简易洗衣机控制电路的设计

目录

1简易洗衣机控制电路的设计要求 (2)

1.1设计目的 (2)

1.2设计要求 (2)

2简易洗衣机控制电路总体方案的设计与实现 (2)

2.1设计方案原理框图 (2)

2.2电路设计 (3)

2.2.1电路设计思路 (3)

2.2.2电路总体电路图 (4)

2.2.3仿真过程图 (4)

2.3各模块电路功能分析 (6)

2.3.1开发环境PROTEUS简介 (6)

2.3.2秒脉冲发生器 (6)

2.3.3分秒计数器 (8)

2.3.4洗涤时间设置电路 (10)

2.3.5工作状态显示电路 (11)

2.3.6控制开关 (13)

2.3.7报警电路 (14)

3简易洗衣机控制电路安装与调试 (14)

4简易洗衣机控制电路工作分析 (15)

4.1陈述简易洗衣机控制电路工作过程 (15)

4.2 简易洗衣机控制电路设计结果分析 (15)

5心得体会 (16)

6参考文献 (17)

7本科生课程设计成绩评定表 (18)

1简易洗衣机控制电路的设计要求

1.1设计目的

1）掌握数字电路中选择器、计数器、译码显示等单元电路的综合应用。

2）熟悉洗衣机控制器的工作原理及相应的组合逻辑电路和时序电路。

3）掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真、故障排除及安装的方法

1.2设计要求

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。

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洗涤时间在0-60分钟内可由用户任意设定，并设置启动键，在预置定时时间

后，按启动键开始机器运转。

⑤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。

2简易洗衣机控制电路总体方案的设计与实现

2.1设计方案原理框图

首先，控制开关SW1接地，洗衣机不转动，这时用户自定义洗涤时间，然后将控制

开关SW1接高电平，接通电源。555构成的多谐振荡器产生的1HZ555由脉冲信号经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数。利用秒计数器十位上的数值变换表示出电机运转状态，同时利用计数器和门电路设计出合适电路使LED工作达到设计要求；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零；同时电机指示灯闪烁。

设计框图存

图1电路设计框图

2.2电路设计

2.2.1电路设计思路

对于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…”设计一个定时器控制洗衣机电机的运转，分析知道其一次运转的周期有60s，且其呈现周期循环，我们可利用计数器的功能进行60s的计数，即需要一个

秒计数器，并利用洗衣机电机工作状态转换的时间来设置正转、暂停、反转。

如此则需为计数器设置一合适脉冲，设计中的秒计数器所需脉冲必为1HZ脉冲，因此我们可以考虑555定时器，利用其构成多谐振荡器产生矩形脉冲信号。

而对于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，且洗涤时间在

0-99分钟内可由用户任意设定，并设置启动键，在预置定时时间后，按启动键开始机器运转，分析知道我们还需要设置一个分钟计数器，可以利用秒计数器的借位端BO端接到分

计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位从而构成分计数器的工作脉冲。

在要求中要求倒计时且有启动开关，显然我们需要递减计数器，和利用开关控制计数器清零端CR 的电平或555电源输入以控制电路工作。

对于用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，LED〜LED4同时闪烁点亮表示暂停，LED1〜LED4同时闪烁点亮并且蜂鸣器发出报警声为停止，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，利用了译码器和逻辑门电路构成了正转、暂停、反转的三种不同状态分别为01、00、11，同时利用这三种状态设计出计数器与逻辑门电路设计了与之对应的LED工作状态电路。

对于设置洗涤时间，我们可以设置分钟计数器来设置洗涤时间。

2.2.2电路总体电路图

图2电路设计总图

223仿真过程图

图3 数码管显示

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图4 LED显示

2.3各模块电路功能分析

231开发环境PROTEUS简介

PROTEU软件是由英国LabCenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，由ISIS 和ARES 两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑器，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。

通过PROTEUSSIS软件的VSM（虚拟仿真技术），用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。

在原理图中，电路激励源、虚拟仪器、图表以及直接布置在线路上的探针一起出现在电路中。任何时候都能通过“运行”按钮或“空格”键对电路进行仿真。PROTEU有两种

截然不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。其中交互式仿真可实时观测电路的输出，因此可用于检验设计的电路是否能正常工作。

而基于图表的仿真能够在仿真过程中放大一些特别的部分，进行一些细节上的分析，因此基于图表的仿真可用于研究电路的工作状态和进行细节的测量。

PROTEU软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型，采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型，能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等，具有超过8000种的电路仿真模型。

PROTEU软件的数字仿真支持JDEC文件的物理器件仿真，有全系列的TTL和CMOS 数字电路仿真模型，同时一致性分析易于系统的自动测试。

PROTEU软件支持许多通用的微控制器，如PIC、AVR HC11以及8051 ;包含强大的调试工具，可对寄存器、存储器实时监测；具有断点调试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。此外，PROTEU列对IAR C-SPY KEIL等开发工具的源程序进行调试。

此外，PROTEUS^配置了各种虚拟仪器，在如示波器、逻辑分析仪、频率计，便于测量和记录仿真的波形、数据。