2022年数字电路课程设计--洗衣机电路设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 数电课程设计论文论文题目：洗衣机掌握电路设计课程名称 数字电子技术基础课程设计 学 院 专业班级 学 号 姓 名 指导老师2022 年 05 月 26 日一、设计题目 . 2 1、设计地目地：. 2 二、设计任务与要求 . 2 三、设计思路 . 2 四、 单元模块地设计 . 3 1、脉冲发生器 . 3 2、 60s计数器模块 . 4名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1）芯片说明 . 42）60 进制异步减法计数器. 53、定时模块 . 6 4、 显示模块 . 8 1

2、）CD4511 . 8 2）8 段数码管 . 85、 洗衣机正反转模块. 96、其他模块 . 10 1）蜂鸣器 . 10 2）正反转停止 . 11 五、 作品及元件清单：. 13 六、 总结及心得 . 13一、设计题目 洗衣机掌握电路设计1、设计地目地：1.把握洗衣机掌握电路地设计、组装与调试方法. . 2. 熟识数字和模拟集成电路地设计和使用方法二、设计任务与要求设计制作一个洗衣机掌握器,具有如下功能：1采纳中小规模集成芯片设计洗衣机地掌握定时器,掌握洗衣机电机作如下运转：2洗涤电机用两个继电器掌握 .3用两位数码管显示洗涤地预置时间（分钟数）,按倒计时方式对洗涤过程作计时显 示,直至时间到

3、而停机 .洗涤定时时间在 010min 内用户任意设定 .4当定时时间到达终点时,一方面使电机停转,同时发出音响信号提示用户留意 . 5洗涤过程在送入预置时间后即开头运转 .三、设计思路名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本定时器包括两级定时：一是总洗涤过程地定时；二是在总洗涤过程中包含电机地正转、反转和暂停三种定时,并且这三种定时是反复循环直至总定时时间到为止 .总地洗涤时间定时器负责整个电路地时间定时功能,依据设计要求,需要可以自由设定 1-10 分钟地洗涤时间.其次个定时是电机地正反转定时,要求依据 环下去,直

4、到定时时间到 .依据思路：我们地设计模块电路为：显示2s 暂停, 8s 正转, 8s 反转,并且不断地循暂停计数器一级定时器二级定时器反转定时正转四、单元模块地设计1、脉冲发生器名师归纳总结 用 555 定时器组成地多谐振荡器地原理图如下列图.R1、R2、C 是外接电阻元件.当第 3 页,共 14 页uc 因电源接通对C 充电而上升到2UCC时,比较器A1 输出为低电平,使R-S 触发器输出置30,T 导通,电容C 通过 T 放电；当uc 因电容放电而减小到略低于1UCC时,比较器A2 输3出为低电平,使R-S 触发器输出置1,T 截止,电容C 连续充电直到uc 略高于2UCC时,3触发器又翻

5、转到0,从而完成一个周期振荡.其振荡周期可用下式运算：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - T=ln2* （R1+2R2 ）CT=Ln2*8.2k+2*68K*10uf 1sUc 555 连接电路 555 脉冲产生周期8 UCC电源端4 WR 复位端5k电压掌握端VC 5 5k+ + A 1- R- Q 输出端8 7 6 5 TH 6 - 高 触 发- D SDTL 2 5k+ + A 2Q 3 555 4 OU低 触 发- 1 2 3 DIS 7 555 定时器地引脚图放电端T 1 GN电源地555 定时器地原理图2、60s计数器模块1）芯片说明74HC

6、192 是 同 步名师归纳总结 十进制 可 逆 计 数 器 ,第 4 页,共 14 页它具有 双 时 钟 输 入 ,并具有 清 除 和 置 数 地功 能 .其 引 脚 及 功 能 如图所示：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 功能表如图制异步减法计数器2） 60 进依据功能表,要实现60 进制地功能,就只需要使用2 个 192 计数器,便可以组合成60 进制异步减法计数器.该电路图地时序表如下第一个芯片为10 进制计数器,其次个计数器为6 进制计数器,脉电路状态等效十进借位冲Q3 Q2 Q1 Q0制011 0 1 010021 0 0 19031 0 0

7、 080 0100 0 0 001脉电路状态等效十进借位冲Q3 Q2 Q1 Q0制0名师归纳总结 10 1 1 060第 5 页,共 14 页20 1 0 150- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 30 1 0 040 06 0 0 0 0 0 1当第一个 192 从 10 减到 0 之后, 13 脚会产生一个脉冲,此脉冲接入其次 192 地 cpd 脚,充当计数脉冲 .当其次计数脉冲从 6 减为 0 时, U1 U2 输出端输出 0000 0000,此时通过与非和反相器组成地电路,接入 U1 和 U2 地 11 脚,置为初始值,开头下一轮计数 .真值表

8、如图：QA QB QC QD QA QB QC QD PL 1001 0110 1 1000 0101 1 1 0000 0000 0 3、定时模块名师归纳总结 74HC192 具有置数地功能,可以利用置数功能实现定时器地功能.第 6 页,共 14 页其中, 0-9 分钟定时电路如图1 所示 .当开关 S1 打开时, U4 脚接入低电平,答应置数,此时,脉冲对计数器无效,不计数开关 S2 接高电平和U1 地第 5 脚,按键按下时,充当计数脉冲.每按一次,计数器加1.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - U1 地 QA,QB,QC,QD 端分别连接U4 地

9、A,B,C,D 端,在 U1 计数时,同时将U4 实时置数,实现定时功能 .10 分钟定时：由于 10 进制计数器只能定时0-9 分钟,所以要实现10 分钟地计数,仍需要另外一个计数器 74HC192.原理同 0-9 分钟地相像,由于该位只显示 1 和 0 两种状态,所以不需要使用另外地计数器来实现置数功能,使用单刀双掷开关,显示 1 时接高电平,显示 0 时连接低电平,实现置数功能 . 电路如图：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3、显示模块 显示模块使用 CD4511 和 8 位数码管 . 1）CD4511 C

10、D4511 是一片 CMOS 地七段译码器 .具有 BCD 转换、消隐和锁存掌握、七段译码及驱动功能地 CMOS 电路能供应较大地拉电流.可直接驱动共阴LED 数码管 .引进功能如下列图.真值表如下列图LBLTDCBAabcdefg显示ELXX0XXXX11111118X01XXXX00000000011000011111100110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101101150110110001111160110111111000070111000111111180111001111100192

11、）8 段数码管 数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管.发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管 .共阴数码管是指将全部发光二极管地阴极接到一起形成公共阴极COM 地数码管 .共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线 GND 上,当某一字段发名师归纳总结 光二极管地阳极为高电平常,相应字段就点亮.当某一字段地阳极为低电平常,相应字段就第 8 页,共 14 页不亮 .当使用 cd4511 为译码器,必需使用共阴地数码管.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 显示电路如下列图5、洗衣机正反转模块设计要求该电路掌握电机正转8s,暂停2

12、s,反转8s,并不断循环直至定时时间到时显示暂停 .该模块与一级定时模块连接.十位数字（二个位数字（二转动进制） A进制） B方向011101000110反转01010010010000000011 0010 0001名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可以得到真值表如下图 0000十位数字（二个位数字（二转动进制） A 进制） B 方向011101010110正转01010011010000010011 0010 0001 0000十位数字个位数字转动Y1A BY2A B暂停（二进制） A （二进制） B 方向B

13、0101 A图-5-1 正转0100 1001 0011 反转0010暂停0001 00001000 由真值表经过化简得到地公式,可以得到图5-1 地电路图,其中A 连接十位计数器地QA输出脚, B 连接个位计数器地QD 输出脚,即可以实现正反转地功能.6、其他模块 1）蜂鸣器 当定时时间终止之后,蜂鸣器启动,提示用 户定时时间到 .当计数终止时,定时器应显示00 状态 .可以蜂鸣器状态Y（ 0 为停止, 1 启动）得到如下地真值表（6-1）定时器时间74HC192 输出（ U2 U1 ）10 0001 0000 0 Y3B0 09 0000 1001 0 00 0000 0000 1 由上表

14、可以得到公式YA 1B 1C 1D 1A 2有公式可得电路图：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - p 蜂鸣器A1 B1 C1 D1 A2 其中, A1 B1 C1 D1 分别连接定时器 2）正反转停止74HC192 地 QA QB QC QD 端当定时器时间到时,需要断开洗衣机正反转功能,并让洗衣机处于暂停状态.由蜂鸣由真值表（ 6-1）可得,所需要地公式为YA 1B 1C 1D 1A 2可以利用蜂鸣器模块,利用三极管充当开关地功能,组合实现对计数器地停止功能器模块电路图可得,当定时时间未到时,p 端为高电平,此时

15、三极管导通,电路正常,洗衣机开头正反转 .当定时器时间到,p 端变为低电平,三极管截止,此时计数器暂停计数,洗衣机处于停止状态 .电路如下所示三极管地集电极接 74HC192 地 5 脚,由 192 地p 真值表可得,当5 脚恒定为低电平常,192 暂停计数并置数为初始值. 74HC192 各模块组合成地总电路图如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 五、 作品及元件清单：PCB 原件名称型号及大小

16、作用封装数量（个）74HC192直插 16 脚计数器DIP_165 NE555 产生脉冲DIP_81直插 8 脚CD4511直插 16 脚译码器DIP_16174HC00直插 14 脚与非门DIP_14174HC02直插 14 脚或非门DIP_14374HC04直插 14 脚反相器DIP_143数码管-显示RED_4GND1可调电阻 10k调剂脉冲频率-1电阻限流 300AXIAL_0.48 68k-AXIAL_0.41开关-断开与连接-2按键定时器按键-1Led 灯红、绿、蓝旋转地提示灯LED-0各 1 个LED 灯红作 0 和 1 地提示LED-01三极管S8050作暂停开关TO-92A1

17、电容-10uFRAD_0.31：103 - RAD_0.3 1 总结及心得总结：经过测试,该电路基本符合课程设计地要求,其中,时间可在 019 分钟内自由定时,正反转时间精确为 8s,暂停为 2s.当定时时间到时,洗衣机暂停,蜂鸣器响起,提示用户定时时间到 .电路是有 3 个按钮,分别为非常钟定时按钮,个位定时按钮和启动按钮,操作便利 .参考文献：名师归纳总结 数字电子技术基础（第五版）阎石高等训练出版社物理与光电工程学院电工电子部第 13 页,共 14 页数字电子技术课程设计指导书其次版）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 14 页