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洗衣机设计.doc

洗衣机设计

为何迟迟不牵手
2017-09-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《洗衣机设计doc》,可适用于高等教育领域

洗衣机设计洗衣机控制电路原理及电路设计目录一(设计总体思路基本原理和框图设计总体思路基本原理系统设计框图二单元电路设计一百进制分计数器和六十秒计数器的设计()分、秒计数器的设计()分、秒计数器的电路图秒脉冲发生器()秒脉冲发生器原理循环控制电路()其基本原理简述()其原理图(单稳态延时电路(总控制电路三(总电路图四(安装调试步骤五(故障分析与电路改进六(附录(元器件清单)洗衣机控制电路原理及电路设计一(设计总体思路基本原理和框图设计总体思路从课程设计要求来看要求实现电机的正传、反转、暂停实际上没又电机给我们接上这回要用四哥LED灯的状态来表示当显示时间前秒正传、暂停秒、反转秒、再暂停秒如此一来周期恰好是秒理所当然的分钟计数器、秒计数器是一定要有的。接下来脉冲是一定的了但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要分频器就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器还有个问题当洗涤时间到了报警还要一个报警电路根据人性化、自动化、低成本的设计原则报警的蜂鸣器不可以长时间的叫要有个合理的时间我们可以用一个单稳态电路来实现。看起来还不错啊如果这样想那就嫌早了点还有一个问题要解决:如何提取时间并使循环电路工作的信号方案有两种:一是直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的LS来实现另一种是制作一个二十进制到十进制的循环转化来把这一分钟走完但是从电路的复杂程度和经济性来说显然后者太过于复杂也不利于接线和排故障虽然难度会大一些、出成果的时间会比别人晚但是要设计一个真正可以让用户用放心使用的产品还得这样做。尤其是最后的循环电路用两个一定可以很容易实现。现在大体上就这样计划下面说说基本原理。基本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。系统设计框图如下所示:洗衣机控制电路原理及电路设计洗涤时间显示控秒脉冲六十进制洗涤时间继电执行功T制发生器计数器计数器开关电机放门ZZ清零置数时间译码二单元电路设计一百进制分计数器和六十秒计数器的设计()分、秒计数器的设计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LS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(十进制的)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开始从减到这时它的借位端BO会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN秒十位的计数从变到一直到变为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分钟的计时器。把四个的QAQBQCQD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端来进洗衣机控制电路原理及电路设计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,的数字输入。()分、秒计数器的电路图其图如下:洗衣机控制电路原理及电路设计秒脉冲发生器()秒脉冲发生器原理我们搜需要的秒脉冲发生器可以由一个集成的定时器构成当电源接通后VCC通过对R、R向电容充电。电容上得到电压按指数规律上升当电容上的电压上身到VCC时输电压VO为零电容放电。当电压下降到VCC时输出电平为高电平电容放电结束。这样周而复始便形成了振荡。我们要的周期是秒频率是赫兹。周期T可以由下面的公式可知:T,RRlnC()其原理图如下所示洗衣机控制电路原理及电路设计循环控制电路()其基本原理简述还是采用我们方法把秒十位上的数提出来作为循环控制系统的输入信号秒位上的都是相同的可以不管。我们的目标是把秒十位上输出的二进制数转化成两位三个数:SoS状态右移闪烁左移现在我们把的QA、QB接上一个异或门QC接上一个反相器然后把它们出来的信号接到一个与非门后再接到So端把反相器出来的信号输入到S端这样就实现了上述要求。当我们开机时计数器时被清零的QA、QB、QC没有输出这时输出的是的So、S为移位寄存器置数为。当输出的是时So、S为移位寄存器右移动作因为So、S的两端接一个与非门出再通过一个接在QB端的与门结果输出来到发光二极管的还是高电平(如下图所示)从节点输出经过反相器到达节点的是低电平与门U没有输出脉冲所以做右移直到下一个状态的到来。显然当的输出是是也是一样的。当输出是时So、S的状态是处于并行置数其QB端输出一个高电平与此同时从So、S输出的两个进入与非门U但是在节点是一个低电平所以节点没有高电平输出。而节点为高电平这时通过U的脉冲信号可以输出了与U的或门U、U、U、U、U就可以输出脉冲信号到发光二极管实现闪烁当输出的是时So、S状态从变为移位寄存器做左移循环在脉冲的输入下。同右移一样从So、S输出到U再出来的是一个高电平所以与门U输出高电平当计数器输出的是时还是和时一样最后当输出是时其又和输出时一样移位寄存器处于置数状态放光二极管闪烁。到此提取信号、循环电路完成。洗衣机控制电路原理及电路设计()其原理图洗衣机控制电路原理及电路设计单稳态延时电路其原理图:(总控制电路现在各单元电路完成了最后要把它们有效的结合起来联合工作实现目的功能。我们要求在给分钟置数的同时秒要显示为零外部还要有强制停止并清零还有暂停功能。对于置数来说我们可以在分钟计数器的UP端到高电平之间各用一个开关接上就当给它一个低电平时计数器就往上增加。但时要求在UP端工洗衣机控制电路原理及电路设计作的同时其DOWN端要为高电平且秒计数器要为零我们可以让秒计数器清零同时把脉冲停止了。在高电平上接上一个开关让它接到一个JK触发器上同时把JK触发器的JK端接让它实现触发功能。让它的Q端输出到秒计数器的清零端这样刚开机或者再按一下开机键就可以对秒计数器清零。把JK触发器的Q反端和从分计数器借位端Bo反相出来的信号接到一个与非门上从与非门出来的信号接到分计数器的DOWN端来保证置数的时候DOWN是高电平。但是如果仅是这样的话当置数完成再一次按开机键(如图中的J所示)时没有脉冲信号输入到秒计数器的DOWN端并不可以工作。我们可以把脉冲和JK触发器Q反端接到一个与门上然后把它上输出端接到秒计数器的DOWN端以控制计数。现在的问题是循环的发光二极管没有受到控制键的控制所以还得把受到控制的从与门U出来的信号输出到移位寄存器的时钟信号CLK上。最后要解决一个大问题当所置的洗衣时间完成后要发出报警并自动清零。至于报警电路我们知道当计数器全为零的时候从秒位会发出一个借位信号一直接到十分位上去十分位会发出一个借位信号我们可以用这个信号来作为报警并清零的信号平时的借位端保持的是高电平当有借位信号时其变成我们在分十位借位端接一个非门再把它和分位的CLR端一起接到一个与门也需要把它接到一个JK触发器(U)上作为其时钟信号其后再接到单稳态电路的输入端TRI单稳态的输出端接到蜂鸣器上。而该与门(U)的另一输入端接在控制开关J上与门出去仍然接在JK触发器U上这样当洗衣时间完成后十分计数器的借位端Bo端发出的信号就可以经过以上路径而变成到达与门U同时JK触发器U得到一个触发信号而输出到单稳态从而发出报警声但一段时间后其自动停止。同时U发出的信号使U发出信号而使秒计数器清零当然秒脉冲因为U端的Q反端的信号而使其没有输出这样原来闪烁的灯不再亮了。到此一个电路总算还可以了吧我们有时还需要让它休息一下我们改变一下洗衣量时就还需要一个暂停键这也可以的只要把秒脉冲切断就可以了。我们可以在控制脉冲输出的与门U和脉冲到达端之间接入一个由开关控制的JK触发器来控制的与门这样就可以控制脉冲的输出了。我们知道与门是其中一输入为零时无论另一端时怎样的其输出为零但一端为时另一端输入什么与门就可以输出什么。现在控制端也连起来了这样一个完整的洗衣机控制电路就完成洗衣机控制电路原理及电路设计三(总电路图洗衣机控制电路原理及电路设计四(安装调试步骤虽然软件设计是非常重要的但是还是纸上谈兵啊真正要到了安装调试的时候但调试不一定可以出来甚至于设计是错误的用试验箱来调试是很有难度的把领来的元件按单元电路模块大致分了一下插在了面包板上。两个人一组一个读图指导一个看芯片管脚插线芯片管脚和线路总是接触不良没办法只能是把芯片管脚加长这样我们在调试的时候可以说没有遇到这方面的问题了现在面包办上的芯片接好了可以加电看结果了可是秒计数器输出的一个总是只有偶数换了一个数码管还是一样最后终于找到了一个可以用的试验箱了。现在电机转动显示的发光二极管还是不循环但都是亮的计数器倒是可以正常工作了经过几个开关的使用走上了正规。循环显示灯还是不走难道脉冲有问题,把的时钟信号接到LED上一看是正常的也许是或门LS如果输入端悬空则输出为我们当初设计的时候所认为的或门是悬空就为的这回给反了。后来知道电路没有问题问题是出在移位寄存器的并行置数端的A、C、D是悬空的没有有接地接上看看事实证明它是正确的。所以在调试的过程中要是仅依靠设计那是没什么结果的设计软件毕竟是理想的。五(故障分析与电路改进要得到一个良好的设计需要的总是肯定和否定几经修改一个电路才得以肯定、采纳。就象循环电路一样刚开始设计了一种有三个接口的电路这个接口要求从秒十位输出的信号要化为一种状态只可以是高有效到来时进入各自的接口可以说实现正传、反转、暂停的电路相互独立的道理如下当一个高电平来到时让它接到的So、S上其中在接到So的信号上接一个RS触发器当B端的置数输出时QB上有一个高电平把它接到一个D触发器上D触发器从Q反端输出的信号接到刚才的RS触发器的Q端使Q端为这样在脉冲的控制下其可以做左移动作如图中的开关所连接的电路所示同样在输入到S端的电路上接一个RS触发器从QB端上反馈回来的信号接到D触发器上从D触发器的Q反端出来的信号接到S端这样就可以做右移动作如图开关所示。循化要单独设计如图所示二极管是保证各个模块间可以独立工作而采用这样当高电平到达时被置数为同时上一个状态不管时左移的还时右移的都被清零了这时只要开关或接上就可以在脉冲作用下实现闪烁单个模块演示还时可以的。但是接到电路上就不行了。当开机后在第一分钟内它可以右移也可以闪烁到了左移就不行了发光二极管一片空白但是在接下来的个分钟内其只有当闪烁时才可以看到。几经试验才知道时开关出了问题不管它时状态还是状态它都比Q端出来的数优先在没有工作时在Q端到LED之间的二极管两端各接一个LED就知道当做右移或左移时两个发光二极管的状态时不通的靠近循环LED的那各LED总不会亮而接在QB端的LED可以定时发亮从而有上述结论。洗衣机控制电路原理及电路设计其图如下所示:洗衣机控制电路原理及电路设计六(附录(元器件清单)器件型号用途介绍数量LS计数器LS移位寄存器LS四输入与门LS六反向器LS四输入或门LS四输入与非门LS四输入异或门LS双JK触发器NE集成定时器八。参考文献《数字电路硬件设计实践》贾秀美主编高等教育出版社《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编华中理工出版社。《数字电子技术基础》阎石主编高等教育出版社

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