protues仿真成功

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1、 学科分类号 本科学生电子课程设计论文题 目： 洗衣机洗涤程序控制 姓 名 郑 道 宝 学 号 2006180811 院 （系） 工 学 院 专业、年级 06级应用电子技术教育 指导教师 兰浩老师 2008年 8 月 18 日指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量15%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到课程设计论文综合训练的目的。5理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。5选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学

2、性。5能力水平50%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。20外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5设计论文35%写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语

3、、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅5000字左右。10实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。第1章 绪 论 1.1洗衣机发展现状 目前我国的家用电动洗衣机产品的发展已进入了成熟期,国营、集体、个体、外资、合资企业遍布全国各地,2001年家用电动洗衣机的产销量达到1400万台,出口量为170万台,已成为全球洗衣机生产和消费的大国.就品种而言,波轮式、搅拌式、滚筒式洗衣机满足

4、了各个阶层消费者的需求,可以说世界上各种各样的洗衣机在我国都可以生产,产品类型的多样化,控制方式的多样化,洗涤容量的多样化.为广大消费者提供了广泛的选择空间。面对强大的市场需要，设计一个新型化的 ，自动化的刻不容缓。 1.2 洗衣机技术的现状现代的洗衣机在家庭生活中扮演重要的角色，及其技术更是新月异，到目前，世界上的洗衣机技术主要以下几种技术：（1）变频技术 ：利用先进的变频技术，洗衣机可通过调节电压来调节电动机洗涤和脱水时的转速。(2)蒸汽洗涤功能：在洗涤的过程中加入“蒸汽洗涤”环节，高温的蒸汽能使洗涤剂中酶的活性最大，有助于去除顽固污渍，洗净度能提高20%以上.(3)超静设计：家电噪音容易

5、给生活环境造成污染，从而影响了我们的生活质量，于是很多厂家顺势推出了采用变频技术的静音洗衣机。 1.3 选题意义：在学校安排课程设计任务，我选择的是洗衣机洗涤程序控制，通过该课程设计，不仅巩固我以前所学的专业基础知识，加强了我对洗衣机洗涤功能的了解，提高我的实践经验和动手能力，而且使我对专业的认识提高了一个台阶。虽然在开始的时候，我感觉到束手无策，不知道如何下手，但是进过一番思考和在老师的指点下，我终于克服重重困难，超越自我，成功的设计出该课题。 1.4 本设计的工作面对这个课程设计，我首先是用镇定的头脑想了许多方法来实现该洗涤程序，其次是用专业仿真软件proteus 或multisim来实现

6、电路仿真，在确定电路运行准确无误时，根据电路元件的参数去市场购买元件，然后进行焊接，调试直至完成整个电路板。在老师的指导下，最后，我终于成功的完成了该设计工作，在完成实际电路的之后，我从中获得了许多实践经验，我真的感到无比的高兴和骄傲。同时也感谢老师对我的谆谆教导。第2章 硬件部分简介 2.1硬件部分设计的总体思路： 洗衣机洗涤程序电路的设计的要求：（1）有水位检测电路，当水位达到一定时才开始执行控制程序；（2）定时启动中应包括时间预设电路（用两位LED显示），在设定好洗涤时间（分钟数）后程序方开始执行。（3）程序运行中，用LED显示表示电机的正、反转，同时采用倒计时方式显示时间，如果定时时间

7、到，则停机并发出音响提示信号； 根据电路的设计要求，绘制出电路的硬件功能模块图，实际电路就是围绕此功能展开设计,其模块由开机自动复位电路，秒信号发生电路，延时蜂鸣器电路，洗涤时间显示电路，十进制减法计数电路，正方转驱动显示电路，时间预置电路，延时去抖动电路，主控制电路，水位检测电路等。其具体的模块功能方块图如下：洗涤时间显示电路1秒信号产生电路时间预置电路时间预置电路十进制减法计数电路开机自动复位电路译码驱动正反暂停转显示主控制电路蜂鸣器，延时电路延时去抖动电路水位检测电路 2.2 电路主控芯片的简介：电路的控制芯片主要是由集成电路74LS192,74LS00，74LS112,74LS48 7

8、4LS00,74LS08等，这些集成块的功能都非常简单，次就不要详细的介绍，稍微复杂一点的是74LS192。74ls192瑟吉欧同步十进制可逆计数器，并就有清零和置数功能其引脚排列及逻符号如下所示： （a）引脚排列(b) 逻辑符号图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端， 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下： 输入 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加计数01 1 减计数第3章 洗衣机洗涤程序原理 3.1,电路设计的总体思路及其基本原理：电路设计的总体

9、思路: 根据课程设计的要求，首先要实现电机的正传、反转、暂停，我们可以用三个发光二极管代替电动机来做试验演示，由于洗涤时间要求的是20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是60秒，而且都是整数，所以要实现该功能可以在秒十位上打主意，适当的列真值表然后化简就可以拉。其次，由于触发器Q端输出的状态的不确定性，所以在开机的瞬间首先要对电路进行复位，以便电路正常工作，然后在设定洗涤时间的时候用一个JK触发器控制电路是对十分位进行置数还是对分位进行置数，在完成置数再按一下启动或者暂停/开关，当水位达到一定程度的时候，洗衣机就开始洗涤工作，在洗涤的同时还可以随时调节洗涤时间，洗

10、涤过程中也可以实现暂停，当所预定的时间达到，则洗衣机停止工作并清零，指示灯全部熄灭，蜂鸣器发出鸣叫声。 电路设计的基本原理：首先，从秒脉冲出来的信号，经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，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，去分钟计数器上面借数；与此同时，从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后，LED灯表示出电机运转状态；当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零；同时电机指示灯熄灭。根据电路的设计的总体思路和基本原理，用仿真软件Proteus仿真总原理电路图如下; 3.2电路的基本原理：（1）时间预置电路原理; 把触发器Q端与Q端分别与一

11、个开关相与非，这样就保持了输出端在没有脉冲的时候处于高电平，当开关J1来一个脉冲，其对应的up端就会出现一个脉冲，从而把时间预置到分钟计数器。如果要对十分计数器进行预置数则只需对J3施加一个脉冲即可。由于在洗衣机工作的时候没有锁定时间预置端，因而在洗衣机的工作期间可以随时增减洗涤时间，以满足用户的某种需求。（当需要对分,秒计数器都都进行置数时，也可以用另外一种方法实现，那就是用移位寄存器74ls194进行选择置数，在开机的时候进行并行置数，当来一个脉冲的时候就向左或向右移一位，四个脉冲循环一次。） 电路图如下： （2）秒信号发生电路原理：秒信号产生电路是以555定时器为核心，当接通电路后，VC

12、C对R1,R2向电容充电，电容上得到的电压按指数规律上升，当电容上的电压上升到2/3VCC时，输出电压为零，电容放电，当电压下降到1/3VCC时，输出为高电平，电容放电结束。这样周而复始形成了振荡。我们需要的始终脉冲的周期是一秒，根据公式TR1.R2lnC可以计算得到电路所需要的1秒方波信号。 （a）引脚排列 (b)功能表 （c）工作原理 （d）原理图（3）开机自动复位电路原理;由于电源的不稳定，在开机的时候触发器Q端的输出状态是随机的，要使得电路稳定性的工作则必须对触发器进行开机清零。在开机的时候由于C1电容两端的电压不能突变，非门的输入端子为高电平经过反相器适当的整形，变成低电平并维持一段

13、时间对触发器进行清零，当电容充电满后，非门输出为高电平，复位结束。电容C2的作用是当电源产生干扰的尖脉冲，造成触发器误复位，在电路上并联C2之后可以有效的消除。当电路关机的时候，电容通过二极管进行迅速放电，以免因为电容放电过慢造成触发器无法准确复位。原理图如下：（4）分，秒计数器原理： 一百分频计数器和六十分频计数器的原理是一样的，不同的是它们的输入脉冲和进制，我们用四片74ls192来实现分计数器和秒计数器功能，在计数的时候电路需要的是减法计数器，根据74ls192的性质，在洗衣机进行洗涤工作的时候要保证up端，load端为高电平，CLR端接低电平，DOWN接到脉冲上，这些都是四片的共同之处

14、。秒位的DOWN接到555时基产生的秒脉冲上；秒十位的输入端B,C端接到高电平上，即输入端置入0110（十进制的6），秒十位的LD端和借位端BO连在一起，在把秒位的BO端和秒十位的DOWN连在一起，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就会发出一个低电平到到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从6到5.一直变到0；当高低位全部为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN位为0，LD端为0，秒十位完成并行置数，下一个脉冲到来的时候，计数器进入进入循环计数工作中。分计数器的道理与秒计数器也差不多，只是要求当秒计数器完成了，分可以自动

15、减少，需要把秒十位的借BO端接到分计数器的DOWN端作为分计数器的输入信号来实现秒从分上的借位。当然，这些计数器工作，其中清零端CR要处于低电平，置数端要处于搞电平，这是一个独立工作的最高可以显示100分钟的计数器。当洗涤时间到达的时候，从十分位BO端输出的低电平经过反相器连接到四个192的清零端，对计数器进行清零，并作为停机信号，使的蜂鸣器发出鸣叫声，熄灭所有的指示灯。（5）指示灯循环控制电路原理：指示灯控制电路主要是在十位秒位上面做文章，因为显示的正转方转暂停都是十的倍数，因此只要适当的用真值表列出它们的关系式并化简即可得到最简的电路。其真值表如下：QcQbQa正转暂停反转00010000

16、1100010010011001100001101010根据真值表化简得到如下的电路图：在实现上面的功能之后，还必须想到电路在停止工作的时候，所有的灯必须熄灭，因此，只要将电路的清零信号与暂停开关相与就可以啦！（6）水位检测电路; 水位控制通过一个193实现，首先给预置1，利用水位按钮实现脉冲输入，当输出达到九的时候，Qa和Qd相与产生个信号非之后LD端置零，这样193又回到了初始状态，即重新显示为1.实现电路如下： 实现水位检测的另一种方法是用40Khz超声波。（7）延时去抖动电路： 由于机械式按键在按下或者释放时，由于机械弹性的影响，会伴有一定时间的触电抖动现象，然后其触电才稳定下来，其抖

17、动 过程如图左；而抖动的时间长短与按键的机械性有关，一般为5-10ms。能够消除电路抖动主要有四种方法：直接在按键上并联电容；用555电路组成延时的电路；用芯片MAX6817实现去抖动；用双稳态电路。我在课程设计采用的方法是用555时基组成的延时电路，该电路的工作原理是：在没有开关按下的时候，输出为低电平，当有开关按下时候，在2脚产生一个低电平，由于555的特性，输出为1，当开关断开的时候，555时基集成块内部的放电管截止，电源开始对C2充电，当充电到2/3Vcc的时候，输出位低电平。在开关断开后，输出仍然维持低电平一个脉冲宽度T=1.1RC，经过适当的计算电路参数就可以消除抖动。原理电路如图

18、（a）： （a）555延时去抖动 （b）滤波延时去抖动我自己也曾用过滤波延时去抖动，效果也还不错。如图（b） 第四章 总结 由于我的专业水平有限和对问题考虑的不周，再加上对专业基础知识了解的还不是很深（但是我会加倍努力，努力的丰富自己的视野，多接触一些经典的例题，并尽自己的能力多搞些实践，因为单纯的理论知识是无法满足专业的需要），所以在本设计中难免会出现系统漏洞，希望各位专家指点指点迷津，小生将感激不尽。虽然我的系统会出现一些漏洞，但是也具有优点。其最大的优点是我的电路结构严谨，短小精悍，通俗易懂，用的元件和主控芯片都是一些常用的元件。而且在加入开机系统清零电路和延时去抖动电路之后，全自动洗衣

19、电路更具有很高的稳定性。 在开始搞实际电路板的时候，我真的感觉到书本上学的东西都是纸上谈兵，让我深刻的体会到实践才会出真知，有时候也经常碰壁， “长风破浪会有时“，还是“直挂云帆济沧海”吧，以冷静的头脑对待事物，仔细思考，认真分析电路的来龙去脉，同时也的感谢老师对我的支持和厚爱，老师谢谢啦！ 附录：元件清单七段数码管： 4个 指示灯： 3个二极管： 1个蜂鸣器： 1个电阻： 8个电容： 5个开关： 3个 NE555： 3个74ls192： 4个74ls00： 1个74ls04： 1个74ls08： 1个74ls32： 2个 74ls112： 2个 74ls86： 1个 导线 ： 若干 参考文献

20、1 杜坤梅. 李铁才. 机控制技术M. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社. 20002 谭建成. 电机控制专用集成电路M. 北京: 机械工业出版社. 19993 李仁定. 电机的微机控制M. 北京. 机械工业出版社. 19994 李晶皎. 嵌入式语音技术及凌阳16位单片机应用M. 北京: 北京航空航天大学出版社. 20035 薛钧义,张彦斌,虞鹤凇,樊波. 凌阳十六位单片机原理及应用M. 北京: 北京航空航天大学出版社. 20036 易克初,田斌,付强. 语音信号处理M. 北京:. 国防工业出版社. 2000 7 胡航. 语音信号处理M. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社. 20008 林焘, 王

21、理嘉. 语音学教程M. 北京: 北京大学出版社. 19929 L.R.拉宾钠, R.W谢弗. 朱雪龙等译. 语音信号数字处理M. 北京: 科学出版社. 198310 丁玉美,高西全. 数字信号处理M. 西安: 西安电子科技大学出版社. 200111 Kris Jamsa,Lars Klander. 张春晖译. C/C+程序员大全M. 北京: 中国水利水电出版社. 199912 Andrew Bateman, Iain Paterson-Stephens. Algorithms, Applications, and DesignTechniquesM. Beijing: China Machine Press13 14 httn15 16 致谢 本设计到最后能够调试成功，与我的指导老师XX、XX、XXX的精心辅导是离不开的，在此感谢XX、XX、XXX三位导师对我的细心栽培。另外还要感谢XX师、XXX老师，因为他们的建议打开了我的思路，让本设计进一步得到完善。还有我要感谢我的合作伙伴XX的积极配合，以及班上向我提供技术帮助同学。