洗衣机控制电路

贵州大学明德学院课程设计报告课程名称：洗衣机控制电路

系部：机械与电气工程系

专业班级：电自12151

小组成员：杨启涛喻泽阳张鉴

指导教师：吴锐

完成时间：2015年1月4日

报告成绩：

评阅教师吴锐日期

数字电子技术课程设计报告

一．设计要求

1．洗衣机工作时间可在1～15分钟内任意设定（整分钟数）；

2．规定电动机运行规律为正转20s、停10s、反转20s、停10s、再正转20s，以后反复运行；

3．要求能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行一分钟，显示计数器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转；

4．电机正转和反转要有指示灯指示。

二．设计的作用、目的

作用：掌握洗衣机控制电路的设计、组装与调试方法。熟悉数字和模拟集成电路的设计和使用方法

目的：为了巩固课本所学知识，培养动手能力和实际解决问题的能力，加深对课堂知识的理解和运用，进一步学习和熟悉各种常用芯片的规格和使用，能掌握电路的组装和基本问题的排除

三．设计的具体实现

1.系统概述

（一）设计总体思路

从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，实际上没又电机给我们接上，这回要用四哥LED灯的状态来表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是60秒，应该用分钟计数器、秒计数器。接下来脉冲是一定的了，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要60分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有个问题，当洗涤时间到了，报警还要一个报警电路，报警的蜂鸣器不可以长时间的叫，要有个合理的时间，我们可以用一个单稳态电路来实现。，如果这样想那就嫌早了点，还有一个问题要解决：如何提取时间并使循环电路工作的信号。我们可以直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74LS194来实现；尤最后的循环电路用两个194一定可以很容易实现。现在大体上就这样计划。

（二）基本原理

首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，进行清零，这时用户置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数；与此同时，从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后，LED灯表示出电机运转状态；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零；同时电机指示灯熄灭

（三）系统设计框架

洗涤时间提升x

显示

六十进制秒减计数器

总控制

报警控制

一百进制分减计数器 电机运转指示

秒脉冲发生器

循环控制

（四）功能块划分

这个设计有以下功能块租成：1Hz矩形脉冲产生电路、递减计数器与时间显示、分、秒计数器的电路、洗涤时间设置电路。这四个块组成。

二．电路分析与设计

（一）洗涤时间设置电路

我们可以利用分计数的UP端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发（平时保持高电平，外部给一个力就输入一个低电平）的脉冲上就可以实现从0－9的数字输入。因此设计出洗涤时间设置电路如下图4.4.1洗涤时间设置电路，每次按动开关都将使洗涤时间的对应位（十位或者个位）增加1，最大增加至9，又由于所设置洗涤时间为60分内，故当我们对洗涤时间进行设置时，十位所置数小于6。

（2）工作状态显示电路

第一步：分析洗衣机的工作状态，对于洗衣机电机的工作顺序有“启动——>正转20s——>暂停10s——>反转20s——>暂停10s——>停止... ”，我们可以将三种工作状态假设为正转，暂停，反转依次设为01,00,10。从而设计出合适电路如下图

第二步：分析实验设计中要求用4个LED模拟洗衣机的动作状态:LED1～LED4右移循环点亮表示正转，LED1～LED4左移循环点亮表示反转，LED1～LED4同时闪烁点亮表示暂停，全灭为停止，显然可以利用移位寄存器来设计，但是由于本次设计未能成功利用移位寄存器仿真而转换了思路，选择了利用正转、暂停、反转的三种不同状态分别为01、00、10，以1表示工作以0表示暂停从而分次序的完成设计。

首先，考虑到LED的连续循环点亮，可以想到控制LED一端电平的连续循环变化达到要求，又由于有4个LED,我们采用4进制计数器即可产生循环变化的4个数，这样我们可以利用译码器从而在4个输出端得到依次变化的低电平，如此，我们可以将LED另一端接高电平，从而实现循环点亮。

其次，考虑到存在正转和反转两种不同状态，我们需要改变译码器输入端的数字变化次序，如此分析四个数字变化规律，以及利用正反转表示状态的不同来设计出合适门电路。在此次设计中，我们采用74ls192构成一个4进制减数计数器，同时利用正反停指示器1在正转时电平为0，反转时电平为1来构成合适门

电路。简略列出真值表如下表

正反转指示电路逻辑表：

正反停指示器1 计数器输出译码器输入端0（正转）11 11

0（正转）10 10

0（正转）01 01

0（正转）00 00

1（反转）11 00

1（反转）10 01

1（反转）01 10

1（反转）00 11

于是我们可以发现我们可以利用异或门电路来完成这一构想，从而实现出正转与反转两种状态下LED不同的循环状态。

最后，剩下的就是暂停状态的显示了。先区分出暂停与工作状态的不同，利用上面设置的工作状态表示，我们可容易得到工作以1表示，暂停以0表示。如此可利用这两种电平控制译码器的工作，容易得到工作时状态如上步分析，暂停时灯全部熄灭。为使其能闪烁，我们可以考虑利用脉冲信号，工作状态的表示与门电路来设计。

综合上述分析，我们可以设计出LED控制电路如下图：