数字逻辑电路课程设计全自动洗衣机控制器的设计.docx

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数字逻辑电路课程设计全自动洗衣机控制器的设计

数字逻辑电路课程设计

设计题目全自动洗衣机控制器的设计

姓名

学号

专业

班级

完成日期

一、实验目的…………………………………………………………………3

二、设计题目与思路…………………………………………………………3

三、总体方案的设计与选择…………………………………………………4

四、使用元件…………………………………………………………………5

五、分析与心得………………………………………………………………5

六、附件一：

实验代码………………………………………………………5

一、实验目的

1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。

2．了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。

3．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

二、设计题目与思路

本次数字电路课程设计我选择的题目是“全自动洗衣机控制器”。

这个系统的主要功能是：

1．设计一个全自动洗衣机控制器电路，实现对洗衣机的全自动控制。

根据全自动洗衣机的控制原理设计一个控制电路，使之能够控制全自动洗衣机完成整个工作过程。

洗衣机工作过程如下：

当按下复位按钮时，洗衣机上电，控制电路复位到初始状态（默认水位为“中”）；使用者可根据衣服的多少，按下水位控制按钮，改变水位设置，以控制上水时加水的多少；当按下启动/暂停按钮时，洗衣机开始洗衣的第一个操作：

进水阀门打开，开始上水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间timeadd（8s、7s、6s、5s）；然后进水阀门关闭，电机开始运转，开始洗衣过程，并历时9s；然后电机停止运转，排水阀门打开，开始排水，并根据水位设置（高、中、低、少）历时不同的时间timedrain（7s、6s、5s、4s）；然后排水阀门关闭，进水阀门打开，开始第二次上水，并历时timeadd……当甩干结束后，整个洗衣过程完成，扬声器发出持续15秒的急促的“嘀嘀”音，提示用户洗衣结束。

洗衣机工作过程简记如下：

空闲（idle）→第一次加水（water1）7s→洗衣（wash）9s→第一次排水（drain1）6s→第二次加水（water2）7s→漂洗（rinse）9s→第二次排水（drain2）6s→甩干（dry）5s→蜂鸣15s

2、控制器只要送出对应的控制信号就可以了。

这些控制信号控制的继电器不需要购买。

3、用开关启动洗衣机，数码管动态显示剩余时间，发光二极管点亮或停止，表示电机的运动规律。

三、总体方案的设计与选择

1．总体方案的设计

经过分析问题及初步的整体思考，拟定以下方案：

总体电路共分三大块。

第一块实现洗衣机运行过程控制；第二块实现花洗衣机水位控制；第三块实现数码管状态显示。

主体框图如下：

四、使用元件

1.设计所需的元件：

TDS系列数字电路实验系统-----------------------------------------1套；

ISP系统可编程器件以及集成电路--------------------------------------1套；

PC计算机-----------------------------------------------------------1台；

实验板一个；

万用表一个；

导线若干；

五、分析与心得

这次课程设计对我来说是一项很大的挑战，看到题目后几乎没有思路，翻阅教材，看了下自动洗衣机那张的讲解，有了眉目，但是设计的内容过于庞杂，很难下手。

这时候，我选择从已有的程序着手，先看懂，然后和同学讨论思路，最后形成了这个作业。

做仿真波形的时候，就是验证结论的时候，过程还算顺利。

通过这次作业，掌握了从没接触过的VHDL语言，加强了动手能力，发现了学会查阅资料的重要性，受益匪浅。

附件：

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITYtestIS

PORT（clk:

INSTD_LOGIC;--500HZ信号，用于扫描数码管--

clear:

INSTD_LOGIC;--复位信号--

start:

INSTD_LOGIC;--开始暂停--

model1:

INSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;--模式控制--

--w:

OUTSTD_LOGIC;

--d:

OUTSTD_LOGIC;

SDISP:

OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;--输出水位--

ADISP:

OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;

DISP:

OUTSTD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）--控制数码管显示的数字的信号--

）;

ENDtest;

ARCHITECTUREaOFtestIS

SIGNALwater1:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALwash:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALdrain1:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALwater2:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALrains:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALdrain2:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALdry:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALbeep:

INTEGERRANGE0TO1;

SIGNALmodel:

INTEGERRANGE0TO7;

SIGNALcount:

INTEGERRANGE0TO9;--模值为9的计数器--

BEGIN

--water1!

p1:

PROCESS（clk,clear,start）

VARIABLEshuiwei:

STD_LOGIC_VECTOR（3DOWNTO0）;

BEGIN

IFclear='1'THEN

model<=0;

shuiwei:

="0010";

v<='0';

m<='0';

count<=0;

water1<=0;

wash<=0;

drain1<=0;

water2<=0;

rains<=0;

drain2<=0;

dry<=0;

beep<=0;

ADISP<="0000";

ELSIFclk'eventANDclk='1'ANDstart='1'THEN

water1<=1;

--ADISP<="0001";

IF（water1=1）THENADISP<="0000";

--IFshuiwei=1;

--count<=7;

shuiwei（3downto0）:

=model1;

caseshuiweiis

WHEN"0000"=>count<=4;--0

WHEN"0001"=>count<=5;

WHEN"0010"=>count<=7;

WHEN"0011"=>count<=8;

WHENOTHERS=>count<=7;

ENDcase;

SDISP<=shuiwei;

--WHEN1=>SDISP<="0001";--1

--WHEN2=>SDISP<="0010";--2

--WHEN3=>SDISP<="0011";--3

--WHEN4=>SDISP<="0100";--4

--WHENOTHERS=>SDISP<="0000";--0

v<='0';

m<='0';

--ADISP<="0001";

--w<='1';

--m<='0';

--d<='0';

--IF（w<='1'）THENm<='0';d<='0';ENDIF;

IF（count=0）THENwash<=1;water1<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0000";

ENDIF;

---wash!

IF（wash=1）THEN

count<=9;water1<=0;

ADISP<="0001";

v<='0';m<='0';

--w<='0';

--m<='1';

--d<='0';

--IF（m<='1'）THENw<='0';d<='0';ENDIF;

IF（count=0）THENdrain1<=1;wash<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0001";

ENDIF;

---drain1!

IF（drain1=1）THEN--ADISP<="0011";

count<=6;wash<=0;

v<='0';m<='1';

--w<='0';

--m<='0';

--d<='1';

--IF（d<='1'）THENm<='0';w<='0';ENDIF;

IF（count=0）THENwater2<=1;drain1<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0010";

ENDIF;

---water2!

IF（water2=1）THEN

count<=7;drain1<=0;

ADISP<="0011";

v<='0';m<='0';

--w<='1';

--m<='0';

--d<='0';

IF（count=0）THENrains<=1;water2<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0011";

ENDIF;

---rinse!

IF（rains=1）THEN

count<=9;

ADISP<="0100";

v<='0';m<='0';

--w<='1';

--m<='0';

--d<='0';

IF（count=0）THENdrain2<=1;rains<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0100";

ENDIF;

---drain2!

IF（drain2=1）THEN

count<=6;

ADISP<="0101";

v<='0';m<='0';

--w<='0';

--m<='0';

--d<='1';

IF（count=0）THENdry<=1;drain2<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0101";

ENDIF;

---dry!

IF（dry=1）THEN

count<=1;

ADISP<="0110";

v<='0';m<='0';

--w<='0';

--m<='1';

--d<='0';

IF（count=0）THENbeep<=1;dry<=0;

ELSEcount<=count-1;ADISP<="0110";

ENDIF;

---beep!

IF（beep=1）THEN

--VARIABLEa:

integer:

=0;

--L1:

LOOP

count<=0;

ADISP<="0111";

v<='1';m<='1';

IF（model=2）THEN

v<='0';m<='0';ADISP<="0000";

ELSEmodel<=model+1;

--ENDloopL1;

ENDIF;

ENDPROCESSp1;

--SIGNALdisp_tmp:

INTEGERRANGE0TO9;--从0到9，显示在数码管上的数字--

--BEGIN

--p1:

PROCESS（clk,clear）--500HZ扫描信号控制计数器当前值--

--BEGIN

--IFclear='1'THEN

--count<=0;

--ELSIFclk'eventANDclk='1'THEN

--IF（count=0）THENcount<=9;

--ELSEcount<=count-1;

--ENDIF;

--ENDPROCESSp1;

p2:

PROCESS（count）--根据disp_tmp的值显示对应的数字--

BEGIN

CASEcountIS

WHEN0=>DISP<="0000";--0

WHEN1=>DISP<="0001";--1

WHEN2=>DISP<="0010";--2

WHEN3=>DISP<="0011";--3

WHEN4=>DISP<="0100";--4

WHEN5=>DISP<="0101";--5

WHEN6=>DISP<="0110";--6

WHEN7=>DISP<="0111";--7

WHEN8=>DISP<="1000";--8

WHEN9=>DISP<="1001";--9

WHENOTHERS=>DISP<="0000";--0

ENDCASE;

ENDPROCESSp2;

ENDa;

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