课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 信息sy1101指导教师： 工作单位：信息工程学院题目:简易洗衣机控制电路的设计与实现初始条件： zzzzzzz本设计既可以使用集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等，也可以使用 单片机系统构建多功能数字钟。用数码管显示定时时间。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1 周。2、技术要求：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：定时到 定时启动一正转20秒一暂停10秒一反转20秒一暂停10秒停机定时未到2）当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时用指示灯提醒用户。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）用三只LED灯表示“正转” “反转”和“暂停” 3个状态。5）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，阐述基本原理。画 出电路原理图。3、查阅至少5 篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用 A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：1、2013 年丄月血日，布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、 2013 年6 月 25日至 2013 年 6月28 日，方案选择和电路设计。3、 2013 年6月29日至 2013 年7月3日，电路调试和设计说明书撰写。4、2013 年二月二日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名：目录摘要1Abstract 21.概述31.1 设计任务和要求31.2 设计的总体思路32. 总体方案及原理框图42.1 方案提出42.2 方案分析53. 单元电路设计与参数的计算63.1 秒脉冲发生器63.2 分秒计时器73.3 数码显示器93.4 电机控制电路 103.5 报警电路 134. 总体电路 175. 心得体会 19附录一 参考文献20附录二 元件清单 21附录三 实物图 22摘要现代生活人民生活水平越来越高，家家户户几乎都有一台洗衣机,随着时代的发展,洗 衣机也在不停革新、发展。本设计是有关简易洗衣机控制器的设计，利用数字电子技术与 电路分析的知识，通过 Multisim 仿真软件简单地设计并仿真出洗衣机控制器的工作过程， 然后根据仿真电路用元器件搭出实物电路。设计电路中主要包含有脉冲发生器，分秒计时 器，3-8 译码器，时间译码器和数码管，在脉冲信号作用下，不同时刻输出不同的电平信 号，分秒计时器从设定的时间开始倒计时，以此控制洗衣机的工作过程，利用 3-8 译码器 的作用完成洗衣机正转、暂停、反转工作状态的转换，当定时时间达到终点时，一方面使 电机停机，同时用指示灯提醒用户。关键词： 74LS192 555定时器 门电路 MultisimAbstractModern peoples living standards of life is higher and higher,almost every familiy have a washing machine.With the development of the times, the washing machine is also in constant innovation and development。This design is about simple washing machine controller design, using the knowledge of digital electronic technology and circuit analysis 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, time decoder and 3-8 decoder,Under the effect of the pulse signal, there is different level signal output at different time, minutes timer start the countdown from a seted time to control the working process of the washing machine. The function of 3-8 decoder is used to change the working state of washing machines. When time reaches the end, on the one hand, make the motor stop, on the other hand, remind the user with lights.Key Words: 74LS192555timergate circuit Multisim1概述1.1设计任务和要求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:2）当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时用指示灯提醒用户。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）用三只LED灯表示“正转”、“反转”和“暂停” 3个状态。5）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和集成电路，设计分电路，阐述基 本原理。画出电路原理图。1.2设计的总体思路从课程设计要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，要用三个LED灯的状态来 表示，当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期 恰好是60秒，理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的，由四位数码管来显示倒 计时时间的分和秒。接下来还要由555定时器搭成多谐振荡器来产生时钟脉冲。还有个问 题，当洗涤时间到了，还要一个报警电路来提示用户洗衣完成，可以用门电路取出倒计时 结束时的时间信号来控制电机的停止。2总体方案及原理框图2.1方案提出方案一框图如图2.1所示图2.1设计方案一方案二框图如图2.2所示图2.2设计方案二2.2方案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020min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。T J-一zi.Z2 .J-!TL 厂I图2.3工作波形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O上述两种方案中，方案一为单线程控制，思路较清晰，并且实行起来比较简单，故本 设计采用方案一。3单元电路设计与参数的计算3.1秒脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡器的电路图如图2.1所示，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。因此采用此方案。GNDn18TFtlG27OUT36RESET45VCCDISCHTHRESCONT图3.1 NE555引脚图表3.1 NE555功能表FUNCTION TABLERESETTRIGGER VOLTAGETHRESHOLD VOLTAGEtOUTPUTDISCHARGE SWITCHLowIrrelevantIrrelevantLowOnHigh UddIrrelevantHighOffHighVDQ2/3VDDLowOnHigh1/3VDD2/3VDDAs previously sstsbliEhsdVoltage levnls shown 日日 naminal.仿真电路如下图:图3.2秒脉冲发生器电路图仿真出来的输出信号见下图:图3.3仿真输出波形计算值：T = ln2*(R1 + 2R2)*C = 1s占空比=(R1+R2)/(R1+2R2)=53.47%3.2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 74LS192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, 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。图3.4 74LS192引脚图表3.2 74LS192功能表MR兀CPy%HXXX(Asyn.)LLXXPrfjsot (Asyn.)LHHNdLH/HCount UpLHH/Count Down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。yrinui：心 naaS图3.5 74LS192秒分连接电路其中J1, J2, J3为置数开关，若不置数则为洗衣机原定工作时间10分钟，操作开关 可使洗衣机工作时间变长；J4为清零开关，用来使定时清零；J5是暂停开关，可以手动对 洗衣机进行暂停控制。置数开关通过控制分十位的初始值进行定时置数；清零开关通过控 制74LS192的清零端来控制清零；暂停开关是通过一个单刀双置开关在时钟脉冲与VCC 之间进行切换实现暂停功能。3.3数码显示器数码显示部分主要是将洗衣剩余时间显示出来，通过七段共阳极数码管与4线-7段译 码器74LS47联合使用，显示数码。