武汉理工大学《数字电子技术课程设计》
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