數(shù)電課程設(shè)計(jì)洗衣機(jī)定時(shí)控制器

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：洗衣機(jī)定時(shí)控制器班級(jí):洗衣機(jī)定時(shí)控制器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：1. 設(shè)計(jì)脈沖信號(hào)源秒脈沖2. 至少能顯示1 : 0012:593. 具備校時(shí)功能4附加特殊功能設(shè)計(jì)報(bào)時(shí)功能二、方案設(shè)計(jì)與論證：所謂數(shù)字鐘，是指利用電子電路構(gòu)成的計(jì)時(shí)器。 相對(duì)機(jī)械鐘而言，數(shù)字鐘能達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，并顯示小 時(shí)、分、秒，同時(shí)能對(duì)該鐘進(jìn)展調(diào)整。在此根底上， 還能夠?qū)崿F(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。其中有振蕩器，分頻器, 校時(shí)電路，報(bào)時(shí)電路，計(jì)數(shù)器，譯碼器和顯示器七局 部組成。振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器，不 同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)，譯碼器和顯示器進(jìn)展顯示，通過(guò)校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，分的校準(zhǔn)方案一：使用S數(shù)字芯

2、片，使用專用時(shí)鐘 芯片，使用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，以與使用萬(wàn)用板焊接 電路，分模塊搭建電路，使用專用電源供電。優(yōu) 點(diǎn)：計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，反響靈敏，思路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定， 成功率高，便于調(diào)試。缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)能力弱，走線 復(fù)雜，對(duì)數(shù)電知識(shí)的利用并不充分。方案二：使用TTL數(shù)字芯片，使用74LS93多進(jìn) 制計(jì)數(shù)器，用555定時(shí)器自建時(shí)鐘模塊，使用USB供 電，使用PCB制板。優(yōu)點(diǎn)：電路驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，不必考 慮輸入腳懸空的問(wèn)題，充分利用了模電、數(shù)電的知識(shí)， 外觀漂亮，供電方便。缺點(diǎn)：整體布局比擬麻煩，排 查錯(cuò)誤比擬麻煩，時(shí)鐘性能一般。在比擬兩個(gè)方案的 優(yōu)缺點(diǎn)后，選擇了第二個(gè)方案，進(jìn)展由上而下層次化 的設(shè)計(jì)，先定義和規(guī)定各個(gè)模

3、塊的結(jié)構(gòu)，再對(duì)模塊內(nèi) 部進(jìn)展詳細(xì)設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真，原理圖設(shè)計(jì)，PCB制作, 分步驟調(diào)試，來(lái)解決方案二的不足。使做出來(lái)的效果 又好，又能充分利用學(xué)過(guò)的數(shù)電知識(shí)?？梢员憩F(xiàn)數(shù)電 課設(shè)的真正內(nèi)涵。我們?cè)O(shè)計(jì)的電子鐘，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì) 要求，具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)，調(diào)時(shí)，調(diào)分等功能；特別是， 我們的調(diào)時(shí)調(diào)分開(kāi)關(guān)，都加上了消抖電路，使用了模擬電路消抖，省去了一些數(shù)字芯片，這些都是我們組， 區(qū)別于其他組的地方。設(shè)計(jì)原理與框圖定時(shí)控制器實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)展計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路，由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間如時(shí)間一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1kHZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。構(gòu)成方框圖如下：由圖可見(jiàn)：本數(shù)字

4、鐘電路主要由震蕩器、分頻器、校時(shí) 電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器與整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、定時(shí)控 制電路構(gòu)成。它們的工作原理是：由震蕩產(chǎn)生的高頻脈沖信 號(hào)作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)過(guò)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)“秒脈沖送入秒計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖信號(hào)，該信號(hào)作為分計(jì)數(shù)器的脈 沖信號(hào)，分計(jì)數(shù)器也采用 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60分鐘 發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖信號(hào)，該信號(hào)將被送到時(shí)計(jì)數(shù)器，時(shí)計(jì) 數(shù)器采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。譯碼顯示電路將時(shí)、分、秒計(jì)數(shù) 器的輸出狀態(tài)送到七段譯碼顯示器，通過(guò)六位LED七段顯示器顯示出來(lái)。校時(shí)電路用來(lái)對(duì)時(shí)、分顯示數(shù)字進(jìn)展調(diào)整； 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如此根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀

5、態(tài)產(chǎn)生一脈沖信 號(hào)，然后去觸發(fā)音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。三、各單元電路設(shè)計(jì)與分析：1.計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)：本電路統(tǒng)一采用74LS192計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器是由 4個(gè) 主從觸發(fā)器和用作除 2計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)周期長(zhǎng)度為除 8的3位 2進(jìn)制計(jì)數(shù)器所用的附加選通所組成的； 有了時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)“秒 信號(hào)后，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器：分和 秒計(jì)數(shù)器都采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)規(guī)律00010258, 59, 00, 01 ，個(gè)位由與非門電路組成接在QB、QD十位用與非門接在 QB、QC再將它們級(jí)聯(lián) 如此可組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 小時(shí)位為10進(jìn)制和24進(jìn) 制計(jì)數(shù)器，分秒為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如下列圖：2.譯碼顯示電路:譯碼和數(shù)碼

6、顯示電路是將數(shù)字鐘和計(jì)時(shí)狀態(tài)直觀清晰地放映出來(lái)，被人們的視覺(jué)器官所承受，它的任務(wù)就是將計(jì) 數(shù)器輸出的8421BCD碼譯成數(shù)碼器顯示所需要的上下電 平。這里所選用的譯碼器就是常用的BCD譯碼/驅(qū)動(dòng)器74其中A、B、C、D與計(jì)數(shù)器的四個(gè)輸出端 QA、QB QC QD按 設(shè)計(jì)要求相連，a、b、c、d、e、f、g如此與七段數(shù)碼顯示 器對(duì)應(yīng)端相連。四、總體電路原理圖與元器件清單:按鍵K2, K320. 1位數(shù)碼 管LED1, LED2, LED3,LED4, LED5, LED663013NPN三極管Q110. 2電阻100, 5k, 20kRl,K3, R640.4電位器LOkR4, R522蜂鳴器無(wú)

7、源1110. 574LS48BCD碼7段數(shù)碼管澤碼 器Ul, U23 U3r H U10,Uli61274LS00四路2輸入與非門U5, U13> U253674LS93四位計(jì)數(shù)器ua UL U8, U9, IMU1N U19, V20, U2291874LS20兩路斗輸入與非門U161274LS02四路2輸入或非門U1712UI555定時(shí)器U2111電霽電客10u卩消抖電尋后加的改進(jìn)元件20.4發(fā)光LED紅色三皇米后加的改進(jìn)器件40,4貼片電阻100歐限流電阻501PCB板17合計(jì)56* 5五、電路仿真與仿真結(jié)果分析:方針結(jié)果比擬理想，有些原件并不是和實(shí)際電路中一 模一樣，在實(shí)際電路中

8、 用與非門代替了非門以方便走線， 而且仿真中不會(huì)出現(xiàn)按鍵抖動(dòng)等問(wèn)題，只可以作為原理上的參考：六、電路功能測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果：方案：電路采用焊接一局部就測(cè)試一局部的方案，這樣 可以方便排查錯(cuò)誤，排除其它因素的干擾，本電路先焊接時(shí) 鐘電路，再焊接計(jì)時(shí)顯示電路，后焊接校時(shí)與報(bào)時(shí)電路。結(jié)果：時(shí)鐘產(chǎn)生電路出現(xiàn)了問(wèn)題， 分頻電路工作不正常， 經(jīng)過(guò)反復(fù)排查，發(fā)現(xiàn)電源電路要并連一個(gè)電容，因?yàn)榇穗娐?用開(kāi)關(guān)電源供電不太穩(wěn)定所以需要濾波電容，使計(jì)數(shù)器正常工作。計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，校時(shí)正常七、作品照片圖八、結(jié)論與心得體會(huì)：定時(shí)控制器，原理并不難，它的復(fù)雜在于用的原件多，電路連接復(fù)雜， PCB板子面積大，分模塊做容易出問(wèn)題，感

9、官效果不好，因此我們 采用了風(fēng)險(xiǎn)較大的在 一 X板子畫PCB的方案。仿真電路很簡(jiǎn)單，只 要原理正確，得到的結(jié)果就非常理 想，但是在實(shí)際畫板子做電路的 過(guò)程中還是遇到了不少問(wèn)題。首先 Altium Desig ner 軟件中缺乏需 要的原理圖庫(kù)以與對(duì)應(yīng)的封裝庫(kù)，因此這就需要消耗不少時(shí)間來(lái)制作原理圖庫(kù)以與封裝庫(kù)。在制作 PCB的過(guò)程中打印是一個(gè)重要的環(huán) 節(jié)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室條件有限，而電路對(duì)打印機(jī)以與打印紙的要求比擬高， 我們嘗試 了好多種打印紙才得到了比擬理想的圖，轉(zhuǎn)印和腐蝕也是 一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于沒(méi) 有轉(zhuǎn)印好的地方還要用黑筆描出來(lái)。在焊接 電路的時(shí)候，時(shí)鐘產(chǎn)生電路出現(xiàn)了問(wèn) 題，分頻電路工作不正常，經(jīng) 過(guò)反復(fù)排查，發(fā)現(xiàn)電源電路要并連一個(gè)電容，因?yàn)榇穗娐酚瞄_(kāi)關(guān)電源供電不太穩(wěn)定所以需要濾波電容，使計(jì)數(shù)器正常工作。校時(shí)的按鍵有機(jī)械抖動(dòng)，這是仿真過(guò)程中不會(huì)遇到的，因此我門只能靠附加電 路的方法 來(lái)解決，我們采用了模擬電路的方法解決了抖動(dòng)的問(wèn)題，比其它方法要簡(jiǎn)潔得多 效果卻并不差。通過(guò)這次課設(shè)我們學(xué)習(xí)了很 多，也進(jìn)步了不