跪求大侠论文《简易洗衣机控制器的设计制作》
1.1设计的总体思路4
1.2基本原则5
1.3系统设计框图5
2单元电路设计6
2.1厘米计数器和六十秒计数器的设计6
2.1.1分、秒计数器6的设计
2.1.2分和秒计数器7的电路图
2.2秒脉冲发生器9
2.2.1秒脉冲发生器原理9
2.2.2其原理图如下所示
3周期控制电路10
3.1基本原理简介10
3.2其示意图为11。
4单稳态延迟电路12
4.1其示意图为12
5总控制电路13
6故障分析及电路改进16
7总结和调试经验18
8附录(部件清单)20
9参考文献20
1设计的总体思路、基本原理和框图
1.1设计的总体思路
根据课程设计的要求，要求实现电机的正转、反转和暂停。事实上，马达并没有连接到我们。这次要用Sige的LED灯的状态来表示。当显示时间为正转前20秒，反转后10秒，暂停后10秒时，周期正好为60秒，这是一个自然的分钟计数器和秒。下一个脉冲是一定的，但是如果有分钟计数器和秒钟计数器，我们就要考虑是否需要60分频器了。据我们所知，我们有一个移位寄存器来实现循环。还有一个问题。当洗涤时间到了，报警器需要一个报警电路。按照人性化、自动化、低成本的设计原则，报警蜂鸣器不能长时间叫。要有一个合理的时间，我们可以用单稳态电路来实现。看起来不错。这么想还为时过早。还有一个问题需要解决:如何提取时间的信号，让循环电路工作？有两种方案:一种是直接从数值中提取信号来控制一个可以实现循环的74ls 194；另一种是进行二进制到十进制的循环转换来完成这一分钟，但从电路的复杂程度和经济性来看，显然后者过于复杂，不利于接线和排除故障。虽然会比较难，出成果的时间也会比别人晚，但是设计出一款真正能让用户安心的产品还是很有必要的。特别是最后一个环路可以用两个194轻松实现。现在大概就是这样。先说基本原理。
1.2的基本原理
首先，来自秒脉冲的信号经过一个控制电路，进入秒计数器进行计秒和清零。此时，用户输入洗涤时间并按下启动按钮，洗衣机开始工作。当秒计数器变零时，借用分计数器的数字；同时，10秒位转换的信号进入移位寄存器后，LED灯指示电机的运行状态；当用户设定的洗涤时间结束时，电路报警并清零；同时，电机指示灯熄灭。
1.3系统设计框图
1.3.1系统设计框图
2单元电路设计
2.1十进制计数器和60秒计数器设计
2.1.1分、秒计数器的设计
十进制分钟计数器和60秒计数器的原理是一样的，不同的是它们的输入脉冲与十进制不同。我们用四块74LS192来实现分计数和秒计数功能，而我们要的只是倒计时，所以我们把它的UP端接高电平，DOWN端接秒脉冲。第十二位的输入端B、C接高电平，即0110(十进制6)输入端，第十二位的LD端接借用端BO，然后第二位的BO端接第十二位的DOWN端。当第二个脉冲从第二位的DOWN端输入时，第二计数在192开启。
从9到0；此时其借用端BO会以每秒十位的低电平发出一个输入端DOWN，每秒十位的计数从6变为5，直至变为0；当所有高低位都为零时，每秒十位的BO发出低电平信号。当DOWN为零时，置数端的LD等于零，并行完成每秒十位的置数。当下一个下降脉冲到来时，计数器进入下一个周期的递减计数工作。
对于分项计数，同样如此；只要求当秒计数完成时，分钟可以自动减少，并且需要将第二个十位的借位端BO连接到分钟计数的下行端，作为分钟计数的输入信号，以实现第二个从分钟计数的借位。当然这些计数器都是工作的，其中清零端CR应该是低电平，置位端在没有计数时应该是高电平。这是一个独立的计时器，最多可显示101分钟。将所有四个192 QA/QB/QC/QD连接到外部显示电路，就可以看到时间显示。作为洗衣机控制器的一个模块，必须有一定的接口连接其他模块协同工作，子计数器的清零端LD连接在一起；秒的调零端子LD连在一起，所以从外部强制调零时，可以用一个三极管(NPN)或者两个或门来实现这个功能。此外，我们可以使用子计数器的上端来设置外部号码。当它们接一个低触发的脉冲时(通常保持高电平，有外力时输入低电平)，可以实现0到9的数字输入。
2.1.2分、秒计数器电路图
2.1.1分、秒计数器电路图
2.2秒脉冲发生器
2.2.1秒脉冲发生器原理
我们需要的第二个脉冲发生器可以由一个集成的555定时器组成。当电源打开时，VCC通过给R1和R2充电来给电容器充电。电容器上获得的电压呈指数上升。当电容器上的电压达到2/3 VDC时，传输电压VO为零，电容器放电。当电压降至1/3VCC时，输出电平为高电平，电容放电结束。这样就形成了一次又一次的振荡。我们要的周期是1秒，频率是1赫兹。周期t可以由下面的公式得知:
T=R1。R2lnC (2-2-1)
2.2.2其原理图如下。
2.2.1秒脉冲发生器示意图
三周期控制电路
3.1简述其基本原理
我们还是用我们的方法提取秒的第十位上的数作为环控系统的输入信号，第二位上的数是一样的，可以忽略。我们的目标是将一秒钟第十位数字上输出的二进制数转换成两位数和三位数:
所以S1状态
1 0向右移动
1闪烁
0 1左移
5 0101 4 0100
3 0011 2 0010
1 0001 0 0000
3.1.1状态转移表
现在我们把192的QA和QB接到一个异或门，QC接到一个反相器，然后把它们的信号接到一个与非门再接到So端，把反相器的信号输入到S1端；这样就达到了上述要求。我们打开电脑，计数器清零，QA，QB，QC不输出。此时输出为000，194所以，S1为11，移位寄存器个数为0010。当192的输出为0101时，So和S1为10，移位寄存器右移，因为So和S1两端都接一个与非门输出1，再通过一个连接到198。从节点46输出，通过反相器到节点48是低电平与门U28没有输出脉冲，所以194向右移动，直到下一个状态到来。显然，192的输出为0100时也是如此。当输出为0011时，So和S1的状态为11，194并联，其QB端输出高电平1，同时从So和S1输出。当节点46处于1的高电平时，可以通过U28输出脉冲信号，U28的或门U22、U23、U24、U25和U26可以将脉冲信号输出到发射机。
光电二极管实现闪烁；当192的输出为0010时，So和S1的状态由11变为01，在pulse的输入下，移位寄存器192左移。和右移位一样，So和S1到U27的输出都是1的高电平，所以与门U26输出高电平；当计数器192的输出为0001时，仍与0010相同；最后，当192的输出为0000时，与0011的输出相同，移位寄存器194处于置位状态，发光二极管闪烁。此时，信号被提取，环路完成。
3.2其原理图
3.2.1循环电路原理图
4单稳态延迟电路
555时基电路是一种将模拟功能和逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖，构思巧妙，用途广泛，深受电子专业设计师和电子爱好者的青睐。人们称之为伟大的小型集成电路。1972年，美国Signy的Tix公司开发了Tmer NE555双极时基电路，最初是为了替代体积大、计时精度差的热延时继电器等机械延时器件。但该器件投放市场后，人们发现这种电路的应用范围远远超出了当初设计的范围，被广泛应用于几乎所有的电子应用领域，需求巨大。美国各大公司相继仿制了这种电路1974 Signy Tix公司在同一基板上集成了两个双极555单元，命名为NF556。1978年，美国Intelsil公司成功研制出CMOS时基电路ICM555 1CM556，后来又推出了四时基电路558，将四个时基电路集成在一个芯片上。由于CMOS工艺和高集成度，时基电路的应用已经从民用扩展到火箭、导弹、卫星、航天等高科技领域。这期间，日本、西欧等各大公司和厂商也竞相仿制生产。虽然世界各大半导体或器件公司和厂商都在生产自己型号的555/556时基电路，但其内部电路大同小异，都有相同的引出功能。
4.1其示意图
4.1.1单稳态延迟电路
5通用控制电路
既然各个单元电路已经完成，就要把它们有效地结合起来，共同实现目的功能。我们要求在设置分钟数时，秒应该显示为零；对外，要有强制停清；还有暂停功能。
对于设置的数字，我们可以在分钟计数器的上端和高电平之间连接一个开关，当我们给它一个低电平时，计数器就会增加1。但同时，192要求其DOWN端应为高电平，秒计数器为零。我们可以清除第二个计数器，同时停止脉冲。在高电平上连接一个开关，将其连接到一个JK触发器，同时将JK触发器的JK连接到1，实现触发器功能。让它的Q端输出到秒计数器的清零端，这样秒计数器就可以在刚开机或再次按下启动键后清零。将JK触发器的Q反相端和子计数器的借位端Bo的反相信号连接到一个与非门，与非门的信号连接到子计数器的DOWN端，保证数字置位时DOWN为高。但是，如果只有这种情况，当再次按下开机键时(如图中的JBOY3乐队)，秒计数器的下端没有脉冲信号输入，192不能工作。我们可以把pulse和JK触发器的Q端接到一个与门，然后把它的上输出接到第二个计数器的下端来控制计数。先休息一下。现在的问题是循环LED不是由控制键控制的，所以需要将与门U12的控制信号输出到移位寄存器194的时钟信号CLK。
最后要解决一个大问题。当设定的洗衣时间结束时，它会发出警报并自动重置。关于报警电路，我们知道当计数器全为零时，从第二位到第十位会发出一个借位信号，第十位会发出一个借位信号。我们可以用这个信号作为报警和清除的信号。平时192的借位端保持高电平，有借位信号时变为0。我们在第十位的借位端接一个非门，然后接除法的CLR端。还需要接一个JK触发器(U10)作为它的时钟信号，然后接单稳态电路的输入端TRI，单稳态的输出端接蜂鸣器。与门(U14)的另一个输入连接到控制开关JBOY3乐队，与门仍然连接到JK触发器U9，这样当洗衣时间结束时，十分钟计数器的借用端Bo的0信号可以通过上述路径变为1到达与门U14，同时JK触发器U10得到一个触发信号并输出到单个。同时，U14发出的1信号使U9发出1信号清零第二个计数器；当然，U9的Q端因为0信号而没有输出第二个脉冲，所以原来的闪光灯不再亮了。至此，一条电路终于ok。有时候我们需要休息一下。当我们改变洗衣量时，我们需要一个暂停键。这样也可以，只需切断第二个脉冲。我们可以在与门U12和脉冲到达端之间连接一个由开关控制的JK触发器控制的与门，这样就可以控制脉冲输出。我们知道，当与门的一个输入为0时，无论另一端发生什么，它的输出都是0，但当一端为1时，与门在另一端输入什么都可以输出。现在控制终端也被连接，这样一个完整的洗衣机控制电路就完成了。
5.1.1总电路图
6故障分析和电路改进
想要得到一个好的设计，需要的永远是肯定和否定。几经修改，一个电路就可以肯定和采用了。就像一个循环回路，一开始设计了一个有三个接口的回路。这个接口要求从每秒十比特输出的信号要变成一个状态，这个状态只能是高效的。当它到来时，可以说实现正向传输、反向和暂停的电路是相互独立的。原因如下:高水平来了，让它接So和194的S1。其中，一个RS触发器连接到从So接收的信号，当B端的数字输出时，QB上有一个高电平，连接到一个D触发器。D触发器从Q反向端输出的信号连接到刚才RS触发器的Q端使Q端为零，这样就可以在脉冲的控制下向左移动，如图中连接到开关1的电路所示。同样，将一个RS触发器连接到电路输入到端子S1，将端子194QB反馈的信号连接到D触发器，将D触发器Q端的信号连接到端子S1，这样就可以向右移动了，如开关2所示。循化要单独设计。如图，二极管是用来保证各个模块能够独立工作的，这样当高电平到来时，194的数字就被设置为0000，同时清除最后一个状态，无论是左移还是右移。此时只要接通开关1或2，在脉冲的作用下就能闪烁，单模块演示就ok。但是如果接在电路上就不行了。开启时，第一分钟可以向右移动或者眨眼，向左移动就不行了。LED是空白的，但是接下来的几分钟，只有闪烁的时候才能看到。经过几次实验，知道时间开关3有问题，不管是1还是0的状态，都优先于194Q的端子出来的数。当时间开关3不起作用时，已知当194Q的端子两端连接一个LED时，当194q的端子向右或向左移动时，两个发光二极管的状态都不起作用。
图表如下:
7.1.1电路图
7总结和调试经验
1.通过这个课程设计，我们加强了自己做事、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过该方案设计了一套电路原理、PCB连接图和芯片选型。在这个方案中，使用了四个74LS192定时器，两个74LS08、74LS32、74LS00、74LS76和NE555定时器，以及一个74LS194和一个74LS86定时器。
2.在设计过程中，我们经常会遇到这样的情况，就是我们总认为这个连接可以工作，但是总是接不上电路，所以我们在上面花了很多时间。
3.我如此沉浸在课程设计中，也是对课本知识的巩固和强化。因为课本上的知识太多，平时课间的学习中不能很好的理解和使用各种元器件的作用，考试内容也有限，所以在这次课程设计的过程中，我们了解了很多元器件的作用，对它们在电路中的使用也有了更多的了解。
平时看课本的时候，有时候问题总是很混乱。完成课程设计后，那些问题就迎刃而解了。你能记起很多事情。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了。通过动手实践，我们对每一个部件都有了深刻的印象。知识来源于实践，实践是知识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以期末考试前的课程设计对我们来说很重要。
4、
人生就是这样，汗水预示着结果，见证着收获。劳动是人类生存和生活的永恒话题。只有通过实习，我才真正体会到“艰苦奋斗”这个词的真正含义，体会到老一辈的电子设计人为我们这个社会付出的代价。我想说，设计确实有点辛苦，但也有乐在其中。在今天单一的理论学习中，实践的机会很少，但是我们可以，设计也是团队任务。一起工作可以让我们有说有笑，互相帮助，默契配合。这里洒下多少人间欢乐，大学一年的感情赶不上十天的合作。感觉和同学的距离更近了。我想说，我真的很累，但当我们看到自己所做的事情时，难免激动；俗话说“360行，每一行都是最好的。”我们也可以为社会做我们应该做的一切。这有什么不好？我们不断问自己。也许有人不喜欢这种工作，也许有人觉得设计工作有点无聊，但我们认为不管做什么，只要人过得有意义就好。社会需要我们，我们也可以为社会工作。既然如此，还有什么必要失去呢？所以我们决定走自己的路，坚持下去。
同时，我认为我们的工作是一个团队工作。团队需要个人，个人离不开团队。我们必须发扬团结合作的精神。一个人的离开可能导致整个工作的失败。实习中只有一个人知道原理是不够的。每个人都必须知道，否则一个人的失误可能导致整个工作的失败。团结合作是我们实习成功的一个非常重要的保证。而这次实习正好锻炼了我们这一点，也是很有价值的。
对我们来说，知识上的收获固然重要，精神上的收获更令人欣慰。挫折是财富，经历是拥有。这次实习一定会成为我人生旅途上非常美好的回忆！
通过这次课程设计，我明白了理论与实践相结合是非常重要的。只有理论知识是不够的。只有将理论知识与实践相结合，从理论中得出结论，才能真正服务于社会，从而提高自己的实践能力和独立思考能力。设计过程中遇到的问题可以说是困难重重。毕竟这是第一次做，难免会遇到各种问题。同时，你会在设计过程中发现自己的不足，对之前学过的知识理解不够深入，掌握不够牢固。
课程设计最终顺利完成，设计中遇到了很多专业知识问题。最后在老师的努力指导下，终于解决了。同时我们也从老师那里学到了很多实用的知识，我们下次感谢！同时向所有帮助过我的同学和指导老师表示诚挚的感谢！
5，这次课程设计，我学到了很多课堂上学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现错误时即兴发挥，与人一起提高，都受益匪浅。在未来，高质量地制作和完成项目应该会更容易。
6.在此，感谢老师的悉心指导，以及其他组同学的无私帮助！
8附录(部件清单)
设备型号、用途和介绍的数量
74ls 192 4号柜台
74LS194移位寄存器1
74LS08四2输入与门2
74LS04六个逆变器1
74LS32四2输入或门2
74LS00四2输入与非门2
74LS86四2输入异或门1
74LS76双JK触发器2
NE555 555集成定时器2
9篇参考文献
亚平、易英平主编的《电子技术》课程设计
《电子技术课程设计指导》彭杰华主编高等教育出版社
《电子电路设计、实验与测试》，谢主编，华中科技出版社。
阎氏高等教育出版社主编《数字电子技术基础》