陕西科技大学 电子课程设计洗衣机定时器 - 图文

1 选题背景

随着社会经济的发展，为满足人们的物质需求同时为人类生活带来很大的便利，智能洗衣机也渐渐成为人们家电行列不可或缺的一部分。说道洗衣机现在可谓是功能越来越强但最终的基础还是用倒计时的思想以实现其他各类功能。由此可见洗衣机中的定时控制器是整个洗衣机系统的核心，所以对我们来说设计一个性能优越的倒计时控制器显得尤为重要。那么这次就是考验我们学以致用的能力了。

1．1 指导思想

根据设计555单稳态触发器输入脉冲信号，通过74LS192双向10进制计数器实现对脉冲的计数达到定时的目的，配合必要的基本门电路实现控制问题。同时通过LED灯的显示结果表示洗衣机转机的状态配合蜂鸣器来起到报警的作用。先设计出个部分单元电路最后组合出整个设计图。 1．2 方案论证

方案一：用数字电路知识实现设计要求，利用从555单稳态脉冲产生秒脉冲信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，首先进行清零，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，向分钟计数器上面借数，与此同时，从秒十位出来的显示状态通过74HC138译码器后，辅助简单门电路用LED灯表示转机的状态，当用户设定的时间减少为零后，电路清零并报警。

其中使用数字电路设计有以下两种选择：①采用74HC190来设计主体计数电路配合基本门电路达到设计要求。主要优点不需要太多芯片，如用74HC138译码器来实现对转机状态的显示；缺点是门电路太多造成电路复杂焊接实物容易出错且不易检查错误而且总体电路图没有清零端导致设计缺陷；②采用74HC192来设计主体计数电路配合必要芯片和必要门电路达到设计要求。主要优点总体电路较方案一简单焊接易操作，且能在很大程度上避免常识性错误；缺点是芯片价格较贵，实现电路要求性价比不高。

方案二：用单片机做成电路，可采用一块51单片机作为核心，使用两位数码管、多个开关、三个LED灯、一个个蜂鸣器和一些驱动电路作为外围设备，同样也能达到设计要求，并且电路比较简单。

综合考虑：因为数字电路学习较早且学的较为扎实设计起电路来思路清晰，对各电路比较了解，也符合此次课程设计的要求，加上相比单片机不需要编写程序且价格还能接受同时考虑到之前电子实训对焊接技术的训练以及在电子电路

设计简化方面的薄弱和未来实物质量的保障性加上芯片价格与较多门电路芯片相比差价不是很高的综合考虑下决定选第一种方案并用74LS192配合芯片完成设计图。

1．3 基本设计任务

设计一个泳衣机定时控制器，洗涤模式为：

定时启动→正转20秒→暂停10秒→反转20秒→暂停10秒 设计要求：

定时未到 定时到 停机

(1) 洗涤时间在99分钟内由用户自行设定，单位为分钟。 (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（用三个LED表示电机的状态），同时发出音响信号提醒用户注意。 1．4电路特点

整个电路以74LS192为主体控制电路，74LS192是一个双向计数器本次设计的电路时期工作在减技术状态下实现时间的倒计时；由555单稳态脉冲触发器来产生实现秒脉冲，通过LED数码显示管显示时间，配合74LS138译码器和必要门电路以及3个LED灯实现此时转机状态。最后当客户设置的洗衣时间到蜂鸣器响开始报警且此时转机停止，电路整体显示两个零（分的个位和十位）。总体成图相比其他课设成图比较简单只涉及到数电的知识不会因为外界干扰产生较大误差。

2 电路设计

2.1 总体方框图

洗涤时间显示 ↑ ↑ 1HZ脉冲产生→ 秒脉冲计数器 → 分脉冲计数器 ← 洗涤时间 ↑ ↓ 控制开关 工作时间译码器 → LED显示转机工作状态

图1总体方框图 2.1 工作原理

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—99分钟以内设定一个输入之后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。工作波形如下图所示。

图2 脉冲信号

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。而方案一的电路原理图就是采用这种方法来实现的。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码开关设置到洗涤时间计数器中，每当秒脉冲到来计数器减1，从秒的个位十位到分的个位十位开始减计数直到定时时间到为止。运行中间，剩余时间经译码后在数码管上进行显示。

3 各主要电路及部件工作原理

3.1秒脉冲发生器

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。选择用555定时器构成多谐振荡器，使之产生周期为1s，频率为1Hz的脉冲。由T=(R1+R2)Cln(2)=1,q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3,取C=10μF，可计算出：R1= 47 ? R2=47K ?。故取C1=0.01μF C2=10μF R1= R2=47K ?则 555的输出端即可产生频率为1HZ的脉冲。 3.2 74LS192计数电路

74LS192引脚图

74LS192功能表

①CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。 ②LD为预置输入控制端，异步预置。

③CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 ④CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出， ⑤BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。 整个设计图计数控制部分：

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