EDA课程实验设计报告

《EDA课程实验设计报告》

洗衣机自动控制器设计

一 实验要求：

1、由一个按键控制洗衣机的启动、暂停。

2、洗衣机洗涤一定时间后，能自动停止，由一个LED灯闪烁提示，并发出报警提示。

3、洗涤时间能用数码管显示，暂停时时间停止，暂停后时间在停止的时间基础上继续计时。

4、用至少四个LED指示灯的流动表示洗衣机的正转和反转。即当正转20秒时，四个指示灯从右向左循环移动；反转20秒时，四个指示灯从右向左循环移动。

5、暂停10秒时，四个指示灯闪烁来表示电机停止转动。

二．设计总体思路，基本原理

1.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，用四个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。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

60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，根据要求，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。方案为：直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74LS194来实现。 2.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。

三.单元电路设计

1.一百进制分计数器和六十秒计数器的设计 （1）分、秒计数器的设计

分、秒计数器我们都用74192片，74192上升沿触发，由UP，DOWN两管脚控制加减计数，有异步置数端LOAR和异步复位端CLR，BO’和CO’分别输出高电平表示加进位和减进位。由于74192没有保持脚，故需要外围电路实现保持功能。因为74192上升沿触发，所以把UP，DOWN强制置低电平即可实现保持功能。

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，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。 (2)分、秒计数器的电路图 其图如下：

2、分频电路 （1）分频电路的设计

由于SmartEDA实验箱仅提供一个48MHz的标准频率，所以电路中用到的任何频率都只能通过对这个信号的分频得到。

下图是将48MHz通过分频电路的到75 KHz、1 KHz、100 Hz、