洗衣机控制电路设计 - 图文

武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

附件1： 学 号：

0120809320614

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

简易洗衣机控制器设计

信息工程学院 通信工程 通信0806 刘志雄 艾青松

2010年 月 日

武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

课程设计任务书

学生姓名： 刘志雄 专业班级： 通信0806 指导教师： 艾青松 工作单位： 信息工程学院

题 目: 简易洗衣机控制器设计 初始条件：

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

时间安排：

第1周（7、8节）：理论讲解，鉴主报告厅 第2～17周：理论设计及实验室安装调试；

地点：鉴主15通信工程实验室（1），鉴主13通信工程专业实验室；

第18周：撰写设计报告及答辩；地点：鉴主17楼9号研究室。

指导教师签名： 2010年 3月 5日

系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

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简易洗衣机控制器设计

摘要

本设计是基于数字电路定时器的洗衣机简易控制电路。通过预置洗衣机的洗涤时间来自动的正反转和暂停，并且用不同的指示灯来表示洗衣机的正逆暂停三状态。当到达定时时间后，会自动报警，发出蜂鸣声。同时，用两位数码管来显示预置时间和洗涤剩余时间。具有良好的用户界面。

电路主要分为显示电路、秒脉冲发生电路、计时电路、报警状态电路和洗衣机正反转控制电路。显示电路使用的是两个单位的共阴极八段数码管，使用两片74ls48作为数码管译码芯片。秒脉冲发生电路采用了使用成熟广泛的555定时器芯片，通过电脑USB插口供电，产生秒信号，作为各芯片的时钟信号。计时电路使用的是四片十进制可逆计数器74ls192芯片，分别设计为十进制和六进制电路，用于完成时间的定时、计时功能。报警电路和状态显示电路使用的是简单的非门和与非门74ls04、74ls00组成的逻辑组合电路，分别控制蜂鸣器和发光二极管，来实现报警和状态显示。电机控制电路采用了3-8译码器74ls138和与非门电路的组合，实现电机正反暂停状态。

实验通过电脑软件仿真和实物验证，具有良好的可行性，能够稍加修改后用于洗衣机控制电路中，能满足一般的要求。

关键词 ：洗衣机控制 ；数字电子控制；定时器

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Abstract

The design is based on the simple digital circuit timer control circuit of washing machine. The washing machine is to be positive negative and suspension by preset time, and expressed in different light to suspend three washing state. After the time run over, will automatically alarm, beeping. At the same time, with two digital tubes to display the preset time and washing time remaining. It has very good user interface.

Circuit consists of display circuit, pulse generator and timing circuits, alarm circuit and washing machine positive negative state control circuit. Display circuit is two units of digital pipe, use of catholic erection 74ls48 pieces as digital tube decoding chips. Second pulse generator adopted widely used mature 555 timing, through a computer chip USB socket power produced seconds, as the signal, the clock signal chip. Timing circuits using four decimal reversible counter 74ls192 chip design, respectively for the decimal system and six for completion time of the circuit, timing, and timer function. Alarm circuit and status display circuit is simple logic cross-coupled nand gates and 74ls04 74ls00, consisting of logic circuit, control and light-emitting diodes, buzzer to realize alarm and status display. The motor control circuit used 3-8 74ls138 decoder cross-coupled nand gates and combination of circuit, motor and suspended state.

Computer software simulation and experiment through physical test, has the good feasibility, a washing machine, used for the control circuit of the general requirement can meet.

Keywords: washing machine control, Digital electronic control, The timer

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目录

摘要 ...................................................................................................................................................................... 3 1 设计要求分析与方案选择 .............................................................................................................................. 6

1.1 设计要求分析 ...................................................................................................................................... 6 1.2 方案选择 .............................................................................................................................................. 7

1.2.1 单片机方案 .............................................................................................................................. 7 1.2.2 数字电路方案 .......................................................................................................................... 7

2 方案总体框图设计 .......................................................................................................................................... 8

2.1 方案总体设计思路 .............................................................................................................................. 8

2.1.1 各模块器件选择 ...................................................................................................................... 8 2.1.2 模块总体电路实现 .................................................................................................................. 8 2.2 方案总体电路图 .................................................................................................................................. 9 3 电路各模块设计与参数选择 .........................................................................................................................11

3.1 秒脉冲电路 .........................................................................................................................................11 3.2 计时电路 ............................................................................................................................................ 13 3.3 显示电路 ............................................................................................................................................ 15 3.4 状态显示电路 .................................................................................................................................... 16 3.5 洗衣机电机控制电路 ........................................................................................................................ 18 4 仿真调试分析 ................................................................................................................................................ 20

4.1 仿真软件介绍 .................................................................................................................................... 20 4.2 仿真总体电路图分析 ........................................................................................................................ 20 4.3 仿真结果分析 .................................................................................................................................... 21 5 电路实物验证结果 ........................................................................................................................................ 22

5.1 实物总体图片和介绍 ........................................................................................................................ 22 5.2 实物功能演示 .................................................................................................................................... 22 6 方案的分析与总结体会 ................................................................................................................................ 22

6.1 方案选择总结与分析 ........................................................................................................................ 22 6.2 仿真调试总结与体会 ........................................................................................................................ 23 6.3 实物制作总结与体会 ........................................................................................................................ 23 6.4 设计优点分析 .................................................................................................................................... 23 6.5 设计不足分析 .................................................................................................................................... 24 7 参考文献 ........................................................................................................................................................ 24 8 附录 ................................................................................................................................................................ 24

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1 设计要求分析与方案选择

1.1 设计要求分析

本设计要求完成洗衣机控制电路的设计。控制洗衣机按定时启动、正转20秒、暂停10秒、反转20秒、暂停10秒的洗涤模式不停的循环，到达定时时间后停止。并要求有数码管显示时间，LED显示状态，声音报警。

通过以上要求，洗衣机洗涤模式是以60秒钟即一分钟作为循环。计时方式是通过预置时间定时，因而初步设想使用一个六十进制倒计时电路作为核心控制。预置时间以分为单位，则还需要分计时器，并且要能预置时间。同时，时间的计时按秒来进行，则需要用一个妙信号发生器。最后，用两位数码管作为时间显示电路，三个LED灯作为状态显示电路，蜂鸣器作为报警电路。根据以上分析，设计电路基本框图入下：

启动 LED显示电路 数码管显示电路 秒信号发生电路60进制定时电路 分钟定时电路 定时预置电路 洗涤模式控制电路 蜂鸣器报警电路 图1.1 电路框图

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1.2 方案选择

洗衣机控制电路整体思路简单，成型产品众多，参考电路也十分普遍。在独自设计过

程中，论证了多种方案。

1.2.1 单片机方案

单片机运用广泛，特别是8051单片机，在控制领域经久不衰，而且成本低廉。本设计要求中，可采用一块51单片机作为核心，使用两位数码管、三个开关、三个LED灯、一个蜂鸣器和一些驱动电路作为外围设备，实现实验要求功能。电路比较简单。

不过单片机编程复杂，软件实现困难，入手不是很容易。而且本题要求实现的控制功能，使用单片机会浪费资源，并不是十分经济。加之考虑到学习知识的水平，因此，不选择此方案。

1.2.2 数字电路方案

数字电路并没有因为可编程逻辑器件的出现而推出市场，而且大有继续发展的势头，数字电路之所以能应用广泛，是因为它有独特的优点。电路的各个模块清晰，运算速度高，而且不用编程，在许多功能实现上有软件可望不可及的优势。

本设计要求中，均可运用中规模集成逻辑电路实现，而且成本不高，稳定性很好，使用数字电路直接进行设计，在我们知识能力范围之内，可行性十分高，因而采用数字电路方案实现。

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2 方案总体框图设计

2.1 方案总体设计思路

2.1.1 各模块器件选择

1 .秒信号发生器选择

方案一：石英晶体振荡器；

此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R、C的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波。此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于洗衣机电路对秒信号精度要求不高，因而不采用此种方案 方案二：由555定时器构成的多谐振荡器；

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。并且555定时器使用成熟，参考资料颇多，因此采用此方案。

2 .计时器芯片选择

方案一：采用74LS190芯片实现

74LS190为十进制可逆计数芯片，为异步置数，可以实现设计要求的置数与计数。但是，要实现分钟的置数，74LS190置数颇显复杂，故不采用。 方案二：采用74LS192芯片实现

中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加减计数器，它采用8421码二·十进制编码，并具有直接清零、置数。加/减计数功能，为双时钟芯片，计数采用DOWN时钟，而置数可以采用UP时钟，因而置数显得十分简单，是很好的选择。

3 .显示电路选择

显示电路用单位的数码管和相适应的显示译码器，这儿采用共阴极的单位数码管和74LS48作为显示电路，应用十分简单。 4 .状态显示电路

使用三个不同颜色的数码管来表示不同的洗涤状态，通过74LS138作为译码器，来实现该功能。

5 .洗衣机控制电路

通过不同的门电路进行组合，实现各种状态的不同组合输出。

2.1.2 模块总体电路实现

经过以上分析，采用555定时器组成的多谐振荡器来实现秒信号的发生，为其它的芯

片提供工作脉冲信号；计时电路采用四片74LS192实现，两片组成六十进制计数器实现秒信号计数，当计满六十秒后向前借位。另外两片构成一百进制计数器，来计数秒的借位信号，同时实现预置数功能。数码管、报警电路和LED灯分别与逻辑电路进行组合，接到74LS192的输出，以完成时间显示、报警和状态显示，洗衣机控制则使用74LS138作为译码输出进行不同的组合，完成控制。

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2.2 方案总体电路图

图2.1 总体电路图

其中显示电路实际连接为：

图2.2 显示电路具体图

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脉冲发生器具体电路为：

图2.3 555定时器多谐振荡电路

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3 电路各模块设计与参数选择

3.1 秒脉冲电路

秒信号发生器采用555定时器，555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。其成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器。555定时器的外引脚排列图和内部电路框图分别如图 3.1.1 和图 3.1.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 。

图3.1.1 555定时器引脚排列

图3.1.2 555定时器内部电路框图

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触

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发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

由555定时器组成的多谐振荡器如图3.1.3所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波如图(D)所示。设电容的初始电压Uc＝０，t＝０时接通电源，由于电容电压不能

1突变，所以高、低触发端VTH＝VTL＝０<ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ2输出为低电

3平，即RD?1，SD?0（1表示高电位，0表示低电位），R?S触发器置１，定时器输出u0?1此时Q?0，定时器内部放电三极管截止，电源Vcc经R1，R2向电容Ｃ充电，uc逐渐升高。

__1当uc上升到Vcc时，A2输出由０翻转为１，这时RD?SD?1，R?S触发顺保持状态不变。

3___所以0

__2t?t1时刻，uc上升到Vcc，比较器A1的输出由１变为０，这时RD?0，SD?1，R?S3触发器复０，定时器输出u0?0。

t1?t?t2期间，Q?1，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过R2放电。uc按指数规律下降，

__2当uc?Vcc时比较器A1输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的RD?SD?1，Ｑ的状态不变，u03的状态仍为低电平。

__1SD?0，比较器A2输出由1变为0，R---S触发器的RD?1，t?t2时刻，uc下降到Vcc，

3_触发器处于1，定时器输出u0?1。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。

通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出u0?1，电容放电时，u0?0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。由图3.3知，振荡周期T?T1?T2。T1为电容充电时间，T2为电容放电时间。

充电时间T1=(R1+R2)Cln2≈0.7(R1+R2)C 放电时间T2=R2Cln2≈0.7R2C

矩形波的振荡周期T= T1+ T2=ln2≈0.7(R1+2R2)C

因此改变R1、R2和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。

本设计需要秒信号，则令T=1s,C=10uf, 可得R1=15K R2=68K 为常用电阻值，可得到秒信号。

武汉理工大学《数字电子技术课程设计》 图3.1.3 由555定时器构成的多谐振荡器电路及其输出波形 3.2 计时电路 计时电路采用的是74LS192可预置同步可逆BCD码计数器。其引脚图和内部结构原理图以及真值表如图3.2.1、图3.2.2、图3.2.3所示：

图3.2.1 74ls192引脚图

图3.2.2 74ls192内部结构原理图

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图3.2.3 74ls192真值表

使用74LS192十进制可逆计数器来实现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，对于秒信号，我们要的只是减计数，所以我们把两片秒计数的74LS192芯片的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。由图3.2.3可知，LD低电平有效，产生借位信号时，BO也是低电平有效。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的74LS192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99分钟的计时器。把四个74LS192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，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与非门的输出上，与非门的输入一端接脉冲信号，一端接低电平，当要置数时，将与非门的输入端从低变为高，打开与非门，另一输入端的的脉冲上就可以实现从0－9的数字输入。如图3.2.4所示，为计时电路电路原理图。

图3.2.5 四片74LS192组成的计时电路

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3.3 显示电路

显示电路采用了两片一位的共阴极七段数码管（如图3.3.2所示），来分别显示分钟计时的十位和各位，完成预置和显示功能。数码管的驱动电路采用的共阴极的七段译码器74LS48，它内部有上拉电阻，可以直接与共阴极的数码管相连接。其管脚图和真值表分别如图3.3.1、图3.3.3所示：

图3.3.1 74LS48引脚图 图3.3.2 八段数码管图

图3.3.3 74LS48真值表

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由于数码管只用显示0—9的数字，则LT、LBI、BI/RBO三个脚都接高电平，A B C D 四个输入端连接74LS192的输出，就能显示出预置的时间和定时的剩余时间。其连接电路图如图3.3.4所示：

图3.3.4 数码管显示电路连接

3.4 状态显示电路

洗衣机洗涤共有三个状态，分别为暂停，正转，反转，用三个不同的颜色的LED灯来表示。在三个状态中，40——60秒为正转、30——40秒钟为暂停、10—30秒为反转、0-10秒为暂停。分别有红绿黄来表示正转反转和暂停三个状态。

三个状态区分的标志位为秒信号的十分位，当74LS 192输出为0000—0001 为暂停；输出为0001—0011 为反转；输出为0011—0100 为暂停；输出为0100—0110为正转。有效区分状态为三位，然而直接区分，难度很大，门电路会使用大很多。根据这些，因而采用3-8译码器芯片74LS138，经过译码后有八位，容易进行区分。其区分框图如图所示：

000 001 010 译码 011 100 101110 0 1 2 3 4 5 6 正转 红灯亮 反转 绿灯亮 暂停 黄灯亮

图3.4.1 状态电路译码显示框图

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74LS138引脚图和真值表如图3.4.2 图3.4.3

图3.4.2 74LS138译码器引脚图

图3.4.3 74LS138译码器真值表

在此处74LS138作为译码器，G1 接高电平，G2接低电平。A B C译码输入端分别接到74LS192的输出的低三位。Y0—Y7作为输出，低电平有效，则通过门电路，将Y4 Y5 与非后作为

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红灯输入，表示为正转状态；将Y3 Y0与非后作为黄灯输入，表示暂停状态、将Y1 Y2与

非后作为绿灯输入，表示反转。其总体电路图如图3.4.4、图3.4.5所示：

图3.4.4 状态显示电路（1）

图3.4.5 状态显示电路（2）

3.5 洗衣机电机控制电路

洗衣机控制电路要完成功能有时间预置，定时报警，正反暂停状态控制，定时时间到后停止洗衣机运行。 因此使用三个按键，分别实现时间的分个位、分十位和开始工作功能。按键接到门电路的输入，经过上拉电阻，未按下时，是高电平状态，当按下时，为低电平，按键两边并联一个0.1uf的磁片电容消除尖脉冲。

时间预置是通过按键经过一个非门，在接入二输入与非门电路的一个输入，另一个接与非门输入端接入秒脉冲信号，当按键按下时，们电路打开，秒信号能够进入74LS192的

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UP端进行计数。起到时间预置功能。状态的控制可以使用上面的状态LED灯的输入作为继电器的输入，当红灯亮时，信号同时到达继电器，是电机接正的5V电源，当绿灯亮的时候，信号到达另一个继电器，电机接到-5V,电机反转。当为黄灯的时候，亮电平都为低电平，继电器不工作，电机暂停。

电路的启动与停止时本设计的独特点，当定时时间到了之后，高位74LS192的BO输出端会产生一个低电平信号，把这个信号送给RS触发器的R端，并把RS触发器的Q输出作为一个二输入与非门的输入端，另一个输入一个秒信号，与非门的输出接入到低位的74LS192的DOWN端作为信号输入。这时，RS触发器会置0，封锁了与非门，是秒信号不能进入74LS192，电路停止。同时，用一个按键来控制RS触发器的S端，在设置时间过程中，BO信号会消失，但是RS此时输入为1 1 ，为保持状态，即RS输出为低电平，电路仍然不能计时。当时设置好时间后，按下按键，RS置1，与非门打开，秒信号进去。

报警电路采用蜂鸣器，蜂鸣器的正极接到RS触发器的反相输出端,在到达定时的时间后，方向输出为高电平，蜂鸣器报警。整体电路图如图3.5.1所示：

图3.5.1 控制电路图

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4 仿真调试分析

4.1 仿真软件介绍

这个课程设计采用的是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具multisim10.0 。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

Multisim 易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。完全能够适应这次课程设计的要求。因而采用这款软件。

4.2 仿真总体电路图分析

整体仿真图如图4.2.1所示：

数码管显示电路，为方便观察使用了四个数码管 192计时电路高位计时器 高位借位信号

192六进制计数电路 开始按键 低位 借位 信号

秒脉冲信号输入 调时电路 LED状态显示电路

图4.2.1 仿真整体电路分析图

根据之前的各模块论证，用multisim进行仿真画图，得到了图4.2.1 。由于电机模块和蜂鸣器模块仿真结果不容易表示，因此省略了。为了节约空间，将数码管电路简化。而multisim的仿真时间是以毫秒为单位的，十分的缓慢，在此，为了观察出电路的结果，

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将555定时器设计的秒信号发生器放在了另一个文件中如图4.2.2所示：

图4.2.2 555定时器构成的秒信号发生器

4.3 仿真结果分析

设计的每一个模块的功能都能实现，但是由于multisim的蜂鸣和电机模难得实现，因

而存在缺陷。

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5 电路实物验证结果

5.1 实物总体图片和介绍

5.2 实物功能演示

6 方案的分析与总结体会

6.1 方案选择总结与分析

在选择方案过程中，定时电路经过了一番分析，当初考虑74LS192时，其成本较高，在加上配置各种译码电路，显示电路，实际使用费用上已经超过了单片机的金额了，不过用单片机控制这种电路比较浪费，而用2051单片机控制有显得不够，而且硬件电路过于简单，编程过于复杂，不利于自己的学习与提高。因而采用了数字电路进行设计。

在整个设计过程中，时钟芯片比较简单，一方面555定时器应用很成熟，资料很多。另一方面，用过555定时器做过电子琴，虽然结果不是很好，但是还是加深对555定时器的了解。毫不犹豫的选择了555定时器。而与时钟芯片不同，计时芯片的比较也是十分麻烦的，要考虑可行性和费用，经过比较，只有选择可逆的计数器，而可逆的只需要十位计数就够了，因此选择了74系列的74LS192，刚开始选择的时候，还没有考虑到置数问题，认为就用一个DOWN就够了，在之后的设计中，才发现，可以用UP端进行置数，是一个意外的收获。

显示电路还比较简单，因为规定了用数码管，用共阴极和共阳极都是一样的，因而选着了共阴极的，因为数电实验课上做过，而且书上也有说明，容易入手。译码芯片书上也有介绍，不过没有具体的连结电路图在连接电路的过程中还是出现了一些问题，在网上有用上拉电阻的，但是其实74LS48内部已经有上拉电阻了，不用了，直接连结就够了。

控制、显示电路十分困难，但也是我最得意的一个设计地方。按键电路时参考了书上的知识，之前是准备直接用按键给脉冲信号，不过这种方法缺点很多，很不易控制，在书上看到了时钟调试电路的按键电路之后，经过借鉴改进，于是又了这种电路，也因而让调试电路一下子豁然开朗。状态显示也比较简单，就是要用到十分位的三个输出，因为3-8译码器之前用过，所以很容易的就想到了，在经过了逻辑表达式的换算，最后有用了两个与非门完成了设计。停止开开始电路用了很大的周折，想过很多方案，但是都很难达到要求，当考虑到有一个状态要保持时，想到了用RS触发器，因为RS触发器有一个输入时保持的，经过验证，方案可形。我十分得意这个设计。于是以后的工作就是要加入与非门、非门之内的。设计一下子就快完成了。

最后，就是电机控制了，想过很多方案，但是很难成功，应为门电路的驱动电路很有限，电机也不是很容易找，最后想到了继电器，但是需要正反转，也是一个难题，最后不得不选择了双电源，而且验证可行。

整个设计过程都十分值得回味，当一切都设计出来了之后，我才开始着手方案的可行性，还得到了不少意外的收获。总之整个设计收获都很多。

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6.2 仿真调试总结与体会

Multisim软件不知怎么又一个缺点，就是有时候，两个元器件的管教直接放在了一起，结果又得连上了，而有的是没有连上的，这是很头疼的事情，经常几个一模一样的元器件，一模一样的操作放置，最后它就是有问题，而且很难查出来。要把原件拉开才能发现。不过整体上multisim软件用起来比其它软件简单。

在设计数码管显示电路中，用74LS48作为译码显示的时候，很容易出问题，但是用protues就没有问题，之前显示译码一直用的是模拟器件，之后发现multisim v11.0能够完成数码管的译码显示，就用了multisim v11.0 。不过显示的还是没有模拟的稳定。可能是电脑的问题，multisim v11.0很占电脑的资源。

Multisim 还有一个问题就是时间比较慢，开始的时候设计555定时器用了很多的时间，都没有出来，因为没有等到一秒钟，没有出现跳变。以为设计出错了，最后用Proteus仿真后发现没问题，就直接用信号源代替了555定时器，之后再计时电路中有发现了信号源要调到1KHZ才能正常的计时，就发行了原来是软件本身的设计的不同。进而设计出了555定时器的秒信号发生器，不过用秒信号登的实在是它慢了，就一直在用信号源调到1KHZ来进行仿真，效果很好。

6.3 实物制作总结与体会

实物制作是很头疼的一件事情，因为硬件电路十分复杂，为了节约资源，也只是用了一块比较小的电路板进行焊接。但是到最后不得不走了好多跳线。每条线都十分的密集。稍有不慎就会出错，而且电路的每个模块都是连接起来的，要有一个环节出问题了，真不知道在那找问题，所以每焊一个模块起来，我都很认真的检查测试，在测试555定时器过程中，由于只有1HZ的频率信号，用示波器的交流档观察不出来，就只有用直流档了，测试也是很不好弄的，不过由于示波器是数字示波器，就相对的简化了些操作，最后用眼观察的出的秒信号时960ms，在误差的范围内。

在数码管显示电路中，因为考虑到要调试问题，害怕出问题，就用了四个数码管，把四个74LS48的输出全部显示出来，不过，显示译码器的价格高出了我的想象，最后舍不得把数码管就这么用了，于是留了外扩的接口，在演示过程中使用跳线帽将74LS192的输出与译码器的输入连接，但是，但需要数码管的时候，可以用杜邦线将数码管外界，只需要供电，就不用再去买数码管显示电路了。当然，另一个考虑是便于调试，要是有问题可以知道是不是数码管的问题。

其它的焊接过程中都是比较单一的，数码管和74LS192电路四个都基本一样。但是由于电路板比较小，所以用起来还是麻烦很多的。有时候也会焊错线、数错电子器件的引脚。不过都很快的改过来了。而且用万用表一点一点的测试连接情况。

最后焊完后，连接好电路，鼓足勇气接通电源，一切都正常的工作起来，测试都通过，差点没哭出来。短短的几天，学到了很多东西，不只是动手能力的提高，更是一种信心的提升和兴趣的提升。

6.4 设计优点分析

因为整个电路基本没有参照其它的电路图，全部是在课本上和一些元件资料上找的，因此设计出的电路能够工作很自豪。本电路最大的优点就是时间设置和停止开始控制，这两个电路的设计十分的独特，是课本理论知识与实际相结合产生的火花，十分高兴、满意，而且工作稳定。是以后再设计电路的一个很好的借鉴。其它的电路都很成熟，设计的人很多，没有什么特别的。

武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

6.5 设计不足分析

虽然比较满意这次的设计，但是还是有不少不足的，仿真的有些模块没能做出了，比较遗憾。状态显示是之后设计上去的，灯的颜色运用不合理。实物设计过程中忘了用开关，555定时器的输出也没有标识，要用一个二极管来标识555定时器的秒信号，更能够便于调试。

7 参考文献

《电子线路设计·实验·测试》第三版，谢自美 主编，华中科技大学出版社。 《新型集成电路的应用――电子技术基础课程设计》，梁宗善主编，华中科技大学出版社。 《电子技术基础课程设计》，孙梅生等编著，高等教育出版社。 《数字电子技术基础》，伍时和主编 清华大学出版社

8 附录

附录一：元器件清单： 电子元器件名称 一位七段数码管 74LS48显示译码器 74LS192 555定时器 74LS00 74LS04 蜂鸣器 轻触按键 瓷片电容 极性电容 电阻 发光二极管 滑动变阻器 USB插座 单排针排针 万用板 芯片插座

型号 共阴极 BCD显示译码 双时钟可逆计数器 555定时器 二输入四与非门 六反相器 有源蜂鸣器 轻触 104 10uf 12K 68K 470 红黄绿橙 104 母头 10*15 16脚 14脚 8脚 个数 四个 四个 四个 一个 两个 一个 一个 三个 四个 一个 六个 四个 一个 一个 两排 一个 二十五个 武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

附件6：

本科生课程设计成绩评定表

姓 名 专业、班级 刘志雄 通信0806 性 别 男 课程设计题目：简易洗衣机控制电路 课程设计答辩或质疑记录： 1．仿真为什么不用555定时器作为信号的输入？ 答：仿真的过程中需要尽快的观察结果进行分析，而用555产生1Hz的脉冲信号太慢，加上仿真软件的计时很慢，所以不用555定时器，而是用信号发生器产生1KHz的脉冲信号代替，便于观察波形； 2. 74LS192是什么芯片，它的工作过程是怎样的？ 192是双时钟十进制可逆计数器，异步清零置数，这儿使用了四片192，用的是192的DOWN端作为脉冲的输入，而且，高位片的脉冲输入时低位片的借位信号产生的。能够完成时间的定时。 3. 实物调试过程中，出现过什么问题？ 实物调试是一个难点，因为走线十分的多，而且乱，经常的会把引脚数错。而在调试过程中，我是每一个引脚都要检查好几遍，板上的走线是接的哪一条我的弄的一清二楚了。这次实物调试时十分成功的，开始的时候数码管模块焊好后，接通电源，电路没有能够工作，很打击信心，检查了好几遍电路，确定没问题之后。把电路全部焊好后，再进行调试时，数码管能够正常工作，这是我没有想到的，最后调的很成功，我很意外。 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年 月 日

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