洗衣机定时控制器课程设计参考

电子技术课程设计报告

设计题目：洗衣机定时控制器

院部：机械学院

专业：机械电子工程

学生姓名: 学号:

起迄日期: 2015 年 12 月30日2016年 1月 6日

指导教师:丁跃浇

教研室主任：

1 引言

在我们的日常生活中，总免不了和各种各样的家用电器打交道，从而使得我们的生活更加的舒适方便。而说到洗衣机，我们总能想到其中的数字倒计时时间显示控制各种部件的状态，使得整

个洗衣机系统可以正常运转。由此可见，洗衣机其中的定时控制器在其中起到了至关重要的作

用，所以设计一个性能优良的定时控制器核心部件就显得尤为重要。

1．1指导思想

通过可加可减计数器74LS192来实现其中的主要时间倒计时功能，在通过其中的在不同时间下

的各引脚不同的电平状态来控制洗衣机的正反暂停状态，并且通过相应的组合元件来控制电路的

开关。

1．2方案论证

首先在拿到这个方案的时候，我认为这个设计的核心就是关于定时电路的设计，在99min内的能实现倒计时，那么采用什么元器件设计电路主体是比较稳定理想呢？在任务书中老师提供了161、192、138等元件，我通过相关资料了解了其功能，果然，其中的192是十进制加减计数器，由它就可以设计成满足要求的倒计时计数器。在设计了倒计时计数器的主体电路之后，我就可以通过其不同引脚上的功能来延伸出外部控制电路，以达到实现洗衣机正转、反转、暂停和最终的停止等一系列功能。

1．3 基本设计任务

洗涤模式：

功能要求：

①洗涤时间在99分钟内由用户自行设定，单位为分钟。

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

③当定时时间达到终点时，一方面使电机停机（用三个LED表示电机的状态），同时发出音响信号提醒用户注意。

1．4电路设计思路及特点

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——>正转20s——>??——>时间到停止”设计一个定时器控制洗衣机的电机的运转，由其转，传反转及暂停时间分析知道洗衣机运转的周期为60s，并且呈现周期循环，知道时间到停止为止。我们可以利用计数器的功能进行60s的计数，及需要一个秒计数器，并且利用洗衣机的电机工作状态转换的时间来设置正转吗、暂停、反转。

如此则需要为计数器设置一个合适的脉冲，设计中的秒计数器所需的脉冲必为1HZ脉冲。对于用数码管显示洗涤时间，按倒计数方式对洗涤对洗涤过程作倒计时显示，并且洗涤时间在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端连接到分计数器的DOWN端作为分计数器的输入信号来实现秒从分计数器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，显然我们需要递减计数器，和利用开关控制计数器的清零端CR的电平控制电路工作。

对于用LED模拟洗衣机的工作状态：LED1点亮表示正转，LED2点亮表示暂停，LED3点亮表示反转。显然可以利用74LS138译码器，将秒十位的Qa、Qb、Qc分别接至A、B、C端进行译码，将输出4、5，0、3，1、2分别接至与非门输出分别接至LED1、LED2、LED3，从而实现洗衣机工作状态的指示。

2 电路设计

总体方框图

工作原理

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。

3 各主要电路及部件工作原理

置数减数器及显示部分

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；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192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。

对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，当秒计数完成了，分可以自动减少，需要把秒十位的借位端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。当然，这些计数器工作，其中的清零端CR要处于低电平，置数端不置数时要处于高电平。这是一个独立工作的最高可以显示101分钟的计时器。把四个192的QA/QB/QC/QD都接到外部的显示电路上就可以看到时间的显示了。

作为洗衣机控制器的一个模块，它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作，分计数的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，所以当要从外部把它们强制清零时，可以用一个三极管（NPN）或者两个或门就可以实现该功能。还有我们可以利用分计数的

UP端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发（平时保持高电平，外部给一个力就输入一个低电平）的脉冲上就可以实现从0－9的数字输入。

电机正反转即停止控制电路

在此部分电路中，三个指示灯，从左至右依次代表“正转”、“暂停”、“反转”。从60秒到40秒内第一个灯亮，从40到30秒内是第二个灯亮。在30到10秒内是第三个灯亮，然后剩下的十秒钟是第二个灯亮，如此完成第一个循环，刚好一分钟，之后的时间依次循环。

蜂鸣器部分

当电动机的状态发生改变时即LED灯发生改变时，蜂鸣器会接受到一个脉冲，发出响声。

4 原理总图

5 仿真结果

6 分析与改进

问题分析

1：计数器的进制设置于计数器之间的连接

2：LED指示灯的状态指示

3：工作后的停止设置

4：分秒置数开关的设定

5：清零开关的设置

6．2改进措施

1：减法计数器的BO平常位高电平，有借位时为低电平。利用此特性，将其连接在高位计数器的DOWN端作为脉冲的输入，计数器的进制设置依靠其数入端D3、D2、D1、D0的置数。

2：LED灯的点亮与熄灭指示显示主要是取决于192的输出低三位，根据输入与输出的 10 关系，然后再利用指示灯应该点亮还是熄灭的规律列出真值表，求出所需要的门电路为与非门。3：利用UP端的特性，为其可控置入低电平以改变十分位和个分为的数字显示，即实现置数功能。为防止其置数的抖动，利用电容与电阻的组合连接电路，就可以实现置数功能的准确性，实现置数功能。

4：74LS192 CLR端平时为低电平，当需要清零时送入一个高电平信号即实现清零功能。