数字电子技术课程设计说明书简易洗衣机控制器设计

课程设计任务书

学生姓名：徐鹤专业班级：通信1005 指导教师：刘新华工作单位：信息工程学院

题目: 简易洗衣机控制器设计

初始条件：

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。（也可以使用单片机系统设计）

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写

等具体要求）

1 课程设计工作量：1周内完成对简易洗衣机控制电路的设计、仿真与调试。

2 技术要求：洗衣机电机的工作顺序：

启动——>正转20s——>暂停10s——>反转20s——>暂停10s——>停止

①设计一个定时器控制洗衣机电机的运转，

②三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。

③用数码管显示洗涤时间，按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机，并发出音响信号报警。

④设置停止键，在洗涤过程中随时按该键可终止动作，并使显示器清0。

3 查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

第17周（7、8节）：理论讲解

第18周：理论设计及实验室安装调试；

地点：鉴主15通信工程实验室（1），鉴主13通信工程专业实验室；

第19周：撰写设计报告及答辩；地点：鉴主17楼研究室。

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

1 绪论 (3)

2 设计任务要求及总体思路 (3)

3 设计基本原理 (4)

4 设计方案 (4)

5 单元电路的设计和元件的选择 (6)

5.1秒脉冲发生器 (6)

5.2分秒计数器 (8)

5.3时间译码及控制门 (11)

5.4总电路图 (12)

6 仿真结果 (13)

6.1秒脉冲发生器 (13)

6.2分秒计数器 (13)

6.2.1 正转 (14)

6.2.2 暂停 (15)

6.2.3 反转 (16)

6.2.4 定时时间到 (17)

7 仿真结果分析 (18)

8 体会 (18)

9 元器件清单 (19)

10 参考文献 (20)

摘要

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，74LS192NE555定时器各一个完成了简易洗衣机的功能实现。

1.绪论

从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，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，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。接下来脉冲是一定发热了，我们可以用555定时器构成的多谐振荡器来产生脉冲。除了这些，还要求在定时结束后有一个指示灯亮来提示定时时间到，还要求电路有清零和置数的功能，这些用逻辑电平开关即可以实现。

2.设计的任务要求及总体思路

2.1设计任务和要求

设计一个电子定时器，控制洗衣机按如图1洗涤模式进行工作

图2.1 洗涤模式

（1）当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号（可换成指示灯）提醒用户注意。

（2）用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。

（3）三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。

2.2设计的总体思路

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，如此一来，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。但是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?方案有两种：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；另一种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。

3 设计的基本原理

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。

4 设计方案

方案一框图如图4.1所示

图4.1 设计方案一

方案二 框图如图4.2所示

清零 置数

图4.2 设计方案二

秒脉冲发生器

60进制计数器

洗涤时间显示

洗涤时间计数器

控制门

功放

继电开关

执行电机

时间译码