汽车自动清洗装置解读.docx
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汽车自动清洗装置解读
电子课程设计
——汽车自动清洗装置
学院：
电子信息工程学院
专业、班级：
姓名：
学号：
指导老师：
2014年12月
汽车自动清洗装置
一、设计任务与要求
汽车驶到清洗机M上，按下启动按钮START，清洗机M移动；清洗机移动，检测汽车的开关JC1闭合后，打开喷淋阀门P，同时启动旋转刷子S开始刷洗汽车，这时清洗机继续移动；移动到检测汽车的开关JC2闭合后，清洗机停止移动，刷子停止旋转，关闭阀门，清洗机后退；当JC3=1时，回到原位；随后延时10s，蜂鸣器鸣响，这时汽车可驶离清洗机；延时5s后，蜂鸣器停止鸣响。
任何时候按下按钮STOP，可停止所有动作。
二、总体框图
装置总体框图如图2所示。
图2装置总体框图
电源：
5v直流电源
清洗机：
用简单逻辑门、开关、灯泡等完成清洗机的各个工作状态
脉冲：
5v28Hz的方波脉冲
计数器：
用计数器实现延时功能
蜂鸣器
三、选择器件
表3-1为本次装置器件选择表。
表3-1器件选择表
编号
器件
1
同或门
2
非门
3
与门
4
与非门
5
74LS161
1、同或门。
图3-1为同或门的逻辑符号，表3-2为同或门功能表。
表3-2同或门功能表
图3-1同或门逻辑符号
功能：
当2个输入端中有且只有一个是低电平（逻辑0）时，输出为低电平。
亦即当输入电平相同时，输出为高电平（逻辑1）。
2、非门。
图3-2为非门逻辑符号，表3-3为非门功能表。
表3-3非门功能表
图3-2非门逻辑符号
功能：
当其输入端为高电平（逻辑1）时输出端为低电平（逻辑0），当其输入端为低电平时输出端为高电平。
3、与门。
图3-3为与门逻辑符号，表3-4为与门功能表。
表3-4与门功能表
图3-3与门逻辑符号
功能：
当所有的输入同时为高电平（逻辑1）时，输出才为高电平，否则输出为低电平（逻辑0）。
4、与非门。
图3-4为与非门逻辑符号，表3-5为与非门功能表。
表3-5与非门功能表
图3-4与非门逻辑符号
功能：
若当输入均为高电平
（1），则输出为低电平（0）；若输入中至少有一个为低电平（0），则输出为高电平
（1）。
5、74LS161。
图3-5为74LS161逻辑符号，表3-6为74LS161功能表，图3-6为74LS161原理图。
图3-574LS161逻辑符号
表3-674LS161功能表
功能：
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。
图3-674LS161原理图
四、功能模块
电源VCC为整个清洗机供电，电阻R1为限流电阻，如图4-1。
当开关S闭合时，电路接通。
灯泡X1代替清洗机M的工作，X1亮时，表示M开始移动。
由于此时同或门的两个输入端为高电平，所以输出端为高电平，X1亮。
当开关1和P闭合时，灯泡X2和X3同时点亮，在此，用X3表示旋转刷子S，用X2表示喷淋器。
由与非门和与门的功能可知，U16与U15的输出端皆为高电平，此时，旋转刷子S与喷淋器同时工作。
当开关2闭合时，由于同或门输出端变为低电平，X1熄灭；与此同时，U15输出端也变为低电平，X3熄灭。
表示为清洗机M停止移动，旋转刷子S停止旋转。
打开开关P，喷淋器停止工作。
图4-2为清洗机模块。
图4-1电源模块
图4-2清洗机模块
（注：
由于技术原因，无法在此实现清洗机的实际运动过程，所以将JC3作为蜂鸣器工作的信号）
U3的清零端CLR、一个使能端ENT、置数端LOAD接VCC，A、B、C、D接地；U2的置数端LOAD、一个使能端ENP接高电平，A、B、C、D接地。
（U3，U2为74LS161）
开关3闭合，脉冲信号给U3和U2两个计数器输入脉冲，U2开始计数，R2为限流电阻，图4-3为脉冲信号。
图4-4为计数器模块（延迟10秒），如果输入脉冲信号周期为1S，那么可以粗略认为当计数器从1记到10时，时间过了10S。
在U2的输出端的QD和QB端用与门连接，输出端接两个非门，再接灯泡X5（用灯泡代替蜂鸣器，蜂鸣器模块如图4-4）。
当计数器记到10时，灯泡X5亮，表示为蜂鸣鸣响。
将U2的一个使能端ENT通过非门后与X5端连接，此时，U2的两个使能端不同时为高电平，所以输出端保持为1010。
图4-3脉冲模块
图4-4清洗机模块
图4-5蜂鸣器模块
图4-6为计数器模块（延时5秒），将U3的一个使能端ENP与X5端连接，在脉冲信号的作用下U3开始计数。
在其输出端的QC和QA端用与门连接，通过非门后与U2的清零端CLR连接，当U3计数到5时，U2输出高电平，经过非门后作用于U2的清零端。
由于U2为异步清零计数器，所以，在接收到信号的那一刻，U2输出端清零，X5熄灭，表示为蜂鸣器停止鸣响。
图4-6清洗机模块
（数码管的计数粗略表示延时时间，每记一个数代表时间走过1秒）
在此过程中，由于开关S处于电源VCC，脉冲信号和蜂鸣器所在的三条支路中，所以可控制三条支路的通断，故S打开，所有动作皆可停止。
五、总体设计电路图
图5为整个装置的电路图。
图5总体电路图
VCC为整个清洗机模块提供电能，开关S控制电源与清洗机之间，脉冲与计数器之间，计数器与蜂鸣器之间的通断。
清洗机模块与计数器模块之间相互独立。
JC1，JC2，P控制清洗机的具体运行。
脉冲信号可使计数器进行计数工作，通过控制周期使计数器达到延时功能。
利用计数器输出端的信号以及计数器的使能端、清零端的作用控制蜂鸣器的鸣响。
清洗机装置的工作步骤依次如（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）。
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（g）
（h）
六、心得体会
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。
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想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。
我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映像深刻。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。
经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。
从开始激情到最后饱含汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。
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!
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。
——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：
心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。
——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。
——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。
——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。
——笛卡儿
17、学习永远不晚。
——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。
——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。
——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。
——培根
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