数电课设洗碗机控制器资料.docx
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数电课设洗碗机控制器资料
等级:
课程设计
课程名称
数字电子技术
课题名称
洗碗机控制器
专业
电子信息
班级
1502
学号
201501030204
姓名
Louie
指导老师
杨四秧
2017年02月23日
电气信息学院
课程设计任务书
课题名称
洗碗机控制器
姓名
Louie
专业
电子信息
班级
1502
学号
201501030204
指导老师
杨四秧老师
课程设计时间
01周-02周
一、任务及要求
设计并制作一个洗碗机控制器，使洗碗机执行三步工作程序，要求如下：
1、第一步20秒，进行清洗剂喷洗；第二步30秒，进行清水喷洗；第三步40秒进行烘干。
2、用显示器显示分步工作时间（用倒计时方式）；
3、用发光二极管显示控制器的各道工序；
4、功能扩展（自选）
二、进度安排
第一周：
周一：
布置任务，查找资料
周二～周三：
设计系统方案，仿真
周四～周日：
电路安装，或程序调试
第二周：
周一～周二：
电路安装，调试，运行或程序调试，下载运行。
周三：
结果验收
周四：
撰写报告，答辩
周五：
资料整理
三、参考资料
1、《电子技术课程设计指导》彭介华主编高等教育出版社
2、《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编 华中理工出版社。
3、《数字电子技术基础》阎石主编 高等教育出版社
第一章设计总体思路和框图……………………………………1
1.1设计总体思路…………………………………1
1.2框图原理介绍…………………………………1
第二章单元电路介绍………………………………………2
2.1秒脉冲模块………………………………………2
2.2倒计时模块……………………………………3
2.3计时器模块………………………………………4
2.4预置数模块………………………………………5
第三章总电路设计图……………………………………………6
第四章安装与调试……………………………………………7
4.1安装步骤…………………………………………7
4.2调试步骤…………………………………………7
4.3故障分析与改进……………………………………7
第五章元件清单………………………………………………7
第六章总结…………………………………………………8
第一章
设计总体思路和设计框图
1.1设计总体思路
课题任务是要设计并制作一个简易洗碗机的步骤控制器。
主体部分有三个步骤，我设计用数码管分别显示各个步骤的倒计时，并用一个数码管显示步骤数。
具体三个步骤的参数分别是：
1—20s;2—30s;3—40s。
由于192计数器的初始化的随机性，并且我没有做手动置数，所以仿真电路要从第二个大循环开始才能正常显示。
当第一个秒脉冲进来时个位开始倒计时，到零时向十位借位，由数码管显示，以此完成第一个步骤的20S倒计时；当十位和个位同时为零时向计时器模块进位，并向倒计时模块置数，同时计数器模块的数码管显示步骤数，以此来完成前一步骤进入下一步骤的过渡；当计数器从1加到3时并检测到4时计步器再次置数为1，以此来完成一个大循环；其中138译码器控制每个步骤需要的倒计时秒数的预置数。
以上就是总体的循环设计思路。
1.2框图原理介绍
由上述设计思路，规划出设计顺序图1
秒脉冲
图1
第二章单元电路介绍
2.1秒脉冲模块
利用555定时器接成多谐振荡器，震荡频率约为1Hz。
取C1=C2=910Nf,T=1s由公式T1=（R1+R2）C1*ln2，T2=R2C1*ln2，T=T1+T2可计算出R1=604KΩ，R2=453KΩ。
仿真如图2、3
图2555计时器仿真图
图3555计时器设计电路图
2.2倒计时模块设计
利用两块74LS192级联实现，用秒脉冲输入向个位74LS192的减计数输入端实现个位的倒计时，再由个位的74LS192借位脉冲输入到十位的74LS192减计数输入端，实现十位的倒计时，当个位和十位同时为0时再次将计数器模块的预置数置入，如图4、5。
图474LS192功能表
图5仿真图
2.3计时器模块设计
利用74ls192倒计时模块的十位和个位同时借位时的脉冲给计数器模块的UP；并同时检测输出为4时再次将74LS192计时器置1，以实现计步器循环，最后由数码管显示步骤数，表一为进位真值表，图6为仿真图：
步骤数
QA
QB
QC
QD
进位端
1
1
0
0
0
0
2
0
1
0
0
0
3
1
1
0
0
0
4
0
0
1
0
1
表一
此计数器为异步置数，所以把4置1。
图6计时器记录步骤数
2.4预置数模块
洗碗机控制器有三个步骤，步骤一20秒；步骤二30秒；步骤三30秒。
我设计用74LS138来做步骤的转译和相应的置数。
其中与或非组合逻辑电路由课题的参数设置列出的真值表逻辑转换而来。
74LS138的逻辑真值表如下，表二：
C
B
A
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
表二74LS138真值表
由上表得知，74LS138的输入端A、B、C分别接计时器的输出端的QA、QB、QC，步骤数的输入信号被74LS138译码器译成M0、M1、M3的低电平输出。
将译码器的输出作为倒计时器的置数输入，有如下真值表，表三：
步骤数
时间
M3
M2
M1
D
C
B
A
一
20s
1
1
0
0
0
1
1
二
30s
1
0
1
0
1
0
0
三
40s
0
1
1
0
0
1
0
表三置数输入真值表
进过逻辑转换得到最小项依次如下，最后电路如图7
A=——M1*M2*M3;
B=M3*M2*——M1+——M3*M2*M1；
C=M3*——M2*M1;
D=0.
图7置数电路
第三章总电路设计
总体仿真图如下，图8
图8总体电路图
第四章安装与调试
4.1安装步骤
1.首先用IC检测仪检测所领取的芯片的好坏，并将导线按照颜色长短分类以区别开来。
2.按照仿真图上的模块分步接线。
一次性接完全部线的话，出现问题就不方便快速找出问题所在；也不能在在所有的模块接线没有完成时在模块间穿插接线。
3.分模块的主次接线，先接计时器和倒计时器，再接置数模块的组合逻辑电路，可以事半功倍。
4.2调试步骤
1.检测导线是否接触不良，或是相互缠绕影响。
2.检测芯片管脚是否接触正常。
3.重复以上步骤直至正常
4.3故障分析与改进
1.数码管显示不完整
（1）接线接触不良
（2）接线错误
（3）芯片有损坏
2.无法置数
（1）置数逻辑电路接线错误
（2）导线接触不良
（3）芯片有损坏
第五章元件清单
工具箱上有秒脉冲发射器，电路所需的其他元件如下表三：
名称
型号
个数
十进制同步加/减计数器
74LS192
3
3线-8线译码器
74LS138
1
数码管显示器
DCD_HEX
3
或非门
74ALS02M
2
非门
74ALS04
3
与门
74ALS11
2
与门
74ALS08
2
异或门
74136N
1
表四元件清单
第六章总结与设计调试体会
这两周的数电课程设计中，我熟悉了计数器这类芯片的结构及掌握了芯片工作原理和其具体的使用方法。
我也锻炼了自己独立思考的能力和通过查看相关资料来解决问题的能力。
这次设计中置数电路的设计方法有多种，起先我只有一个步骤逻辑，根据步骤逻辑得出了最直观的集成电路。
由于集成电路太过冗长，我在杨老师的指导下掌握了3线-8线译码器的使用方法，大大地简化了电路构造。
在这次设计中遇到了不少的问题针对不同的我呢提采取不同的解决方法，最终一一解决设计中遇到的问题。
重要的不是设计结果，而是设计的过程，设计的思想和设计电路中的每一个环节，电路中各个部分的功能是如何实现的。
各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意哪些要点。
同时对普通计数器如何构成N进制计数器有了更深的记忆和了解掌握，对自我的实际操作能力也有了很高的提高。
学贵以致用，通过这几天的课程设计，我将从书本上学到的知识应用于实践，学会了数字电路的电路仿真设计，虽然这过程中我遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程中无疑是对自己自身专业素质的一种提高，将知识融会贯通。
参考文献
1、《电子技术与EDA技术实验及仿真》郭照南主编
2、《电子技术课程设计》历雅萍、易映萍编
3、《数字电子技术》阎石主编高等教育出版社
4、《电子技术课程设计指导》彭介华主编高等教育出版社
电子技术课程设计评分标准
环节
项目
评价
优
良
中
及格
不及格
实践环节（70%）
设计方案合理性与创造性
软件仿真完成情况
硬件调试完成情况
答辩情况
任务完成情况
独立工作能力
出勤情况
设计报告（30%）
设计报告内容完整、规范，图纸正确、清晰，设计步骤规范、正确，设计结果可行。
综合评价
课程设计成绩评定为：
□优□良□中□及格□不及格
指导老师签名：
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日期：
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