简易洗衣机控制器设计

课程设计任务书

学生姓名：杨勇专业班级：通信0804

指导教师：刘雪冬工作单位：信息工程学院

题目: 简易洗衣机控制器设计

初始条件：multisim仿真软件，EWB软件，protel dxp2004

要求完成的主要任务:

1.完成本题目的理论设计，相关参数符号设计目的

2.对理论设计方案进行实物测试或仿真分析，并与理论结果进行对比

3.完成设计报告，详细说明理论设计过程以及测试/仿真分析结果

时间安排：

7.5：理论设计

7.6～7.7：安装调试或仿真

7.8：撰写报告

7.9：答辩

指导教师签名：2010年7 月6 日

系主任签名：2010年7 月6 日

目录

摘要 (1)

Abstact (2)

引言 (3)

任务：简易洗衣机控制器 (4)

简易洗衣机控制器设计 (5)

方案一 (5)

方案二 (5)

单元电路设计与参数的计算 (7)

秒脉冲发生器 (7)

分秒计时器 (8)

时间译码器 (10)

总电路 (12)

设计心得 (14)

附录一元器件清单 (15)

附录二参考文献 (18)

摘要

本设计是有关简易的洗衣机控制器的设计，利用数字电子技术的知识，通过multisim仿真软件简单地设计仿真洗衣机控制器的工作过程。

设计电路中包含有脉冲发生器，分秒计时器和时间译码器，在脉冲信号作用下，不同时刻输出不同的电平信号，以此控制洗衣机的工作过程，利用电路的作用完成洗衣机工作状态的转换。

Abstact

This design is about simple washing machine controller design, using the knowledge of digital electronic technology to make the washing machine controller design and simulation work processes simply through the multisim simulation software .

This design contains a pulse generator circuit, minute and second timer and time decoder, under the action of the pulse signal, at different times different level output signal, a controlled washing machine's working process, the role of the circuit used to complete the work status of washing machine conversion..

引言

设计简易的洗衣机控制器，主要利用了数字电子技术的知识，通过各种芯片，门电路等器件，构成一个能够计时和发出信号的可控电路，通过脉冲发生器，分秒计时器，和时间译码器的共同作用，完成洗衣机的控制目的，并且加入显示数码管后，操作者可以观察到时间，还能通过置数部分对洗衣机的工作进行定时。

任务：简易洗衣机控制器

（1）设计一个电子定时器，控制洗衣机按如下洗涤模式进行工作：

图3 洗衣机控制器功能示意图

（2）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。

（3）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。

（4）三只LED 灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。 （5）画出电路原理图。 （6）进行电路的仿真与调试。

停机

简易洗衣机控制器设计方案一

方案二

分析：

本定时器实际上包含两级定时的概念，一是总洗涤过程的定时，而是在总洗涤过程中又包含电机的正转、反转和暂停三种定时，并且这三种定时是反复循环直至所设定的总定时时间到位置。当总定时时间在0~20min以内设定一个输入之后T为高电平1，然后用倒计时的方法每分钟减1直至T变为0.在此期间，若Z1=Z2=1，实现正转；若Z1=Z2=0，实现暂停；若Z1=1,Z2=0,实现反转。工作波形如下图所示。

实现定时的方法很多，比如采用单稳电路实现定时，又如将定时初值预置到计数器中，使计数器运行在减计数状态，当减到全零时，则定时时间到。而方案一的电路原理图就是采用这种方法来实现的。由秒脉冲发生器产生的时钟信号经60分频后，得到分脉冲信号。洗涤定时的时间的初值先通过拨盘或数码开关设置到洗涤时间计数器中，每当分脉冲到来计数器减1，直至减到定时时间到为止。运行中间，剩余时间经译码后在数码管上进行显示。

单元电路设计与参数的计算

秒脉冲发生器

由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。因此，选择用555定时器构成多谐振荡器，使之产生周期为1s，频率为1Hz的脉冲。各参数经公式计算获得，电路设计如下。

仿真出来的输出信号见下图

分秒计时器

一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是相同的，不同的是它们的输入脉冲和进制不同而已。在此，用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能，要求需要减计数，所以把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上。十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制的6），秒十位的LD端和借位端BO联在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN联在一起。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的74192开始从9减到0；这时，它的借位端BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从6变到5，一直到变为0；当高低位全为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN为零时，置数端LD等于零，秒十位完成并行置数，下一个DOWN脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。

上图是从网上找到的最初设计，不具备预置数功能，只能从让计时器从100分钟开始减计时。查阅相关资料后，在分计数部分的十位输入端、秒个位的脉冲输入端和四片74192的清零端都设置了开关，利用开关进行置数，如下图所示。