洗衣机定时正反转控制课程设计报告

洗衣机定时正反转控制

洗衣机定时正反转控制设计报告

一：设计内容

洗衣机完成洗涤过程，关键是对洗衣机内的电动机的运行进行合理的控制，保证洗涤过程的有效、节约、方便等。本题任务是：用中规模集成电路实现洗衣机总洗涤时间、定时正反转及洗涤强度控制。

二：设计内容及要求

1.完成洗涤电机实现“正转→停止→反转→停止→正转→……”的工作循环。

2.用倒计时的方法，数字显示当前状态的剩余时间.

3. 洗涤强度分强、弱两挡。

强档：正转（10秒）→停（3秒）→反转（10秒）→停（3秒）→正转（10秒）；

弱档：正转（7秒）→停（3秒）→反转（5秒）→停（3秒）→正转（7秒）。

4.可设置总的洗涤时间，总的洗涤时间结束时，有声光报警提示。

三设计思路及原理

从设计的要求看，要求实现正转反转暂停，实际上又没有电机给我们接上，这可以用计数器的四个状态来表示，同时用四个LED灯的来显示（实际连电路时由于过于复杂而没有接），此试验可设置总的洗涤时间，理所当然要用分秒计数器。接下来脉冲是一定的，我们用555单稳触发器来作为秒脉冲，用秒的十位接到分的脉冲端，当秒的十位需要借位时表示一分钟。还有个问题当洗涤的时间到了要报警，可用发光二极管或灯来显示。强弱档可用两片74LS153、一片双JK 触发器74LS76和一片74LS192来实现，其中前两者连为四进制计数器，每个状态分别表示正转、停、反转、停，同时输出端接到减法器74LS192的输入端给以

置数，当减到0时输出接到74LS153的脉冲端进入下一个状态。如此循环。总的洗涤时间另外用四片74LS192来实现，分别为秒的个位、十位；分的个位、十位。可设置最长时间为99分钟。(真实连电路时只用了两片作为秒的个位及十位，总时间为60秒，方便老师验收检查一个周期）。现在大体上就是这样，因此可得出洗衣机系统的框图如下

四:设计分析

A.分秒计时器

1.设计要求：

1）实现以秒的速度进行加计数循环，以分的速度进行减计数循环

2）实现定时功能，以秒的速度预置定时的时间，然后以分的速度进行计时，时间过后应锁定在零的状态。

置数输入端

倒计时数码显示 置数控制端

时钟输入

溢出信号

置数组合逻辑

倒计时结束判别

时钟信号

时钟输入

状态计数器 状态输出

驱动 电机

强档

弱档

3）实现报时功能

2.实验原理

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。

3.单元电路分析

错误！未指定书签。错误！未指定书签。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，我们用两片片74LS192来实现秒计数功能，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。

如果有必要，我们还可以增加两片74LS192芯片去实现分计数。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99分钟的计时器（实际只用了两片74LS192，可以显示60秒的计时）。把74LS192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低电平）的脉冲上就可以实现从0－9的数字输入。（平时保持高电平，外从0－9的数字输入。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。 附1 74192的引脚图及功能表：

分秒计数器电路图：

CLR LOAD UP DOWN 功能 H * * * 复位 L L *

*

预置 L H H 加计数 L

H

H

减计数

借位端

进位端

B.强弱挡控制电路

1）原理

当左边开关A断开时，秒脉冲信号送给上面的74LS192，控制强档工作。带预置清零端的双J-K下降沿触发器74LS76经过逻辑功能转换可以实现2Q1Q输出为00，01,10,11的四循环跳转，并将这四循环分别依次作为置数端置给双4选1数据选择器74LS153的BA 端。当开关A断开时，上下两片74LS153的置数端1C0 1C1 1C2 1C3 2C0 2C1 2C2 2C3分别为：上片1010 0101 下片0000 1010。第一个信号到来时，BA为00，上片74LS153输出端2Y 1Y输出2C0 1C0的值为0 1，下片74LS153输出端2Y 1Y输出2C0 1C0的值为1 0，则可预置BCD双时钟可逆计数器74LS192 的置数端DCBA 为1001，输出端QDQCQBQA在秒脉冲作用下从二进制九开始进行减计数。减计数至0时，进位输出端BO给右边的双J-K下降沿触发器74LS76信号，使之输出端2Q1Q跳转至01，经过上述同类的过程转换，到达DCBA信号为0010，此时之前BO给LOAD端的信号经过一个延迟装置恰好到达使74LS192置数为0010，又一轮减计数循环开始。74LS76的四循环00，01,10,11使74LS192完成1001,0010,1001,0010循环，即数码管显示依次为9秒，2秒，9秒，2秒的减计数四循环，对应强档：正转（10秒）→停（3秒）→反转（10秒）→停（3秒）→正转（10秒）的洗涤要求。

同理可知，当左边开关A闭合时，秒脉冲信号送给上面的74LS192，控制弱档工

作。所不同的是，当开关A闭合时，上下两片74LS153的置数端1C0 1C1 1C2 1C3 2C0 2C1 2C2 2C3分别为：上片0000 1101 下片1010 0000。则弱档时，74LS76的四循环00，01,10,11使74LS192完成0110,0010,0100,0010循环，即数码管显示依次为6秒，2秒，4秒，2秒的减计数四循环，对应弱档：正转（7秒）→停（3秒）→反转（5秒）→停（3秒）→正转（7秒）的洗涤要求。

2）电路图

附2 74LS153管脚图及功能表

C 秒脉冲信号（由555触发器和电阻电容组成）

74LS153的管脚图和功能表

（a ）管脚图

1 2

3

4

5

6

7

12 11 10 13 14 15 16 V CC 74LS153

9

8

GND 1Y 1C 3 B 1G

1C 2 1C 1 1C 0 2Y

2C 3 A 2G

2C 2 2C 1 2C 0 （b ）功能表

输入 输出

B A ? ? 0

0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1

1 1 1 1 G 1 Y 0

C 3 C 2 C 1 C 0 ? ? ? ? ? ? ? 0 0 ? ? ? 1 1 ? ? 0 ? 0 ? ? 1 ? 1 ? 0 ? ? 0

? 1 ? ? 1

0 ? ? ? 0 1 ? ? ? 1

五总的控制电路

现在各单元电路完成了，最后要把他们有效的结合起来联合工作，实现目的功能。我们要求可以给分置数，外部还要有强制停止并清零，还有暂停功能。这也可以的，只要把秒脉冲切断就可以了。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了，其电路图如下:

六安装调试步棸

操作简述：当555触发器接通高电平时，产生秒脉冲信号。秒脉冲信号分别进入计时器和强弱档控制电路的两片192芯片的down输入端。计时器按照之前设定的时间进行倒计时，当计时时间到时，两个数码管的数字为0，同时输出端接两个4072与门电路，通过7432与555触发器和与门电路接通，达到时间到，锁住秒脉冲信号，同时接显示灯达到报警的效果。强弱档控制电路的数码管的数字显示工作状态，时间到达时，秒脉冲信号锁住，电路停止工作。

七使用元器件

原件名称数量(片）

74153 2

74192 3

7476 1

74LS00 1

7404 1

7408 1

7432 1