数字逻辑系统课程设计洗衣机控制器Word格式文档下载.docx
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包括定时输入模块、电机时间控制模块、倒计时模块、电机状态控制模块、数码管显示模块、报警模块
模块方框
原理图
原理图解析
首先,是有五个输入的。
shu和hshu是设置时间的,pin—name18是相当于是允许输入的,time—miao是脉冲的设置,而另一个开关kaiguan就是本设计的开关。
输出也是有五个的。
Gewei和shiwei是一个数码管显示时间的十位,一个数码管显示个位。
虽然本次的设计只有5s和10s两种显示的时间,也用两个数码管来显示时间。
Deng是显示是正转、反转、待机的状态,dianji是显示当下处于什么状态的(00代表正转,01代表待机,11代表反转)。
Ct用来检测是否时间达到零,达到零则为1,否则则为0。
对于shuru这个模块来说,dout和dout1的输出是由shu和hshu的上升沿来控制的,同时dout和dout1又是hui和hui1的一个输入。
而washmachine的输入是一个脉冲,输出c和d又分别是hui和dianji的输入。
而kaiguan是hui和hui1的输入,控制倒计时的模块,用来随时停止计时。
引脚图:
第二章设计的分立模块解析
讲解的依次是定时输入模块、电机时间控制模块、倒计时模块、电机状态控制模块、数码管显示模块。
以及顺带介绍一下要事先报警应如何操作。
2、1定时输入模块
此模块是为了实现洗衣机能够定时输入的功能,保证洗衣机能够正常运行。
当din为1的时候是无效时刻,而且shu是上升沿时dout加1,hshu是上升沿时dout1加1。
2、1、1定时输入模块源代码讲解
首先,是定义输入输出量,有三个输入量,shu和hshu以及din,输出量有两个,分别是dout和dout1,信号量有两个,分别是count和count1。
信号量在在源代码中充当中间量。
最后是要把count和count1分别赋值给dout和dout1的。
输入量shu和hshu分别决定count和count1,当shu和hshu是上升沿时,count和count1加1,count是从0到9,接着又是到0开始循环,而count1是从0到6,接着是到0继续循环。
不过,当din为1时count和count1都是“1111”,也就是说,当din为1时相当于阻止此模块运行。
2、1、2定时输入模块框图
2、2洗衣机时间控制模块
此模块由一个累加器和一个命令控制器组成,用来实现预置洗涤时间的功能,洗涤时间以分钟数为单位,用户可根据自己的需求来设定洗涤时间的长短。
一开始是想说,在时间设置模块设置15次的循环时间,这样也就避免让时间设置方面那样麻烦,不过,此次的源代码是将此模块算在当中的。
2、2、1洗衣机时间控制模块源代码讲解
首先来说,就是此模块的输入输出量都是很简单的,有一个输入,两个输出,clk输入,也即脉冲输入,d和c输出。
信号量count2(有三位)和shi。
而clk是上升沿时shi则加1,shi是从0到60的,当shi为60时,c为1,否则,c则为0.count2也是从0到5的,当count2为5时,d为1,否则d则为0.
2、2、2洗衣机时间控制模块框图
2、3倒计时模块
由于洗衣机有工作时间,必须要一模块来控制它的工作时间范围,当洗衣机开始工作后,减法计数器即会实现减数功能,直到时间减到零,洗衣机便停止工作。
2、3、1倒计时模块源代码讲解
首先此模块是有两部分的,有十位的还有个位的表示。
对于这两部分,模式基本一致。
输入量有三个,jian、reset和din[3,0],din[3,0]为定时输入模块的输出dout[3,0]。
信号量有count[3,0]。
Jian就是控制倒计时的量,当jian的上升沿到来,则count[3,0]开始减1,count[3,0]从9开始减到0,然后再循环,不过这是对于个位输入来说,对于十位来说,则不用考虑。
Reset是有开关来控制的。
当reset为1时,此模块是不能工作的,就是复位。
2、3、2倒计时模块框图
2、4洗衣机状态控制模块
此模块是为了实现能够控制洗衣机电机时间达到正转、反转、待机的功能。
让观看者在外部能够观察到洗衣机当下正处于什么状态,而且,此外还有灯的部分,所以,通过灯也可以辨认出洗衣机的工作状态。
2、4、1洗衣机状态控制模块源代码讲解
此模块的输入量只有一个,就是cc,输出量有两个,dd和dneg,信号量为count、dian和deng1,dd=dian,而deng=deng1。
当cc的上升沿到来时,count则加1,count是从0到5循环的。
Count的变化也就是会决定待机、正转、反转的时间,dian的值则是代表待机、正转、反转的,01代表正转,此时deng为100,也即亮灯表示正转;
00代表待机,此时deng为010,也即亮灯代表待机;
11代表反转,此时deng为001,也即亮灯代表反转。
2、4、2洗衣机状态控制模块框图
2、5数码管显示模块
根据课程设计要求,必须将洗衣机的工作状态及工作时间在数码管和指示灯上显示出来,此模块是用来控制洗衣机的工作状态及工作的频率,并把工作状态及工作时间显示出来。
2、5、1数码管显示模块源代码讲解
对于此模块没有很多该讲的地方,它就是,一个输入,一个输出,输入是由倒计时模块的输出来充当数码管模块的输入的。
输出直接接到数码管上显示。
此次用的是七个引脚的数码管。
而且有两个数码管。
一个显示十位,一个显示个位。
对于数码管的编码,是按照数码管显示的规律来实现的。
2、5、2数码管显示模块框图
2、6报警模块
当洗涤时间结束时,洗衣机就会自动发出警报声,以此提醒用户洗涤工作完成,此模块就是实现此功能。
2、6、1报警模块源代码讲解
此模块有两个输入,一个输出,输入是脉冲和一个量。
当finishc按下时,也就是提吃报警,然后就响应报警,接着,输出warning就连接到clk,也就是脉冲上面,主要提出了报警,则只要此时clk还在输入,那就会驱动蜂鸣器来发出警报声,此时也就实现了报警。
当没有警报时,也即洗衣机正常工作的情况,warning就为0,也就不会驱动蜂鸣器,也不会报警。
报警模块就是这样实现的。
不过,此次的设计并没有将蜂鸣器考虑在内,而且,总体的程序也没有将报警模块加入,只是最后陈述一下该如何实现报警。
小结
此次的课程设计是做简易洗衣机控制器,对于此次的设计我不能说完成得有多好,只能说也算是尽力了。
对于一些功能的实现,也完成得不是很好,虽然说如果能顺利实现的话是基本可以达到目标,但是把程序,也就是源代码输入到QuartusII后发现在软件上不能编译,经过一系列的检查,我本人认为是选择芯片上出现得问题最大,所以此次的源代码基本上在软件上不能实现。
不过,虽然此次的设计把仿真图和结果附上,是借鉴了别的论文的一些资料。
对于此次的课程设计,我最大的收获就是能够基本理解那些源代码的意思,至少那些源代码我都能看懂,而且我还对于那些源代码我都有认真地学习以及思考,我对于这次的课程设计我是报以很认真的态度。
而且,就是对于那款软件我都有尽我所能地去学习,包括查资料,看视频来学习。
对于我的课程设计结果,不能说是很好,但是我认为只要认真地学习了就不会辜负这次难得的机会,这个学期学习EDA技术及其运用,我虽说不是掌握得很好,但是我有学会关于它的基本知识,对于硬件描述语言VHDL语言也有所掌握,加上这次的课程设计所用的就是VHDL语言,就对VHDL语言更进一步的了解。
总的来说,此次的课程设计完成算是还行的,而且也基本懂得了这次的课程设计的意义,也收获了不少,不仅是理论知识的长进,而且对于将理论联系实际的了解也更深刻了。
通过这次课程设计,自己也懂得了不少。
也给自己提了个醒,以后的学业路上也要更加努力,只要真的去努力做一件事情,才会有所收获。
附录1定时输入模块源代码
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYshuruIS
PORT(shu,hshu,din:
INSTD_LOGIC;
dout:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
dout1:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0));
ENDshuru;
ARCHITECTUREbehaveOFshuruIS
SIGNALcount,count1:
STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
BEGIN
PROCESS(shu,hshu,din)
dout<
=count;
dout1<
=count1;
IFdin='
1'
THEN
="
1111"
;
dout1<
ELSIFRISING_EDGE(shu)THEN
IFcount="
1001"
count<
0000"
ELSE
=count+1;
ENDIF;
IFRISING_EDGE(hshu)THEN
IFcount1="
0110"
count1<
=count1+1;
ENDPROCESS;
ENDbehave;
附录2洗衣机时间控制模块源代码
ENTITYwashmachineIS
PORT(clk:
c:
OUTSTD_LOGIC;
d:
OUTSTD_LOGIC
);
ENDwashmachine;
ARCHITECTUREmiao20OFwashmachineIS
SIGNALcount2:
STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);
SIGNALshi:
INTEGERRANGE0TO60;
BEGINPROCESS(clk)
BEGIN
IFRISING_EDGE(clk)THEN
IFshi=60THEN
shi<
=0;
c<
='
ELSEshi<
=shi+1;
0'
IFcount2="
101"
Count2<
000"
d<
else
=count2+1;
ENDmiao20;
附录3倒计时模块模块源代码
ENTITYhuiIS
PORT(jian1:
reset1:
din1:
INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
c1:
OUTSTD_LOGIC
ENDhui;
ARCHITECTUREbehaveOFhuiIS
SIGNALcount3:
STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
=count3;
PROCESS(jian1,reset1,din1)
IFreset1='
count3<
=din1;
c1<
ELSIFRISING_EDGE(jian1)THEN
IFcount3="
count3<
="
c1<
ELSE
=count3-1;
ENTITYhui1IS
PORT(jian2:
Reset2:
din2:
dout2:
c2:
ENDhui1;
ARCHITECTUREbehaveOFhui1IS
SIGNALcount4:
dout2<
=count4;
PROCESS(jian2,reset2,din2)
IFreset2='
count4<
=din2;
c2<
ELSIFRISING_EDGE(jian2)THEN
IFcount4="
count4<
c2<
=count4-1;
附录4洗衣机状态控制模块源代码
ENTITYdianjiIS
PORT(cc:
inSTD_LOGIC;
dd:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);
deng:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0)
ENDdianji;
ARCHITECTUREbehaveOFdianjiIS
SIGNALcount5:
SIGNALdian:
STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);
SIGNALdeng1:
BEGIN
dd<
=dian;
deng<
=deng1;
process(cc)
IFRISING_EDGE(cc)ThEN
IFcount5="
Count5<
count5<
=count5+1;
IFcount5="
dian<
01"
deng1<
100"
ELSIFcount5="
010"
00"
011"
11"
;
001"
附录5数码管显示模块源代码
ENTITYshumaIS
PORT(CLK_2KHz:
dout1,dout2:
INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SEG:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);
DIG:
OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));
ENDshuma;
ARCHITECTUREbhvOFshumaIS
SIGNALCOUNT:
STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);
SIGNALSEL:
STD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);
SIGNALDATA:
STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);
DATA<
=dout2&
dout1;
P0:
PROCESS(CLK_2KHz)
IFRISING_EDGE(CLK_2KHz)THEN
IFCOUNT="
THENCOUNT<
ELSECOUNT<
=COUNT+1;
ENDIF;
ENDPROCESSP0;
P1:
PROCESS(COUNT)
CASECOUNTIS
WHEN"
=>
SEL<
=DATA(7DOWNTO4);
DIG<
=X"
FD"
=DATA(3DOWNTO0);
FE"
WHENOTHERS=>
NULL;
ENDCASE;
ENDPROCESSP1;
P2:
PROCESS(SEL)
CASESELIS
SEG<
c0"
--显示0
0001"
f9"
--显示1
0010"
a4"
--显示2
0011"
b0"
--显示3
0100"
99"
--显示4
0101"
92"
--显示5
82"
--显示6
0111"
f8"
--显示7
1000"
80"
--显示8
90"
--显示9
WHENOTHERS=>
FF"
--不显示
ENDCASE;
ENDPROCESSP2;
ENDbhv;
附录6报警模块源代码
ENTITYwamingIS
port(clk:
INSTD_LOGIC
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