EDA-洗衣機控制器設(shè)計

1、沈陽理工大學(xué)課 程 EDA設(shè)計 題 目 洗衣機控制器設(shè)計 院 系 裝備工程學(xué)院 專業(yè)班級 探測制導(dǎo)與控制技術(shù) 學(xué)生姓名 杜繼石 學(xué)生學(xué)號 0811020219 指導(dǎo)教師 錢博 2010年 12 月21日主要內(nèi)容： 設(shè)計一個洗衣機控制器，要求洗衣機有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停三種狀態(tài)。設(shè)定洗衣機的工作時間，要洗衣機在工作時間內(nèi)完成：定時啟動正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒”，定時到則停止，同時發(fā)出提示音?；疽螅?、設(shè)計一個電子定時器，控制洗衣機作如下運轉(zhuǎn)：定時啟動正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒”，定時到則停止；2、若

2、定時到，則停機發(fā)出音響信號；3、用兩個數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時間（分鐘數(shù)），按倒計時方式對洗滌過程作計時顯示，直到時間到停機；洗滌過程由“開始”信號開始；4、三只LED燈表示“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫停”三個狀態(tài)。一、總體設(shè)計思想1、基本原理洗衣機控制器的設(shè)計主要是定時器的設(shè)計。由一片F(xiàn)PGA和外圍電路構(gòu)成了電器控制部分。FPGA接收鍵盤的控制命令，控制洗衣機的進水、排水、水位和洗衣機的工作狀態(tài)、并控制顯示工作狀態(tài)以及設(shè)定直流電機速度、正反轉(zhuǎn)控制、制動控制、起?？刂坪瓦\動狀態(tài)控制。對芯片的編程采用模塊化的VHDL (硬件描述語言)進行設(shè)計，設(shè)計分為三層實現(xiàn)，頂層實現(xiàn)整個芯片的功能。頂層和中間層多數(shù)

3、是由VHDL的元件例化語句實現(xiàn)。中間層由無刷直流電機控制、運行模式選擇、洗滌模式選擇、定時器、顯示控制、鍵盤掃描、水位控制以及對直流電機控制板進行速度設(shè)定、正反轉(zhuǎn)控制、啟?？刂频饶K組成，它們分別調(diào)用底層模塊。定時啟動正轉(zhuǎn)20s暫停10s反轉(zhuǎn)20s暫停10s定時到停止2、設(shè)計框圖 定時時間未到二、設(shè)計步驟和調(diào)試過程1、總體設(shè)計電路洗衣機控制器電路主要有五大部分組成，包括：減法計數(shù)器、時序控制電路、預(yù)置時間和編碼電路、數(shù)碼管顯示、譯碼器組成。具體電路如下圖所示： 2、模塊設(shè)計和相應(yīng)模塊程序數(shù)碼管顯示實現(xiàn)數(shù)碼管顯示Library iee;Use ieee.std_logic_1164.all;En

4、tity encode is Port( Bcd : in std_logic_vector(3 downto o); A,b,c,d,e,f,g: out std_logic );End encode;Architecture rtl of encode isSignal temp:std_logic_vector(6 downto 0);Begin Table Bcd = temp; 0000= 1111110; 0001= 0110000 0010= 1101101 0011= 1111001 0100= 0110011 0101= 1011011 0110= 1011111 0111=

5、 1110000 1000= 1111111 1001= 1111011 End table;a=temp(6);b=temp(5);c=temp(4);d=temp(3);e=temp(2);f=temp(1);g=temp(0);end rtl時序電路Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.allEntity shixu isPort(cp,en,rd:in std_logic;Q1,q2:out std_logic);End shixu;Architecture rtl of shixu i

6、sBeginProcess(cp)Variable wash_time:integer range 0 to 19;Variable wash_time:integer range 0 to 9;Variable state:std_logic;Variable wash_time:integer :=21;Variable wash_time:integer :=9;BeginIf(en=0)wash_time:=19;wait_time:=9;state:=0;End if;if(en=0)then wash_time:=21;Q1=0;Q20)Then wash_time:=20;sta

7、te:=not state;End if; end if; end if;If(wash_time=0)then Q1=0;Q2=0;else if (state=0)Then Q1=1;Q2=0; else Q1=0;Q2=1;End if; end if;Else Q10 and start=1)then time_second:=time_second-1;else time_second:=59; end if;if(start=0)then time_remain0) then time_remain(3 downto 0)=time_remain(3 downto 0)-start

8、; time_remain(3 downto 0)0)then time_remain(7 downto 4) =time_remain(7 downto 4)-start; time_remain(7 downto 4)=time_remain(7 downto 4)-1; time_remain(3 downto 0)=1001;time_second:=59;end if; end if;else if (time_second=0 and time_second=1) if(time_remain=0)then time_is_up=0;else time_is_up=1; time_

9、second:=time_second-1;end if;end if;end if;end if;end process; end rtl;譯碼器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity decoder is port( Q1,Q2: in std_logic; REV,RUN,PAUSE: out std_logic );end decoder;architecture rtl of decoder issignal choose:std_logic_vector(1 downto 0);beginchoose(1)=q1;choose(0)REV=0;RUN=0;PAUSEREV=0;RUN=1;PAUSEREV=1;RUN=0;PAUSEREV=0;RUN=0;PAUSE=0;end case;end process;REV=Q2;RUN=Q1;PAUSE=not(Q1 OR Q2);end rtl;3、仿真及仿真結(jié)果分析仿真信號圖如下：仿真圖洗衣機接通電源，按load設(shè)置洗滌時間按start、rd置為高電平洗衣機開始工作，當(dāng)時鐘第一個上升沿到達時run（正轉(zhuǎn)功能）為高電平維持20s以后變?yōu)榈碗娖蕉鴓ause（暫停功能）隨著時鐘上升沿的到來變?yōu)楦唠娖骄S持10s變?yōu)榈碗娖?，然后rev（反轉(zhuǎn)功能）開始隨著時鐘上升沿的到來變