EDA课程设计洗衣机控制器设计

燕山大学

课程设计说明书题目：洗衣机控制器

学院（系）：电气工程学院

年级专业：检测技术与仪器

学号：

学生姓名：

指导教师：

教师职称：

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：电气工程学院基层教学单位：电子实验中心

说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

2012年 3月 17 日

目录

第1章摘要 (1)

第2章总体设计思路 (2)

第3章详细设计 (3)

3.1 6分钟倒计时器的设计 (3)

3.2 35秒倒计时器的设计 (6)

3.3 整体的电路设计 (8)

第4章管脚锁定及硬件连线并调试 (10)

第5章总结 (11)

参考文献 (12)

洗衣机控制器的设计

第1章摘要

本文是洗衣机控制器的设计，主要是针对倒计时器的设计，提出了总体的设计方案，详细的设计过程，主要运用了74168和74192的减法计数功能，一个模块一个模块的完成设计，并通过仿真保证设计的正确性，最后组装电路，管脚锁定，并调试成功。

设计过程采用系统的设计方法，先分析任务书，明确任务的要求，根据具体的要求进行总体的设计，划分系统模块，然后进行详细的设计，决定各个功能系统模块中的内部电路，然后进行波形仿真。

要想实现洗衣状态的6分钟倒计时功能，就需要将控制秒循环的60进制的减法计数器和控制分递减的6进制减法计数器相连接，每个计数器都是由74168的减法计数器功能实现的，低位计数器每循环一次给高位信号一个借位信号，高位计数器就开始工作，3片74168共同构成了6分钟倒计时模块。

要实现甩干状态的35秒倒计时，本文用74190来实现36进制的减法计数功能，用两片74190来控制使低位的减法计数器每循环一次给高位信号一个借位信号，高位开始动作。

最后将两个倒计时模块进行封装，在利用74157对三个数码显示管要显示的数字进行选择。

第2章总体设计思路

本设计用2个拨码开关设置洗衣机的工作方式：洗衣、甩干。因为时钟倒计时，所以需要将1HZ的脉冲信号给6分钟倒计时模块（或者35秒倒计时模块），控制端控制倒计时模块的启动和暂停，当控制端电位为高电平时，倒计时模块开始工作，当控制端电位为低地点平时，倒计时模块停止工作。计时信号由实验箱上的数码管显示出来。当6分钟(或者35秒)倒计时计时完毕，即分的显示和秒的显示都为0时，计时模块停止工作。

要想实现洗衣状态的6分钟倒计时功能，就需要将控制秒循环的60进制的减法计数器和控制分递减的6进制减法计数器相连接，每个计数器都是由74168的减法计数器功能实现的，低位计数器每循环一次给高位信号一个借位信号，高位计数器就开始工作，3片74168共同构成了6分钟倒计时模块。

要实现甩干状态的35秒倒计时，本文用74190来实现36进制的减法计数功能，用两片74190来控制使低位的减法计数器每循环一次给高位信号一个借位信号，高位开始动作。

第3章详细设计

一、6分钟倒计时器的设计

本课程设计的题目要求洗衣机的洗衣时间是6分钟，要实现6分钟的倒计时，我用的是3片74168通过级联的方法来实现的。

（1）74168的功能

74168是同步十进制加/减计数器，各引脚功能：

D0、D1、D2、D3为输入端。 Q0、Q1、Q2、Q3为输出端。

LDN为置数端且低电平有效。 CLK为时钟脉冲，实验时接1HZ脉冲信号。

U/DN为计数控制方式，当其为低电平时进行减数。

ENPN、ENTN为使始能端，当其为低电平时计数，高电平时保持。

74168真值表如下图：

通观察74168的真值表发现，LDN端为低电平时该计数器强行置数，LDN端为高平时，并且ENTN与ENPN同时为低电平，U/DN为低电平时开始减法计数。

（2）6分钟倒计时计数器的设计电路

如上电路图所示，当控制端LDN为低电平时，计数器置数，左边秒位上输出为9，上面十分秒输出为9，右面的分位上输出5，当控制端LDN为高电平,ENTN 、ENPNU、/DN同为低电平时，计数器开始做减法计数工作，且在脉冲上升沿触发，秒位从9递减到0，即输出为0000时，给十分秒位一个借位信号，用一个四输入的或门实现这一功能，只有当输入全为零时或门的输出端才为全零，74168的使能端为低电平有效，此时十分秒位进行一次减法计数工作。如此反复，直到十分秒和秒位上通过或门输出1时给分位上一个借位

信号，使74168的使能端为低电平有效，此时分为上进行一次减法计数工作。如此反复，直到3个74168皆输出0000时，使倒计时器停止工作。并且可以通过对名字为01的引脚的电平的控制来实现紧急情况下的手动停止。

下面为6分钟倒计时器的仿真波形

开始时的波形

尾波形段的

当洗衣机在洗衣工作状态下手动停止时的波形

将6分钟倒计时器封装成名为caoyu的芯片。

二 35秒倒计时器的设计

（1）74190的功能

74190是十进制加/减计数器，下表为74190的真值表

通过观察真值表发现，DCBA为74190的输入端，当LDN为低电平时74190实现其指数功能，当GN，LDN同时为高电平时，74190具有减法计数器功能。

（2）35秒倒计时器的设计电路图

如上电路图所示，当LDN为低电平时，计数器置数，上面的低电位输出为6，下面的高电位输出为3，当控制端LDN为高电平时，DNUP为高电平，计数器开始工作，且在脉冲上升沿触发，低电位由6减到0，再变化到1001时，使高电位74190的CLK完成从0到1的跳变得到一个上升沿，使得高电位减一，当高电位与低电位同时为零的话由或非门的控制使得计数器停止工作。当有紧急情况发生时将引脚名为jiji的输入停止端置1，使计数器立即。

下面为35秒倒计时器的波形仿真图当洗衣机正常工作时波形为