洗衣机控制电路设计一、设计要求
1．洗衣时间设定范围：1—99分钟
2．显示漂洗时间(显示分钟就好)，时间到后会自动报警
3．漂洗时（用发光二极管代替电动机）显示正反转
4．定时时间内电机工作要求如下：
启动 正转20s 暂行10s 反转20s 暂行10s 停止
定时未到
二、总体设计原理
由于受现有知识的限制，我们不能使用单片机以及编写程序的方法来实现。只能采用CMOS 和TTL |
集成器件等中小型集成块，如计数器，锁存器，与非门，555定时器等构成洗衣机控制电路。洗衣机的洗
洗涤时间 器 | ||
多谐振荡器 | 总控制 | 正反转控 |
制
红LED闪 报警控制
三、各单元设计与分析
1、多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器，产生振荡信号，用于计时。在许多场合对多谐振荡器的频率稳定性要求严格，一般采用石英晶体振荡器。但是由于洗衣机对时间的精确度要求不是很高，所以我们采用555定时器接成的1HZ多谐振荡器。电路如图：图中是把555定时器接成施密特触发器，在用施密特触发器接成多谐振荡器的方法接成。其中R1=10KΩ，R2=50KΩ,C1=10μF,C2=0.01μF把数据带入T=（R1+2R2）C2ln2，得T约为1s。即周期为一秒，输出1HZ 的信号。3号管脚即为脉冲信号输出管脚。
VC C
4 | R | 8 | Q | U 1 | R 1 |
C VC | 3 | 1 0 k | |||
5 | C V | D C | 7 | R 2 | |
ND G | |||||
5 0 k | |||||
2 | T R | T H | 6 | C 2 | |
C 1 | |||||
1 | 5 5 5 | ||||
1 0 u | |||||
0 .1 u F |
2、时钟电路
时钟电路采用计数器对输入的1HZ振荡信号进行计数，从而实现计时。用十进制计数器接成两个60进制计数器，分别用于计秒和计分。
十进制计数器有很多中，如74LS90, 74LS190, 74ls160 等。这里我们使用的是十进制可逆计数器 分、秒计数器的设计 74LS192。它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能， 去, 十秒位的LD 端和借位端BO 联在一起， DOWN |
端输入的时候秒计数的192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，当秒计数完成了，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。这些计数器工作时清零端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101分钟的计时器。把四个192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，分计数的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，
所以当要从外部把它们强制清零时。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低触 发（平时保持高电平，外部给一个力就输入一个低电平）的脉冲上 就可以实现从0－9 的数字输入。 分和秒的计数图如下： |
VC C
1 5 | U 5 | 3 | V C C | 7 | U 1 | Q A | 1 3 | ||
D 0 | Q 0 | A | |||||||
1 | 2 | 1 | 1 2 | ||||||
D 1 | Q 1 | B | Q B | ||||||
1 0 | 6 | 2 | 1 1 | ||||||
D 2 | Q 2 | C | Q C | ||||||
9 | 7 | 6 | 1 0 | ||||||
D 3 | Q 3 | D | Q D | ||||||
9 | |||||||||
5 | U P | T C U | 1 2 | 3 | L T | Q E | |||
1 5 | |||||||||
Q F | |||||||||
4 | 1 3 | 4 | 1 4 | ||||||
D N T C D P 7 L 4 H C 1 9 2 | B I | Q G | |||||||
1 1 | 5 | ||||||||
L E /S T B | |||||||||
1 4 | |||||||||
M R | 7 4 H C 4 5 1 1 | ||||||||
1 5 | U 6 | 3 | V C C | 7 | U 2 | Q A | 1 3 | ||
D 0 | Q 0 | A | |||||||
1 | 2 | 1 | 1 2 | ||||||
D 1 | Q 1 | B | Q B | ||||||
1 0 | 6 | 2 | 1 1 | ||||||
D 2 | Q 2 | C | Q C | ||||||
9 | 7 | 6 | 1 0 | ||||||
D 3 | Q 3 | D | Q D | ||||||
9 | |||||||||
5 | U 7 P 4 H C 1 9 T 2 C U | 1 2 | 3 | Q E | |||||
L T | 1 5 | ||||||||
Q F | |||||||||
4 | 1 3 | 4 | 1 4 | ||||||
D N | T C D | B I | Q G | ||||||
1 1 | 5 | ||||||||
P L | L E /S T B | ||||||||
1 4 | |||||||||
M R | 7 4 H C 4 5 1 1 | ||||||||
1 5 | U 7 | 3 | 7 | U 3 | Q A | 1 3 | |||
D 0 | Q 0 | A | |||||||
1 | 2 | 1 | 1 2 | ||||||
D 1 | Q 1 | B | Q B | ||||||
1 0 | 6 | 2 | 1 1 | ||||||
D 2 | Q 2 | C | Q C | ||||||
9 | 7 | 6 | 1 0 | ||||||
D 3 | Q 3 | D | Q D | ||||||
9 | |||||||||
5 | U P | T C U | 1 2 | 3 | L T | Q E | |||
1 5 | |||||||||
Q F | |||||||||
4 | 1 3 | 4 | 1 4 | ||||||
D N | T C D | B I | Q G | ||||||
1 1 | 5 | ||||||||
P L M R 7 4 H C 1 9 2 | L E /S T B | ||||||||
1 4 | |||||||||
7 4 H C 4 5 1 1 | |||||||||
VC C
U8 U4
1
1
0
9
5
4
1
D
D
UD
P
2
3
NT T C
C
Q
Q
UD 2 3 5 Q Q Q Q Q G C D E F 1 1 9 1 1 1 0
5 41 5 D0 Q0 QA 13 1 D1 Q1 QB 12
3、电机正反转控制电路
把秒十位上的数作为正反转控制系统的输入信号，把秒十位上输出的二进制数经74LS138译码器译码
成8个输出，然后再各取两位输出经由2个与非门各自作用于相应的2个正反转指示灯（1号灯亮表示正
转，2号亮表反转，全灭表停止）。正反转控制电路部分如下图：
138的输入为101或100即十进制的5或4，此时十秒数码管也是显示5或4，即40秒到59秒之间，
正好为20秒）10管脚和11管脚来与非后的值为高电平，然后当作发光二极管的输入信号，就点亮了发
光二极管，表示的是电机正转状态。同理，当输入为011时，12管脚不接发光二极管，两个等都灭，表示
停止；当十秒数码管显示为1或2时（即138输入为010或者001）时，取13和14管脚输出信号与非
后作用于发光二极管，此时发光二极管亮时表示反转状态。正好符合20s正转10s停止20s反转的要求了。
4、分显示电路原理
显 | 两个代表分的个位和十位的192 的输出端接到4511 的对应输入端，译码器4511 把二进制转换成七段 | |||||||||
示 | 码 | ， | 再 | 接 | 到 | LED， |
| 图 | 2.。 | |
D 1 | 6 | U 1 0 :B | 5 | 7 | U 9 | E 3 | 5 | C C V |
L E D-G R E E N | 7 4 0 0 | 4 | ||||||
Y 7 | ||||||||
9 | 4 | |||||||
Y 6 | E 2 | |||||||
1 0 | 6 | |||||||
Y 5 | E 1 | |||||||
D 2 | ||||||||
1 1 | ||||||||
U 1 0 :C | ||||||||
Y 4 Y 7 3 4 L S 1 3 8 | ||||||||
1 2 | ||||||||
L E D-G R E E N | 8 | 7 4 0 0 | 9 | 1 3 | C | 3 | ||
Y 2 | ||||||||
1 4 | 2 | |||||||
1 0 | Y 1 | B | ||||||
1 5 | 1 | |||||||
Y 0 | A |
5、报警并停止工作控制电路原理
当所置的洗衣时间完成后，要发出报警并自动清零。从秒位会发出一个借位信号，一直接到十分位
上去，十分位会发出一个借位信号，用这个信号来作为报警并清零的信号，平时192的借位端保持的是
高电平，当有借位信号时，其变成0，我们直接把分十位借位端接到一个双D锁存器上作为其时钟信号，
把双D锁存器的输出接到当报警用的发光二极管上了。
设计要求报警后立即停止，那么我们就可以把74LS74D的Q端输出信号接回各个192的MR端,此时4个192
接到192的秒的个位减时钟。此时Q为0，封死了与非门。
6、置数电路
的输出端全部被清零。所以led显示00分以及报警灯一直在闪烁。74LS74D的Q端输出同时经过与非门
R4
0R 1
U1 2 : C
10 7 4 0 0
8
9
1 3 | U 1 2 : D | 1 1 |
1 2 | 7 4 0 0 |
四、仿真结果分析
在用proteusisis 仿真的过程中，结果基本符合要求，计数器的工作也很理想，、“反转”、
“暂停”的指示灯动作也正常，定时结束时，自动清零，同时指示灯亮，提醒时间到。所设计的计数器
在十秒位的初值是6，时间变化是从60开始变化到59，因此在秒部分已存在一分钟，无法像一般情况从
秒部分00开始向分位借位，在实际操作中会带来一定的不便，这也是本次设计中最大的缺陷。
总 | 的 | 来 | 说 | ， | 仿 | 真 | 结 | 果 | 还 | 是 | 比 | 较 | 令 | 人 | 满 | 意 | 的 | 。 | 结 | 果 | 如 | 下 | 图 | ： | |||||||||||||||||||||||||||
六、总结 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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。只有十分熟悉整个电路的工作原理，才能正确的设计出他的原理图，并且在调试过程中以最少的时间找出电路中的错误。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。从而了解了整个设计过程所需做的工作，以及在设计的过程中遇到不知道的问题，怎么收集相关的资料，怎么去处理问题等。通过此次的课程设计，我们真正将理论与实践相结合，从而对理论的理性认识有进一步得到飞跃。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
七、参考资料
《数字电子技术基础》 阎 石 主编 高等教育出版社
《Protel99 se 原理图与PCB及仿真》 清源计算机工作室编 机械工业出版社《电子线路设计、实验、测试》 谢自美 主编 华中理工出版社。
《电子技术课程设计指导》 彭介华 主编 高等教育出版社