1、洗衣机定时控制器课程设计报告参考 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。11 指导思想 通过可加可减计数器7
2、4LS192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。12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
3、终的停止等一系列功能。 13 基本设计任务 洗涤模式：功能要求： 洗涤时间在99分钟内由用户自行设定，单位为分钟。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。 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。14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
4、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
5、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 2.1 总体方框图 2.2 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
6、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 3.1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
7、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
8、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09的数字输入。3.3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，
9、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。3.4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 6.1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 62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19
10、2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。 电路功能实现：两个置数开关可以实现099分钟以内任意洗涤时间的设置，数码显示其洗涤的剩余时间，LED灯为其指示洗衣机当前的工作状态，复位开关控制显示器的清零。 7 设计体会及小结 经过了长时间的艰苦奋战
11、，我们的洗衣机定时器终于成功了。可以说我们已经是筋疲力尽了。刚开始做的时候是热情饱满的，可是做着做着就有些烦躁了。特别是在遇到问题而无法解决的时候，更是没有耐心去检查电路究竟出错在哪里。我觉得做这次的设计做大的问题不是电路问题，而是焊接问题。因为这个电路看起来很好做，但是实际上并不是那么容易，因为在焊接的时候有好多线，而且许多都交叉在一起，又有好多焊在一个引脚上，一不小心就会造成焊接错误。有事时候由于焊接的不好会造成虚焊，这些问题都是比较但察觉的，也是很难去找到错误的根源的。有一次由于不仔细把两个本来不该连在一起的引脚，由于在焊另一个引脚而不小心给牵连在了一起，而这种牵连基本上是看不见得。就这
12、个问题整整花费了我3个多小时我才找到了错误。可以说这次课程设计要是没有耐心、细心和决心是绝对做不好的。在遇到困难的时候没我也退缩过，特别是在最后的时候看到别的同学的都已经做好的时候，自己的心里也真的很不是滋味。还有点后悔自己当时上课的时候没好好的听课。但是在最后的关头我们没有放弃，并且互相鼓励，最终我们战胜了一切的困难，取得了胜利。当看到我们的作品成功的时候，我的心里特别的激动，两周的辛苦没有白费。 这次设计最大的收获就是做每一件事都必须要有耐心，如果没有耐心我觉得什么事都不会成功。还有就是在遇到困难的时候绝对不能低头，要有恒心和毅力去战胜一切苦难。这次设计不仅锻炼了我的动手能力，还在不知不觉中考验着我的毅力和耐心。从这次设计当中然我懂得了许多道理，要想成功就一定要付出比别人更多的代价。 总体来说感觉还是很开心，因为把理论与实际结合是一种非常有效的学习过程，获益匪浅。
