数字逻辑实验——洗衣机定时控制器设计报告

数字电子技术课程设计报告题目：洗衣机定时控制器班级：洗衣机定时控制器一、设计任务及要求：1.设计脉冲信号源（秒脉冲）2.至少能显示 1：00—12:593.具备校时功能4.附加特殊功能设计（报时功能）二、方案设计与论证：所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。

相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。

在此基础上，还能够实现整点报时的功能。

其中有振荡器，分频器，校时电路，报时电路，计数器，译码器和显示器七部分组成。

振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准方案一：使用 COMS 数字芯片，使用专用时钟芯片，使用十进制计数器，以及使用万用板焊接电路，分模块搭建电路，使用专用电源供电。

优点：计时准确，反应灵敏，思路简单，性能稳定，成功率高，便于调试。

缺点：驱动能力弱，走线复杂，对数电知识的利用并不充分。

方案二：使用 TTL 数字芯片，使用 74LS93 多进制计数器，用 555 定时器自建时钟模块，使用 USB 供电，使用 PCB 制板。

优点：电路驱动能力强，不必考虑输入脚悬空的问题，充分利用了模电、数电的知识，外观漂亮，供电方便。

缺点：整体布局比较麻烦，排查错误比较麻烦，时钟性能一般。

在比较两个方案的优缺点后，选择了第二个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。

通过仿真，原理图设计，PCB 制作，分步骤调试，来解决方案二的不足。

使做出来的效果又好，又能充分利用学过的数电知识。

可以体现数电课设的真正内涵。

我们设计的电子钟，严格按照设计要求，具有整点报时，调时，调分等功能；特别是，我们的调时调分开关，都加上了消抖电路，使用了模拟电路消抖，省去了一些数字芯片，这些都是我们组，区别于其他组的地方。

设计原理及框图定时控制器实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的 1kHZ 时间信号必须做到准确稳定。

1数字电路与逻辑设计实验报告题目: 洗衣机控制器设计2一、洗衣机控制器要求设计制作一个全自动洗衣机的控制器：_ 洗衣机的工作步骤为洗衣、漂洗和脱水三个过程，工作时间分别为：洗衣20 秒，漂洗30 秒，脱水15 秒；_ 用一个按键实现洗衣程序的手动选择：A 、单洗涤；B 、单漂洗；C 、单脱水； D 、漂洗和脱水；E 、洗涤、漂洗和脱水全过程；_ 用显示器件显示洗衣机的工作状态（洗衣、漂洗和脱水），并倒计时显示每个 状态的工作时间，全部过程结束后，应提示使用者；_ 用一个按键实现暂停洗衣和继续洗衣的控制，暂停后继续洗衣应回到暂停之前 保留的状态；_ 选做：三个过程的时间有多个选项供使用者选择。

_ 选做：可以预约洗衣时间。

_ 选做：自拟其它功能。

二、系统设计基本思想电路由模式选择、计数器、报警模块以及译码驱动电路和数字显示电路等模块组成。

1、模式选择模块五种洗衣模式可供用户选择，模式选择模块将用户的选择信息传递到控制模块。

2、减计数计数器模块计数器洗衣以倒计时模块的方式提示用户当前剩余的洗衣时间，该计数器能读取不同的模值进行计数。

计时单位为一秒钟。

3、译码和数码显示电路译码和数码显示电路是将计时状态直观清晰地反映出来，被人们的视觉器官所接受。

显示器件选用LED 七段数码管。

在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。

4、报警模块当系统运行到“报警”状态时，蜂鸣器将会报警，时间为5 秒。

4、分频器模块设计一个大小合适的分频器使得系统能够正确的实现一秒的计时。

三、总体设计图以及转移图流程图示：3状态选择开始信号输入变量A 为1YESNO进行洗涤变量B 为1YESNO进行漂洗变量C 为1YES进行脱水NO完成洗衣后报警提示完成4总体逻辑设计图：状态转移图示：控制器分频器OSC时间计数器洗涤漂洗脱水译码时间显示ClkClk1Clk2T15 T20 T2Cnt clr 报警Pause状态选择 译码5管脚设计图：WAITA ＝’1’进行洗涤进行漂洗A ＝’0’ B=‘1’B ＝’0’B ＝’1’进行脱水A ＝’0’ B=‘0’C ＝’1’C ＝’0’完成洗衣报警提示仿真情况：6简要说明：本次仿真执行的是第五个状态即洗涤、漂洗和脱水全过程。

电子科技大学
数字电路
课程设计报告
姓名：张华博
学号：2011091010004
选课号：132
指导老师：张刚
时序逻辑电路课程设计
——————自动洗衣机控制器
设计要求：假设自动洗衣机的定时操作顺序是，洗衣10min，排水2min，脱水3min，然后停止。

分析：自动洗衣机开机后，系统开始运行，首先进入初始状态，当系统收到有效指令信号后开始自动循环，进入洗衣状态，10分钟之后，进入排水状态，经2分钟，进入脱水状态3分钟，再次进入初始状态；期间任何时刻输入有效复位信号，系统将重新开始自动循环状态；系统处于每一个工作状态时，均有一个LED 灯管与其对应，处于发光状态。

由上分析知：该系统的主体应为10分、2分、3分计时器，当一个计时器计时结束后，输出一个使能信号作用于下一个计时器，激发其开始计时。

开始的指令信号作用于第一个计时器的一个使能端，以激发整个循环系统开始工作；当输入有效复位信号时，计时器全部清空置零，并重新开始循环。

逻辑电路图如下：
十分钟计时器逻辑电路
两分钟计时器逻辑电路
三分钟计时器逻辑电路
自动洗衣机系统逻辑电路
逻辑电路仿真：
输入2Hz的时钟信号CLK，ENT为指令信号，CLRN为复位信号，Z1、Z2、Z3、Z4分别对应于洗衣状态、排水状态、脱水状态、初始状态。

波形仿真效果
仿真结果显示该电路设计正确，该系统基本可实现预期的操作功能。

总结感想无需赘言，见组合逻辑课程设计报告……。

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。

1．1指导思想通过可加可减计数器74LS192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。

1．2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、暂停和最终的停止等一系列功能。

1．3 基本设计任务洗涤模式：功能要求：①洗涤时间在99分钟内由用户自行设定，单位为分钟。

②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。

③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。

1．4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。

数字电路和逻辑设计综合实验实验报告实验名称：洗衣机控制器班级：班内序号：姓名：学号：数电设计综合实验—洗衣机控制器一．设计课题的任务要求设计制作一个全自动洗衣机的控制器：●洗衣机的工作步骤为洗衣、漂洗和脱水三个过程，工作时间分别为：洗衣20秒，漂洗30 秒，脱水15 秒；●用一个按键实现洗衣程序的手动选择：A、单洗涤；B、单漂洗；C、单脱水；D、漂洗和脱水；E、洗涤、漂洗和脱水全过程；●用显示器件显示洗衣机的工作状态（洗衣、漂洗和脱水），并倒计时显示每个状态的工作时间，全部过程结束后，应提示使用者；●用一个按键实现暂停洗衣和继续洗衣的控制，暂停后继续洗衣应回到暂停之前保留的状态；●选做：三个过程的时间有多个选项供使用者选择。

●选做：可以预约洗衣时间。

●选做：自拟其它功能。

二．系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）◆设计思路首先从题目进行分析，采用VHDL模块化的设计方法来进行洗衣机控制器的设计，即自顶向下，从系统总体要求出发，自上至下地将设计任务分解为不同的功能模块.最后将各功能模块连接形成顶层模块，完成系统硬件的整体设计。

本控制器基本功能描述洗衣机控制器可工作于五种模式下:单洗涤、单漂洗、单脱水、漂洗十脱水、洗涤十漂洗+脱水，可以使洗衣机控制器工作在任意一种模式，并显示出洗衣机的工作状态和剩余工作时间，在剩余时间结束后有报警声提示使用者，并且可实现暂停洗衣和继续的功能，此外，加入附加功能，可自选三个过程是使用时间并且可预约洗衣时间。

由此分析可将洗衣机控制器分为控制模块、倒计时模块，初始模式选择模块，报警模块，洗衣时间选择模块，选通译码模块和分频器模块。

【设计过程】：1）审题，初步确定思路。

2）用VHDL语言进行编程。

3）适时对程序进行修改。

4）编译成功后，进行仿真，观察波形图。

5）将程序下载到实验板上，调试各功能。

6）通过计算机仿真和下载调试，发现问题，返回原程序进行修改。

7）进行总体的调试。

VHDL实验报告洗衣机控制器设计一．实验题目名称：洗衣机控制器设计二：实验目的、任务和要求：设计一个洗衣机洗涤程序控制器，控制洗衣机的电动机按下图所示的规律运转：图2.1 电机运转时序图用两位数码管预置洗涤时间(分钟数)，洗涤过程在送入预置时间后开始运转，洗涤中按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，用LED表示电动机的正、反转，如果定时时间到，则停机并发出音响信号。

其系统框图如下图所示：图 2.2 系统框图设计思路：此设计问题可分为洗涤预置时间编码寄存电路模块、十进制减法计数器模块、时序电路模块、译码驱动模块四大部分。

设置预置信号LD，LD有效后，可以对洗涤时间计数器进行预置数，用数据开关K1-K10分别代表数字1，2，…，9，0，用编码器对数据开关K1-K10的电平信号进行编码，编码器真值表如下表所示，编码后的数据寄存。

图2.3 编码器真值表设置洗涤开始信号start，start有效，则洗涤时间计数器进行倒计数，并用数码管显示,同时启动时序电路工作。

时序电路中含有20s定时信号，10s定时信号，设为A、B，A、B为“0”表示定时时间未到，为“1”表示定时时间到。

时序电路状态表如下表所示：图 2.4 时序电路状态表状态编码为：S0=00 S1=01 S2=11 S3=10若选JK触发器，其输出为Q2Q1。

逻辑赋值后的状态如下表所示：图2.5 逻辑状态表设置电动机正转信号run、反转信号rev、暂停信号Pause，由时序电路的输出Q2Q1经译码驱动模块，可使显示信号正确反映电路的工作状态，译码驱动模块真值表如下表所示：图2.6 译码驱动真值表直到洗涤计时时间到，时序电路异步复位，并启动音响电路。

其硬件系统示意图如下图所示：图2.7 硬件系统设计三．实验系统结构设计分析系统运行过程如下：在系统进行运行之前，使用K按钮预置洗衣机运转时间，此时用户设定的时间通过数码管时时显示出来，计时设备选取的精度是分钟级，也就是说用户可以设定洗衣时间是多少分钟，范围为00-99。

数字逻辑系统课程设计题目：洗衣机控制器摘要此次的课程设计的题目是简易洗衣机控制器设计，这次的EDA课程设计主要就是掌握EDA技术在一些方面的运用。

掌握EDA技术及CPLD/FPGA的开发流程、自顶向下的设计思想和系统设计的分析方法，以及洗衣机控制器的工作原理。

本次的设计已基本完成要求，待机5s →正转10s →待机5s →反转10s →，如此循环。

并用3个LED灯和7段数码管分别表示其工作状态和显示相应工作状态下的时间，能够自行设定洗衣机的循环次数，利用循环语句来实现。

到达所设定的循环次数后报警提示，报警就是将敏感变量赋给报警输出量。

虽然对于设计的东西不是很了解，不过，大致的思路已经了解。

此篇课程设计报告大致包括对于此次设计的总体的原理和思路，以及设计的每个模块分析，电路图，源程序的描述，仿真结果的展示。

能够将所学知识运用到此次的课程设计当中，对于之前的一些理论知识也是一种深刻认识。

绪论随着电子技术获得了飞快的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

EDA，这个以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的可开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术在现代生活中也越发的重要。

面对当今飞速发展的电子产品市场，电子设计人员需要更加实用、快捷的EDA工具，实用统一的集成设计环境，改变传统设计思路，即优先考虑具体物理实现方式，而将精力集中到设计构思、方案比较和寻找最优化设计等方面，以最快的速度开发出性能优良、质量一流的电子产品。

洗衣机自动控制电路一、设计要求1．洗衣时间设定范围：1—99分钟（预设为30min）2．显示漂洗时间(显示分钟就好)，时间到后会自动报警3．漂洗时（用发光二极管代替电动机）显示正转、反转、暂停4．定时时间内电机工作要求如下：启动正转20s 暂行10s 反转20s 暂行停止定时未到二、设计方案由于受现有知识的限制，我们不能使用单片机以及编写程序的方法来实现。

只能采用CMOS和TTL集成器件等中小型集成块，如计数器，锁存器，与非门，555定时器等构成洗衣机控制电路。

洗衣机的洗衣流程如框图：三、具体电路设计及工作原理说明1、多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，产生振荡信号，用于计时。

在许多场合对多谐振荡器的频率稳定性要求严格，一般采用石英晶体振荡器。

但是由于洗衣机对时间的精确度要求不是很高，所以我们采用555定时器接成的500HZ多谐振荡器。

电路如图：图中是把555定时器接成施密特触发器，在用施密特触发器接成多谐振荡器的方法接成。

其中R7=100Ω，R8=200Ω,C3=5.77μF ,C4=1μF（滤波电容）把数据带入T=（R1+2R2）C2ln2 ，得T约为0.002s。

即周期为0.002秒，输出500HZ 的信号。

4号管脚即为脉冲信号输出管脚。

2、时钟电路及74LS192D功能表时钟电路采用计数器对输入的500HZ振荡信号进行计数，从而实现计时。

用十进制计数器接成两个60进制计数器，分别用于计秒和计分。

分和秒的计数图如下：加减计数器74LS192D(四个)、数码显示管等74LS192的功能表3、电机正转、反转、暂停的表示把秒十位上的数作为正反转控制系统的输入信号，把秒十位上输出的二进制数经74LS138 译码器译码成8个输出，然后再各取两位输出经由译码器、与非门、取反器作用到相应的3个指示灯（U15号灯亮表示正转，U13号亮表示反转，U14灯亮表示停止）。

4、分显示电路原理两个代表分的个位和十位的192的输出端接到74LS138D(3-8译码器)的对应输入端，然后经过74LS04D和74LS00D的处理，LED灯从左到右依次为正传、暂停、翻转。

数电实验报告——简易全自动洗衣机控制器03111班09号迟帅简易全自动洗衣机控制器实验报告摘要：我们制作的系统可以模拟全自动洗衣机控制器。

分为4个按键，分别为模式选择、暂停、开始和复位。

有五个指示灯来显示当前工作模式，分别为单洗涤、单漂洗、单脱水、漂洗和脱水以及洗涤漂洗脱水。

有三个指示灯显示当前工作状态，红灯是正在工作中，黄灯是暂停中，绿灯是停止中。

通过数码管显示当前操作的剩余时间，当操作完成时蜂鸣器会报警提示完成。

通过两个指示灯显示剩余操作数。

Abstract:We made a system that control washing machine. It has 4 buttons: mode choosing, pause, start, reset. We use 5 green lights to show working mode and it has 5 modes. It has one red light to show it is working, one yellow light to show it is pausing and one green light to show it is stopping. The system can show leaving-time and give an alarm when it has finished. It shows how many acts left by two light.设计任务要求：制作一个简易全自动洗衣机控制器：1、洗衣机的动作有洗涤、漂洗和脱水，每个动作持续的时间分别为20秒、15秒和10秒；2、用一个按键实现洗衣程序的手动选择：A、单洗涤B、单漂洗C、单脱水D、漂洗和脱水E、洗涤、漂洗和脱水全过程3、无论选择何种洗衣服的程序，在所选择的程序完成之后，控制器应处于暂停状态；4、用一个按键实现暂停洗衣和继续洗衣的控制，暂停后继续洗衣应回到暂停之前的状态；5、用发光二极管指示当前状态；6、用数码管以倒计时的方式显示当前状态的剩余时间。

湖南涉外经济学院课程设计报告课程名称：EDA技术与应用报告题目：洗衣机控制器的设计学生姓名：所在学院：专业班级：学生学号：指导教师：2016年12月28日课程设计任务书设计一个洗衣机控制器，要求如下：1．设计一个洗衣机控制器，要求洗衣机有正转、反转、暂停三种状态。

设定洗衣机的工作时间，要洗衣机在工作时间内完成：定时启动正转20秒暂停10秒反转20秒暂停10秒定时未到回到“正转20秒暂停10秒……”，定时到则停止，同时发出提示音。

2．若定时到，则停机发出声音信号3．用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始；4．三只LED灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。

摘要洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计。

由一片FPGA和外围电路构成了电器控制部分。

FPGA接收键盘的控制命令，控制洗衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并控制显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转控制、制动控制、起停控制和运动状态控制。

对芯片的编程采用模块化的VHDL (硬件描述语言)进行设计，设计分为三层实现，顶层实现整个芯片的功能。

顶层和中间层多数是由VHDL的元件例化语句实现。

中间层由无刷直流电机控制、运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示控制、键盘扫描、水位控制以及对直流电机控制板进行速度设定、正反转控制、启停控制等模块组成，它们分别调用底层模块。

目录一、概述 (5)二、程序框图 (5)三、程序模块设计 (6)1．减法计数器模块 (6)2．数码管显示模块 (6)3．时序电路模块 (6)4．译码器模块 (6)5.声音模块 (6)四、VHDL源程序 (6)五、仿真波形图 (10)六、结论与心得 (11)七、参考文献 (11)一、概述洗衣机的逻辑结构主要由优先计时模块、报警模块及数码管显示模块组成。

洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计。

由一片FPGA和外围电路构成了电器控制部分。