END BEHAV;二、仿真波形如下強洗全部過程強洗 漂洗、甩干強洗（甩干）標(biāo)準(zhǔn)全部過程標(biāo)準(zhǔn)（漂洗、甩干）標(biāo)準(zhǔn)（甩干）弱洗全過程弱洗（漂洗、甩干）九、弱洗（甩干）強開蓋子：一、強洗強開蓋一、 標(biāo)準(zhǔn)強開蓋二、 弱洗強開蓋暫停和啟動一、 強洗暫停二、 強洗重新啟動三、 標(biāo)準(zhǔn)暫停四、 標(biāo)準(zhǔn)重新啟動五、 弱洗暫停六、 弱洗重新啟動兩次洗衣: 兩次強洗兩次標(biāo)準(zhǔn)（漂洗、甩干）一、 兩次弱甩三、設(shè)計思想討論設(shè)計時參考了已有程序，此芯片有五個輸入和三個輸出，輸入COUNT_M和輸

15、入COUNT_N是狀態(tài)控制鍵，輸入START是輸入啟動和暫停鍵，以及一個時鐘CLK。輸出是洗衣結(jié)束鈴聲端口和電機(jī)驅(qū)動端口。在設(shè)計中，為便于調(diào)試和觀察將時鐘周期假設(shè)為30S。本次設(shè)計大致可以分成兩個模塊來看待，控制端和工作端?？刂撇糠质褂昧巳齻€進(jìn)程來處理，進(jìn)程一控制狀態(tài)COUNT_M，進(jìn)程二控制狀態(tài)COUNT_N，進(jìn)程三控制開始和暫停。工作部分使用了一個進(jìn)程來處理，在該進(jìn)程中主要處理強制開蓋，洗衣的各個狀態(tài)，以及洗衣結(jié)束后的鈴聲?？刂贫薈OUNT_M中，SG是工作結(jié)束標(biāo)志信號，信號TS控制洗衣機(jī)的暫停和重新啟動，DT是狀態(tài)的中間變量。COOKK為強開洗衣機(jī)蓋子信號端，DCP輸入狀態(tài)中間信號。洗衣機(jī)正常工作過程：洗衣機(jī)總共有九種工作狀態(tài)，這九種狀態(tài)可以分成三大部分，強洗，標(biāo)準(zhǔn)，弱洗，此三種狀態(tài)的洗衣過程類似，因此以強洗來解釋說明。洗滌完成后，將信號TP變換到漂洗狀態(tài)，然后變換到甩干，甩干結(jié)束后