数字电路课程设计洗衣机控制电路设计

辽宁工业大学

数字电子技术基础课程设计（论

文）

题目：洗衣机控制电路设计

院（系）：电子与信息工程学院

专业班级：电子102班

学号： 6

学生姓名：李宏

指导教师：吕娓

教师职称：副教授

起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息

摘要

本设计是基于数字电路定时器的洗衣机简易控制电路。通过预置洗衣机的洗涤时间来自动的正反转和暂停，并且用不同的指示灯来表示洗衣机的正逆暂停三状态。当到达一定时间后，会自动报警，发出蜂鸣声。同时，用两位数码管来显示预置时间和洗涤剩余时间，具有良好的用户界面。

电路主要分为显示电路，秒脉冲发生电路，计时电路，报警状态电路和洗衣机正反转控制电路。显示电路使用的是两个单位的共阴极八段数码管，秒脉冲发生电路采用了使用广泛的555定时器芯片，通过控制供电，产生秒信号，作为个芯片的时钟信号。计时电路使用的是十进制的可逆计数器74LS192芯片，分别设计为十进制和六进制电路，用于完成时间的定时，计时功能。报警电路和状态显示电路使用的是简单的74LS04非门和78LS08双输入与门组成的逻辑电路，分别控制蜂鸣器和发光二极管，来实现报警和状态显示。次课程设计经实验与软件仿真，具有良好的可靠性，洗衣机控制电路的一般要求。

关键词：洗衣机控制电路；数字电子控制；定时器

目录

第1章洗衣机控制电路方案设计 (1)

洗衣机控制电路的应用意义 (1)

洗衣机控制电路设计的要求及技术指标 (1)

洗衣机控制电路的方案设计 (1)

总体设计方案的框图及分析 (2)

第2章洗衣机控制电路各单元电路设计 (3)

秒脉冲发生器的设计 (3)

一百进制分计数器和六十秒计数器的设计 (3)

循环控制电路电路设计 (5)

第3章系统设计与分析 (7)

整体电路及工作原理 (7)

部分电路的分析及仿真 (9)

第4章课程设计的总结 12

参考文献 (13)

附录：元器件清单 (14)

第1章洗衣机控制电路方案设计

洗衣机控制电路的应用意义

现代生活人民生活水平越来越高，家家户户几乎都有一台洗衣机。洗衣机由于洗涤方便受到广大用户的喜爱。随着时代的发展洗衣机也在不停革新、发展。本次课程设计要求利用定时器、数码管、LED等数字电路器件设计实现简易洗衣机功能。设计时考虑了很多种情况，根据本人的能力选择了一种。这个方案总共使用了一些或门、与门、非门以及电阻电容若干，74LS192 NE555定时器各一个完成了简易洗衣机的功能实现。随着现在电子技术的发展和人们生活水平的提高，在不久的将来将会出现功能更加全面的全自动化洗衣机。

洗衣机控制电路设计的要求及技术指标

普通洗衣机的主要控制电路是一个定制器，它按照一定的洗涤程序控制电机做正向和反向转动。定时器可以采用机械式，也可以采用电子式，这里要求用中小规模集成芯片设计制作一个电子定时器，来控制洗衣机的电机作如下运转。正转20S，暂停10S，反转20S，暂停10S。如果定时时间到，则停机并发出音响信号。设电机用继电器控制。洗涤定时时间在0~20min内由用户任意设定。用两为数码管显示洗涤的预置时间，倒计时方式对洗涤过程作计时显示，显示至时间到而停机。当定时时间到达终点时，一方面使电机停转，同时发出音响信号提醒用户注意。洗涤过程在送入预置时间后即开始运转。三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。

洗衣机控制电路的方案设计

方案一：

从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，实际上没有电机给我们接上，这回要用四个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，周期恰好是60秒，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。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，根据人性化、自动化、低成本的设计原则，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。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?一是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；

方案二

另一种实现循环的电路是制作一个二十进制到十进制的循环转化来把这一分钟走完，但是从电路的复杂程度和经济性来说，显然后者太过于复杂，也不利于接线和排故障，虽然难度会大一些、出成果的时间会比别人晚，但是要设计一个真正可以让用户用放心使用的产品，还得这样做。尤其是最后的循环电路用两个194一定可以很容易实现。

经过两方案比较后方案一更加符合设计要求，而且更加经济。

总体设计方案的框图及分析

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。

图1-1总体框图

第2章洗衣机控制电路各单元电路设计

秒脉冲发生器的设计

秒脉冲发生器由NE555电路及外围电路组成，其中R9=480K、R8=480K,C3=1uF的电阻电容值决定了脉冲宽度。既T=(R8+2R9)C2ln2当T=1S，即可凑出R8、R9、C3其中C3=是为了保持输出的波形的稳定。

如图2-4所示，R9=480、C3=1uF组成一个串联RC充放电电路，在NE555的7脚上输出一个方波信号，C3上得到一个三角波。此三角波送到NE555的2脚输入端。由NE555内部的比较器和门电路共同作用，维持7脚上的方波信号和3脚上的输出方波。

图2-1 秒脉冲发生器原理图

一百进制分计数器和六十秒计数器的设计

一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的，不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已，我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是减计数，所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上；