洗衣机控制电路数电实验

2010—2011学年第二学期《数字电子技术课程设计》报告

课题：简易洗衣机控制电路

专业班级：自动化 09-1

姓名：仇涛

学号： 09051107

设计日期： 2011年7月7日～10日

目录

一、设计任务及要求-------------------------------------------------------------------------------2

（一）具体要求--------------------------------------------------------------------------------2

（二）输入输出资源说明--------------------------------------------------------------------2

二、设计原理与方案--------------------------------------------------------------------------------4

（一）顶层设计方案---------------------------------------------------------------------------4（二）分频器设计方案------------------------------------------------------------------------5（三）计时器（倒计时）设计方案---------------------------------------------------------5

（四）显示器设计方案------------------------------------------------------------------------5（五）暂停设计方案---------------------------------------------------------------------------5

三、电路设计、仿真与实现-----------------------------------------------------------------------6（一）顶层的设计实现------------------------------------------------------------------------6（二）分频器的设计实现---------------------------------------------------------------------8

（三）计数器（倒计时）的设计实现-----------------------------------------------------10

（四）显示器设计实现-----------------------------------------------------------------------15（五）暂停设计实现--------------------------------------------------------------------------17（六）Fit Design 结果------------------------------------------------------------------------18

四、分析与讨论-------------------------------------------------------------------------------------18

一、设计任务及要求：

洗衣机是家庭常用电器，一般可以有多种工作模式可供选择。在此要求设计具有两种工作模式的简易洗衣机控制电路，具有复位、模式设置、启动、暂停功能，并能显示洗衣机的工作状态（如洗涤时间倒计时，电动机的正反转、暂停）。

（一）具体要求：

1、设置为复位按钮S0，按钮状态S0＝0时，对系统状态进行复位，计数器清零。S0＝1时，进入模式选择。

2、设置模式选择按钮S1。按钮状态S1＝0时，执行洗衣模式一，控制洗衣机的电机按照图1的规律循环运转；S1＝1执行洗衣模式二，控制洗衣机的电机按照图2规律循环运转。

图1 洗衣模式一

图2 洗衣模式二

3、设置启动按钮S2。洗衣模式设定后，按钮状态S2＝1时，设定洗衣时间为30分钟，按钮状态S2＝0时，设定洗衣时间为15分钟。在洗衣过程中分别用3个LED灯来显示电动机的正转、翻转，间歇等状态。

4、设置暂停按钮S3。当按钮状态S3＝0时，洗衣暂停，计数器状态、显示均保持，并点亮1个LED灯显示暂停状态。S3＝1时正常运转。

（二）输入输出资源说明：

1、输入信号：四个控制按钮S0、S1、S

2、S3（按钮按下时S＝0，松开时S＝1）。

2、外部输入脉冲信号时钟源CP（50MHz），应设计一分频器得到5Hz信号供计数器使用。

3、输出3组显示译码信号，并在FPGA内部经过译码后获得7段LED显示码，并通过扫描方式在三个发光LED显示数码管上显示当前洗衣时间的倒计时（分钟）、每个洗衣循环的60s倒计时的十位和个位。

4、输出4个高低电平信号，分别接到外部的4个LED灯指示电机的正转、间歇、反转和系统的暂停。（输出高电平时，对应的LED灯亮）

其具体框图如下：（此图只是大概结构，设计时可根据自己的思路稍微改动电路图）

图3 洗衣机控制器结构框图

根据如上说明，本设计的主要任务和设计要求是：

1、按照现代数字系统的Top-Down模块化设计方法，提出简易洗衣机控制电路设计系

统的整体设计方案，并进行正确的功能划分，分别提出并实现控制器、计数器、输出译码等模块化子系统的设计方案。

2、在Quartus的EDA设计环境中，采用原理图和Verilog语言混合输入的方法，完

成系统的顶层设计、各子系统的模块化设计。分别完成各个基于Verilog语言实现的子模块（包括分频器、计数器、主控制器、扫描显示译码四部分）的逻辑功能仿真，并对顶层设计进行功能仿真。

3、在2步的基础上，采用Altera公司的CPLD器件EP1C12F324C8对顶层设计进行适

配（Fit Design），生成下载文件。

4、采用DownLoad软件将设计的JED文件烧录到试验板的芯片上，实际测试。