[课程设计]洗衣机控制电路设计

华中科技大学计算机科学与技术学院06年数字逻辑课程设计报告

题目：全自动洗衣机控制系统的实现

专业：

班级：

姓名：

同组队员：

学号:

成绩：

完成日期： 2006年 9月

一．设计目的

为了巩固课本所学知识，培养动手能力和实际解决问题的能

力，加深对课堂知识的理解和运用，进一步学习和熟悉各种常

用芯片的规格和使用，能掌握电路的组装和基本问题的排除。二．设计内容

制作一个全自动洗衣机的程序部分，实现功能有：洗，漂，脱，同时包括显示灯的指示和蜂鸣器的鸣叫。还有水位和启动暂停

和总开关的设计。

三．设计器材

实验室常见芯片，包括：

LS7432,LS74193,LS74194,LS7408,LS7404,LS7490,以及NE555

和若干灯，一个蜂鸣器，几卷导线！

四．设计时间

9月初一个星期

五．电路设计和原理

1．模块介绍

a.启动暂停模块

启动暂停采用了一个D触发器，降手动脉冲转换成电平信号。同时用总开关(power)作为RD端输入，用来控制开关断开的时候，输出臵零。输入端Q再和NE555产生的自动脉冲相与，这样直到按下启动后相与后才会存在脉冲，否则则没脉冲，即暂停工作。

b.洗漂脱的实验

本模块采用三个193累加计算器，实现分别对洗漂脱时间的预定，

原理如下：首先对3个193分别预定时间，同时每个对应一个显示器，用户可以从显示器上看到自己预定的时间。开始工作后，首先第一个193即洗先开始，当预臵时间减为零后，四个输出相或产生一个零信号非后触发第二个193开始工作，同理再完成第三个193的工作。一次全过程完成后，最后个193四输出相或非后将3个193的LD端都臵零，这样又回到了开始洗的状态，按下开始后进行第二轮洗涤。图中第一个193输出经过一系列与非门转换，目的在于显示两位数字。这个过程中按下启动暂停键就会停止Q端输出，即193无CP输入，整个装臵都会暂停下来。最上面那根线是接总开关，用来实现开关关是193清零。

c.闪灯模块

灯的要求是等待状态为长亮，运行中为闪烁，运行完毕灯熄灭。为实现这个目的，表达式如下：

洗灯=w*!start(!表示非)+start*w*s

漂灯=f*!start+start*w+start*f*s

脱灯=d*!start+start*w+start*f+start*d*s

实际接线就如上如显示，原理很简单，在这里就不在累赘。

注：上面通下来的3根线是w,f,d。分别是3个193输出的4个或！

d.水位控制

水位控制通过一个193实现，首先给预臵1，利用水位按钮实现脉冲输入，当输出达到九的时候，Qa和Qd相与产生个信号非之后LD端臵零，这样193又回到了初始状态，即重新显示为1。

e.蜂鸣器

喇叭的设计有2类，一是暂停水位按钮按下响一次，二是一次全部完成后长鸣。上图昨天两条线分别对应暂停键和水位按键，右边的线是一个D触发器的输出，触发器作用是把完成后产生的信号d非下后给触发器作为脉冲，通过触发器作用输出电平信号以实现蜂鸣器长鸣。中间从上下来的线是将触发器输出清零，以便停止响铃。

f．指示灯

上面的指示灯表示总开关的开与关，下面的指示灯表示按下启动暂停后长亮，再按下后就会熄灭，用电平信号来实现。

六．程序大体说明

首先要打开总开关，即power。然后要先预臵3个过程分别需要的时间，预臵完成后按下确定键。然后再按下启动/暂停键，洗衣机就开始工作，按照刚才用户预臵的时间，分别进行洗漂脱。直到脱完成后洗衣机会重新回到刚才预定完时间的状态，直到再按下启动/暂

停，洗衣机开始第二轮洗涤。

七．实验内容

本程序经过实际测试，全部功能都已经通过。

八．附加功能

本程序最大的特点是可以对洗、漂、脱的时间分别进行事先预臵，用户可以在开始前根据自己的要求将时间先设定好，然后开始全自动洗涤。同时程序可以应用户要求只脱水而不进行洗涤，用户只要将3个步骤中的任何一个时间臵0，该步骤在洗衣机进行过程中就不会被执行，这样用户可以自定义洗涤过程，更加方便灵活。

九．其他说明和注意事项

i.关于确定键的说明：

本程序由于设计成用户可以完全自定义洗涤当中3个过程每个步骤的时间和任意选择洗涤过程，所以设臵了一个确定键。这个键的作用可以说用户在设定时间后需要按下确定键以告诉洗衣机准备完毕可以开始了，这个键并不是多余的，我们在设计过程中考虑的是否减免这个键的设臵，但是由于功能的更多实现，要设定时间这个键是不能省的。

ii.关于漂和脱不能设臵两位数的问题

其实实现漂和脱的时间能设定两位数一点都不麻烦，原理和洗的时间能设臵成12分钟是一样的，因为考虑到我们实验中芯片有限，板上插槽也有限，而且没有必要完成实现全部功能，一个做成功了就已经达到目的了，所以这个问题其实是小问题。

十．实验改进建议

1．程序一个很显而易见且比较容易实现的功能可以说是对最后完成洗涤后响铃的定时关闭功能的改进。甚至我们可以让用户自定义响铃的时间，我们需要一个193芯片，让用户预先设定好响铃时间长度，当洗涤完成后，d(即脱中4个输出相或)产生个信号驱动193开始工作，当达到时间后给个反馈卡断脉冲，响铃就停止，这个功能实现并不复杂。

2．由于我们添加了几项其他功能，导致试验中导线和芯片很多，导线缠绕在一起，芯片埋在导线当中，给后来差错造成了很大阻力，同时由于没有详细的规划，往往一个模块接好后，以后回头甚至有忘记如何接线的问题，希望以后养成好习惯，详细具体画好电路图，然后接线有条不紊，注明解释，这样做到井井有条。

3．程序设计中总开关设计成清零开关，其实这是不合理的，现实中开关应该控制整个洗衣机的电源，其实开关做成电源反倒容易的很多，按老师的解释是应该是给我们加点难度。但其实结合实际我想可以把power做成电源开关，可以另外加个清零按钮。

十一.感想和心得

这次数电程序设计实验可以说获益非浅，首先最深的感受是：哇，我们学的知识终于可以做出点东西来了！我们都已经大三了，说实话一直感觉课本知识按照老师说都是基础，一定要好好掌握，我们也照做了，我们考了个80，90多分。可是我们还是感到一种心虚，其实个人觉得好的学习应该在不断的有成就当中进行，当用自己所学的知

道完成了任务的时候，那是一种成就感，是对自己学习的肯定，就会给自己带来无限的信心和继续学习的热情，我觉得不断地去实践并取得一定成果，这样学习是最好的。这次数电实验给了我们一次真正展现自己能力的机会，我通过自己的不断努力，我也终于成功了！

第二点感受颇深的是自己发现课本上学的东西真的是纸上谈兵。我们只能从书本上的字里行间看到说电路中会存在竞争存在险象，可是我们根本就没有办法真正体会到其重要性和如何预防等措施。这次数电实验，通过自己动手，自己发现问题，我看到了竞争并解决了竞争。我通过加长导线的办法成功避免了一处竞争，当我成功的时候，我发现实验的重要性。还有个问题是越到后来，接线和芯片使用多起来，电路就难免变的不稳定，查起问题来又不方便，何况不是错误是不稳定问题，这些问题在课堂上只听老师讲讲是完全体会不到的。但我知道我都做到这个地步了，我不能放弃，好多次我自己很是烦躁，直接去吃饭或者不去做实验来逃避问题，但我清醒的知道问题还是要解决的，我鼓起勇气，耐着性子，面对强大的困难，我不再退缩，我从检查线路开始，到检查芯片，到检查导线（有一次导线坏了的问题还真是存在），和我的搭档不懈的努力，终于问题还是迎刃而解，老师曾一直指责我们的电路总开关清零作用有错误，偶尔会出现0。我就直接拔线重新设计电路。我知道没有解决不了的问题，只有有信心，只有有勇气，只要有耐心，没有战胜不了的拦路虎!!!!我衷心的感谢这次数电实验，给我的启发是巨大的，给我的收获是无限的。

十二.附完整电路图