洗衣机定时控制器.docx
- 文档编号:23190064
- 上传时间:2023-05-15
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:300.07KB
洗衣机定时控制器.docx
《洗衣机定时控制器.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《洗衣机定时控制器.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
洗衣机定时控制器
8.3改进意见14
正文
1选题背景
在我们身边,洗衣机随处可见。
正是因为洗衣机的高效、节能和高度自动化因而受到广大用户的喜爱。
刚好在课程设计中选择了洗衣机定时控制器的设计,从而在原理上更加了解洗衣机的原理。
1.1指导思想
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候,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。
1.2方案论证
方案一:
方案二:
本定时器实际上包含两级定时的概念,一是总洗涤过程的定时,而是在总洗涤过程中又包含电机的正转、反转和暂停三种定时,并且这三种定时是反复循环直至所设定的总定时时间到位置。
当总定时时间在0~20min以内设定一个书之后T为高电平1,然后用倒计时的方法每分钟减1直至T变为0.在此期间,若Z1=Z2=1,实现正转;若Z1=Z2=0,实现暂停;若Z1=1,Z2=0,实现反转。
实现定时的方法很多,比如采用单稳电路实现定时,又如将定时初值预置到计数器中,使计数器运行在减计数状态,当减到全零时,则定时时间到。
如图所示的电路原理框图就是采用这种方法实现的。
由秒脉冲发生器产生的时钟信号经60分频后,得到分脉冲信号。
洗涤定时的时间的初值先通过拨盘或数码开关设置到洗涤时间计数器中,每当分脉冲到来计数器减1,直至减到定时时间到为止。
运行中间,剩余时间经译码后在数码管上进行显示。
经比较后,采用第二种方案。
1.3基本设计任务
(1)洗涤时间在20分钟内由用户自行设定。
(2)用两位数码管显示洗涤的预置时间(以分钟为单位),对洗涤过程作计时显示,直到时间到而停机。
(3)当定时时间达到终点时,一方面使电机停机,同时发出音响信号提醒用户注意。
2电路设计
2.1总体方框图
图2-1总体方框图
2.2工作原理
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,我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能,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。
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101分钟的计时器。
把四个192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(平时保持高电平,外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。
3各主要电路及部件工作原理
3.1555定时器构成的多谐振荡器
图3-1-1555多谐振荡器
555定时器的引脚图如图3-1-2所示
图3-1-2555定时器的引脚图
3.274LS192简要说明
74LS192的引脚图如图3-2-1所示
图3-2-174LS192的引脚图
74LS192的功能表如表1所示
表174LS192功能表
4原理总图
图4-1原理总图
5元器件清单
器件型号
用途介绍
数量
74LS192
计数器
4
74LS194
移位寄存器
1
74LS08
与门
2
74LS04
反向器
1
74LS32
或门
2
74LS00
与非门
2
74LS86
异或门
1
74LS76
双JK触发器
2
NE555
555定时器
1
CD4511
BCD七段译码器
4
数码显示管
LED数码显示管
4
表格5-1
6调试过程及测试数据(或者仿真结果)
为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。
6.1通电前检查
电路安装完毕后,经检查电路各部分接线正确,电源、元器件之间无短路,器件无接错现象。
6.2通电检查
6.2.1秒脉冲发生器
由555定时器构成的多谐振荡器的电路图如图4所示,由于555定时器内部的比较器灵敏度高,输出驱动电流大,功能灵活,而且采用差分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。
所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定,不易受干扰。
因此采用此方案。
6.2.2秒脉冲发生器模块的调试
图6-2-2脉冲发生器工作原理图
图6-2-3脉冲发生器工作仿真图
6.2.3分秒计数器模块的调试
图6-2-3分秒计数器工作原理图
6.3结果分析
仿真的过程中,出现的结果基本符合要求,计数器的工作也很理想,“正转”、“反转”、“暂停”的指示灯动作也很好,定时结束时,自动清零,同时指示灯亮,提醒时间到。
由于555定时器的电阻值设定的不是很理想,以至于出现的脉冲波形不是标准的占空比为百分之五十的方波。
不过,总的来说,仿真结果我是比较满意的,我觉得比较成功。
7小结
通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
这个方案总共使用了一些或门、与门、非门以及电阻电容若干,74LS192、E555定时器各一个
在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。
8设计体会及今后的改进意见
8.1体会
从本次课程设计的目的来看,收获也是不少的,它使我们对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解,也让我们知道了,光分开使不够的,从外面学到的知识要把形成一各整体,这也很好的训练了外面对开发一个项目应该有怎样的思路和准备更清晰。
每次自己都觉得有一个进步,虽然有些方面自己做不出,但可以从老师和其他同学那里学到更好更多的东西,他们从另一个方面透析了自己的困难,这是很重要的,它让我学会了怎样学习别人的长处并把它变成自己的长处。
有这样的机会和收获,要感谢老师的辅导以及同学的帮助,是他们让自己有了一个更好的认识,无论是学习还是生活,生活是实在的,要踏实走路,虽然自己走出来的路要崎岖的多,但觉得踏实、放心。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。
同时,在老师的身上我们学也到很多实用的知识,在次我们表示感谢!
同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!
此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,和与人合作共同提高,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
在此,感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助!
8.2本方案特点及存在的问题
虽然软件设计是非常重要的,但是还是纸上谈兵啊,真正要到了安装调试的时候,这又是一个另一个比设计还头痛的事,我们说它令人头痛事有原因的,按理是通的,但调试不一定可以出来,甚至于设计是错误的,调试是设计的试金石啊!
到我们调试的时候,实验室里的人已经不多了,当拿到试验箱的时候才相信调试是很有难度的了,虽然之前从同学那听到了一些说调试很难的话;一看试验箱,完了,产生脉冲的电路上连芯片也不见了,换吧,第二块来了,把领来的元件按单元电路模块大致分了一下插在了面包板上。
两个人一组,一个读图指导,一个看芯片管脚插线,速度还是不错啊,听其他同学说,芯片管脚和线路总是接触不良,每次将要成功的时候,不小心碰了一下线就功亏一篑。
可是,秒计数器输出的一个总是只有偶数,真奇怪了,刚才在前一块上显示是很正常的啊,换了一个数码管还是一样,真是不爽啊!
换,继续换,最后终于找到了一个可以用的试验箱了,现在电机转动显示的发光二极管还是不循环,但都是亮的,计数器倒是可以正常工作了,经过几个开关的使用,走上了正规。
循环显示灯还是不走,难道脉冲有问题?
把194的时钟信号接到LED上一看是正常的,突然一个同学说或门74LS32如果输入端悬空则输出为1,难道是这儿出问题了吗?
我们当初设计的时候所认为的或门是悬空就为0的,这回给反了。
我们给愣住了,重新设计吗?
时间来不及了啊,我们组已经只有两天就要完全验收了,我看还是拆了,等设计好了循环电路重新再连接吧,就在这时我们组的其他一同学结果出来了,电路没有问题,问题是出在移位寄存器194的并行置数端的A、C、D是悬空的,没有有接地,真牛,接上看看,事实证明它是正确的。
当然,我们不象其他同学一样,一个个芯片或一个个模块的调试了再接上,那是建立在两个周的时间我们花了8天设计而成的结果的自信上的,还有把芯片管脚加长也是我们首先采用的,这些免去了我们意想不到的麻烦,很多同学的电路其实都是可以的,就一个器件管脚有问题全功尽弃,所以,在调试的过程中,要是仅依靠设计那是没什么结果的,设计软件毕竟是理想的。
8.3改进意见
要得到一个良好的设计,需要的总是肯定和否定,几经修改一个电路才得以肯定、采纳。
就象循环电路一样,刚开始设计了一种有三个接口的电路,这个接口要求从秒十位输出的信号要化为一种状态,只可以是高有效,到来时进入各自的接口,可以说实现正传、反转、暂停的电路相互独立的,道理如下,当一个高电平来到时让它接到194的So、S1上,其中在接到So的信号上接一个RS触发器,当B端的置数输出时,QB上有一个高电平,把它接到一个D触发器上,D触发器从Q反端输出的信号接到刚才的RS触发器的Q端使Q端为0,这样在脉冲的控制下,其可以做左移动作,如图中的开关1所连接的电路所示,同样,在输入到S1端的电路上接一个RS触发器,从194QB端上反馈回来的信号接到D触发器上,从D触发器的Q反端出来的信号接到S1端,这样就可以做右移动作,如图开关2所示。
循化要单独设计,如图所示,二极管是保证各个模块间可以独立工作而采用,这样当高电平到达时,194被置数为0000,同时上一个状态,不管时左移的还时右移的都被清零了,这时只要开关1或2接上就可以在脉冲作用下实现闪烁,单个模块演示还时可以的。
但是接到电路上就不行了。
当开机后,在第一分钟内,它可以右移,也可以闪烁,到了左移就不行了,发光二极管一片空白,但是在接下来的个分钟内,其只有当闪烁时才可以看到。
几经试验才知道,时开关3出了问题,不管它时1状态还是0状态,它都比194Q端出来的数优先,在3没有工作时,在194Q端到LED之间的二极管两端各接一个LED就知道,当194做右移或左移时两个发光二极管的状态时不通的,靠近循环LED的那各LED总不会亮,而接在QB端的LED可以定时发亮,从而有上述结论。
参考文献
【1】赵淑范,王宪伟.电子技术实验与课程设计.清华大学出版社.2006
【2】陈明义.电子技术课程设计实用教程.中南大学出版社.2006
【3】王斌.模拟电子技术实验与课程设计.西北工业大学出版社.2006
【4】吕思忠,施齐云.数字电路实验与课程设计.哈尔滨工程大学出版社.2003
【5】蔡忠法.电子技术实验与课程设计指导.东南大学出版社.2005
【6】李志健.数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.2007
【7】杨刚、周群.电子系统设计与实践.电子工业出版社.2004
【8】
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 洗衣机 定时 控制器