1、精選優質文檔-傾情為你奉上 課程設計報告課程設計題目：簡易洗衣機控制系統班級：學號姓名：指導教師：設計時間：2015年7月目錄摘要第1章 概述第2章 課程設計任務及要求2.1 設計任務2.2 設計要求第3章 系統設計3.1 方案論證3.2 系統設計3.2.1 結構框架圖及說明3.2.2 系統原理圖及工作原3.3 單元電路設計 3.3.1單元電路工作原理 3.3.2元件參數選擇 第4章 軟件仿真4.1 仿真電路圖4.2 仿真過程4.3仿真結果第5章 安裝調試（略） 5.1調試要點 5.2 調試過程中出現的問題及解決方法第6章 結論第7章 使用儀器設備清單參考文獻收獲、體會和建議摘 要本

2、設計實現電機的正傳、反轉、暫停，用兩個 LED燈的三種狀態來表示，當顯示時間前20秒正傳、暫停10秒、反轉20秒、再暫停10秒，如此一來，周期恰好是60秒，正好一個60秒減計數器可以構成一個循環結構。循環的總時間可以用一個外圍100進制減計數器解決，并用兩個數碼管顯示時間。這樣一個電路的主體電路就構造出來了，然后一步步實現其具體的功能。用一個74LS74觸發器控制整個電路的停止和清零以及連接蜂鳴器計構成報警模塊。信號發生器仿真時就直接用方波信號代替，安裝電路的時候就直接用脈沖信號。設置兩個開關以控制電路的啟動和隨時停止。其基本原理是：首先，從秒脈沖出來的信號，經過一個控制電路后進入秒計數器進行

3、秒計數，進行清零，這時用戶置入洗滌時間，并按開始按鈕，洗衣機開始工作。當秒計數器變為零的時候，去分鐘計數器上面借數；與此同時，從十秒位轉化出來的信號進入移位寄存器后，LED燈表示出電機運轉狀態；當用戶設定的洗滌時間結束后，電路報警并清零；同時電機指示燈熄滅。關鍵詞：計數器 指示燈 觸發器第1章 概述洗衣機的簡易定時控制系統要求實現電機的正傳、反轉、暫停，需要用4個LED燈的狀態來表示，一個周期為60s，前20秒正傳、暫停10秒、反轉20秒、再暫停10秒。因此需要分鐘計數器、秒計器、秒脈沖產生器脈。涉及到分鐘計數器和秒鐘計數器所以需要考慮是60分頻器，就我們所學過的來說實現循環有移位寄存器；當洗

4、滌時間到了，報警還要一個報警電路，根據人性化、自動化、低成本的設計原則，報警的蜂鳴器不可以長時間的叫，要有個合理的時間，我們可以用一個單穩態電路來實現。還有一個問題要解決：如何提取時間并使循環電路工作的信號?方案有兩種：一是直接從數值上進行提取信號來控制一個可以實現循環的74LS194來實現；另一種是制作一個二十進制到十進制的循環轉化來把這一分鐘走完，但是從電路的復雜程度和經濟性來說，顯然后者太過于復雜，也不利于接線和排故障，雖然難度會大一些，但是性能較好。第2章 課程設計任務及要求 2.1 設計任務 洗衣機簡易定時控制系統實現電機的正傳、反轉、暫停，需要用4個LED燈的狀態來表示，一個周期為

5、60s，前20秒正傳、暫停10秒、反轉20秒、再暫停10秒。 2.2 設計要求         1.洗衣機電機的工作順序： 啟動>正轉20s > 暫行10s> 反轉20s >暫行10 s>停止2. 用4個LED模擬洗衣機的動作狀態:LED1LED4右移循環點亮表示正轉，LED1LED4左移循環點亮表示反轉，LED1LED4同時閃爍點亮表示暫停，全滅為停止。3. 用數碼管顯示洗滌時間，按倒計時方式對洗滌過程作計時顯示，直到時間到停機，并發出音響信號報警。4. 洗滌時間在0-60

6、分鐘內可由用戶任意設定，并設置啟動鍵，在預置定時時間后，按啟動鍵開始機器運轉。5 .設置停止鍵，在洗滌過程中隨時按該鍵可終止動作，并使顯示器清0。 第3章 系統設計 3.1方案論證 本實驗采取先用multisim7軟件對交通燈定時系統的原理仿真，再采用分模塊時間進行操作臺實現的簡易科學方法。實驗中采用較為基本的芯片來實現計數器計數、狀態轉換等功能，這些都是在數字電子模擬課程中重點學習掌握的知識，所以對實物的實現比較容易。3.2 系統設計 3.2.1 結構框圖及說明如下所示： 3.2.2 系統原理圖及工作原理 3.3 單元電路設計 3.3.1單元電路工作原理 1.一百進制分計數器和六十秒計數器設

7、計 （1）分、秒計數器的設計1.分、秒計數器模塊 一百進制分計數器和六十秒計數器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖和進制不同而已，我們用四片74LS192來實現分計數和秒計數功能，我們要的只是減計數，所以我們把它的UP端接到高電平上去,DOWN端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端B、C端接到高電平上，即從輸入端置入0110（十進制的6），秒十位的LD端和借位端BO聯在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN聯在一起。當秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數的192開始從9減到0；這時，它的借位端BO 會發出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計數從6變到5，一直到變為0；當高低位

8、全為零的時候，秒十位的BO發出一個低電平信號，DOWN為零時，置數端LD等于零，秒十位完成并行置數，下一個DOWN脈沖來到時，計數器進入下一個循環減計數工作中。 對于分計數來說，道理也是一樣的；只是要求，當秒計數完成了，分可以自動減少，需要把秒十位的借位端BO端接到分計數的DOWN端作為分計數的輸入信號來實現秒從分計數上的借位。當然，這些計數器工作，其中的清零端CR要處于低電平，置數端不置數時要處于高電平。這是一個獨立工作的最高可以顯示101分鐘的計時器。把四個192的QA/QB/QC/QD都接到外部的顯示電路上就可以看到時間的顯示了。作為洗衣機控制器的一個模塊，它還得有一定的接口來和其他的模

9、塊連接在一起協調工作，分計數的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，所以當要從外部把它們強制清零時，可以用一個三極管（NPN）或者兩個或門就可以實現該功能。還有我們可以利用分計數的UP端來進行外部置數，當把它們各接到一個低觸發（平時保持高電平，外部給一個力就輸入一個低電平）的脈沖上 就可以實現從09的數字輸入。 2秒脈沖產生器原理 秒脈沖發生器由555定時器電路及外圍電路組成，電路接通電源的瞬間，由于電容C1來不及充電，Vc=0V，所以555定時器狀態為I，輸出Vo為高電平。同時，集電極輸出端DIS對地斷開，電源Vcc對電容C1充電，電路進入暫穩態I，此后，電路周而復

10、始地產生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個暫穩態的維持時間取決于RC充、放電回路的參數。暫穩態的維持時間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T10.7(R1+R2)C1；暫穩態的維持時間，即輸出Vo的負向脈沖寬度T20.7R2C1。 因此，振蕩周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C1，振蕩頻率f=1/T。正向脈沖寬度T1與振蕩周期T之比稱矩形波的占空比，由上述條件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2>>R1，則D1/2，即輸出信號的正負向脈沖寬度相等的矩形波（方波）。若T=1s,令C=10uF，R1=39k，則R2約為51k。555定時器構成多諧振蕩器的工作波形圖 原理圖：

11、 圖如下：    4.控制電路 在各單元電路完成了，最后要把它們有效的結合起來聯合工作，實現目的功能。我們要求在給分鐘置數的同時秒要顯示為零；外部還要有強制停止并清零；還有暫停功能。對于置數來說，我們可以在分鐘計數器的UP端到高電平之間各用一個開關接上，就當給它一個低電平時，計數器就往上增加1。但時，192要求在UP端工作的同時，其DOWN端要為高電平，且秒計數器要為零，我們可以讓秒計數器清零，同時把脈沖停止了。在高電平上接上一個開關，讓它接到一個JK觸發器上，同時把JK觸發器的JK端接1，讓它實現觸發功能。讓它的Q端輸出到秒計數器的清零端，這樣剛開機或

12、者再按一下開機鍵就可以對秒計數器清零。把JK觸發器的Q反端和從分計數器借位端Bo反相出來的信號接到一個與非門上，從與非門出來的信號接到分計數器的DOWN端來保證置數的時候DOWN是高電平。但是如果僅是這樣的話，當置數完成再一次按開機鍵（如圖中的J3所示）時，沒有脈沖信號輸入到秒計數器的DOWN端，192并不可以工作。我們可以把脈沖和JK觸發器Q反端接到一個與門上，然后把它上輸出端接到秒計數器的DOWN端以控制計數。先歇息一下。現在的問題是，循環的發光二極管沒有受到控制鍵的控制，所以還得把受到控制的從與門U12出來的信號輸出到移位寄存器194的時鐘信號CLK上。最后要解決一個大問題，當所置的洗衣

13、時間完成后，要發出報警并自動清零。至于報警電路我們知道當計數器全為零的時候，從秒位會發出一個借位信號，一直接到十分位上去，十分位會發出一個借位信號，我們可以用這個信號來作為報警并清零的信號，平時192的借位端保持的是高電平，當有借位信號時，其變成0，我們在分十位借位端接一個非門，再把它和分位的CLR端一起接到一個與門，也需要把它接到一個JK觸發器（U10）上作為其時鐘信號，其后再接到單穩態電路的輸入端TRI，單穩態的輸出端接到蜂鳴器上。而該與門（U14）的另一輸入端接在控制開關J3上，與門出去仍然接在JK觸發器U9上，這樣當洗衣時間完成后，十分計數器的借位端Bo端發出的0信號就可以經過以上路徑

14、而變成1到達與門U14，同時JK觸發器U10得到一個觸發信號而輸出到單穩態，從而發出報警聲，但一段時間后其自動停止。同時U14發出的1信號使U9發出1信號而使秒計數器清零；當然秒脈沖因為U9端的Q反端的0信號而使其沒有輸出，這樣原來閃爍的燈不再亮了。到此，一個電路總算還可以了吧，我們有時還需要讓它休息一下，我們改變一下洗衣量時，就還需要一個暫停鍵，這也可以的，只要把秒脈沖切斷就可以了。我們可以在控制脈沖輸出的與門U12和脈沖到達端之間接入一個由開關控制的JK觸發器來控制的與門，這樣就可以控制脈沖的輸出了。我們知道與門是其中一輸入為零時，無論另一端時怎樣的其輸出為零，但一端為1時，另一端輸入什么

15、與門就可以輸出什么。現在控制端也連起來了，這樣，一個完整的洗衣機控制電路就完成了。其整體原理圖如下：3.2.2 元件參數選擇電容C=10uF電阻R1=39K R2=51K (用固定電阻47K與5K的點位器相串聯代替電阻R2)。第4章 軟件仿真 4.1 仿真電路圖（1）分、秒計數器（2）秒脈沖產生器仿真波形圖（3）整體電路圖仿真4.2仿真過程及結果正轉：反轉：暫停：停止： 第5章 安裝調試本設計僅實現至Multisim軟件仿真階段，未進行實際的安裝調試，因此省略安裝調試的環節。第6章 結論經過一周的努力，我終于完成了電子課程設計交通燈定時控制電路系統。通過兩周不斷的查找資料的過程讓我積累了很多實

16、際操作經驗，已初步掌握了數電的應用技術，以及數字電路的知識和有關器件的應用。我深刻地體會到數字電子技術對當代社會發展的重要作用。 經過這次課程設計，我學到很多東西。社會的不斷發展電子產品實踐使我認識到我現在所學的知識還遠遠不夠，在實際操作應用中有些問題還不能解決，所以我要在今后的學習中更加努力，學好自己的專業知識以充實自己，來適應日新月異的現代社會。 在這次課程設計中，我學會了Multisim的使用和操作,學會了如何利用網絡資源,學會了怎么看電路圖,讀電路圖,這些都使我受益匪淺，并為我以后的學習和工作積累了豐富的經驗。經過了這次課程設計，深有感觸，收獲也是不少的，它使我們對課本以及以前學過的知識有了一個更好的總結與理解，也讓我們知道了，光分開使不夠的，從外面學到的知識要把形成一各整體，這也很好的訓練了外面對開發一個項目應該有怎樣的思路和準備更清晰。它讓我學會了如何把理論與實踐結合起來。有這樣的機會和收獲，要感謝老師的輔導以及同學的幫助，無論是學習還是生活，生活是實在的，要踏實走路，雖然自己走出來的路要崎嶇的多，但覺得踏實、放心。第7章 使用儀器設備清單器件型號用途介紹數量74LS192計數器474L