洗衣机控制电路设计 - 图文(5)

2019-06-10 23:10

武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

将555定时器设计的秒信号发生器放在了另一个文件中如图4.2.2所示:

图4.2.2 555定时器构成的秒信号发生器

4.3 仿真结果分析

设计的每一个模块的功能都能实现,但是由于multisim的蜂鸣和电机模难得实现,因

而存在缺陷。

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5 电路实物验证结果

5.1 实物总体图片和介绍

5.2 实物功能演示

6 方案的分析与总结体会

6.1 方案选择总结与分析

在选择方案过程中,定时电路经过了一番分析,当初考虑74LS192时,其成本较高,在加上配置各种译码电路,显示电路,实际使用费用上已经超过了单片机的金额了,不过用单片机控制这种电路比较浪费,而用2051单片机控制有显得不够,而且硬件电路过于简单,编程过于复杂,不利于自己的学习与提高。因而采用了数字电路进行设计。

在整个设计过程中,时钟芯片比较简单,一方面555定时器应用很成熟,资料很多。另一方面,用过555定时器做过电子琴,虽然结果不是很好,但是还是加深对555定时器的了解。毫不犹豫的选择了555定时器。而与时钟芯片不同,计时芯片的比较也是十分麻烦的,要考虑可行性和费用,经过比较,只有选择可逆的计数器,而可逆的只需要十位计数就够了,因此选择了74系列的74LS192,刚开始选择的时候,还没有考虑到置数问题,认为就用一个DOWN就够了,在之后的设计中,才发现,可以用UP端进行置数,是一个意外的收获。

显示电路还比较简单,因为规定了用数码管,用共阴极和共阳极都是一样的,因而选着了共阴极的,因为数电实验课上做过,而且书上也有说明,容易入手。译码芯片书上也有介绍,不过没有具体的连结电路图在连接电路的过程中还是出现了一些问题,在网上有用上拉电阻的,但是其实74LS48内部已经有上拉电阻了,不用了,直接连结就够了。

控制、显示电路十分困难,但也是我最得意的一个设计地方。按键电路时参考了书上的知识,之前是准备直接用按键给脉冲信号,不过这种方法缺点很多,很不易控制,在书上看到了时钟调试电路的按键电路之后,经过借鉴改进,于是又了这种电路,也因而让调试电路一下子豁然开朗。状态显示也比较简单,就是要用到十分位的三个输出,因为3-8译码器之前用过,所以很容易的就想到了,在经过了逻辑表达式的换算,最后有用了两个与非门完成了设计。停止开开始电路用了很大的周折,想过很多方案,但是都很难达到要求,当考虑到有一个状态要保持时,想到了用RS触发器,因为RS触发器有一个输入时保持的,经过验证,方案可形。我十分得意这个设计。于是以后的工作就是要加入与非门、非门之内的。设计一下子就快完成了。

最后,就是电机控制了,想过很多方案,但是很难成功,应为门电路的驱动电路很有限,电机也不是很容易找,最后想到了继电器,但是需要正反转,也是一个难题,最后不得不选择了双电源,而且验证可行。

整个设计过程都十分值得回味,当一切都设计出来了之后,我才开始着手方案的可行性,还得到了不少意外的收获。总之整个设计收获都很多。

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6.2 仿真调试总结与体会

Multisim软件不知怎么又一个缺点,就是有时候,两个元器件的管教直接放在了一起,结果又得连上了,而有的是没有连上的,这是很头疼的事情,经常几个一模一样的元器件,一模一样的操作放置,最后它就是有问题,而且很难查出来。要把原件拉开才能发现。不过整体上multisim软件用起来比其它软件简单。

在设计数码管显示电路中,用74LS48作为译码显示的时候,很容易出问题,但是用protues就没有问题,之前显示译码一直用的是模拟器件,之后发现multisim v11.0能够完成数码管的译码显示,就用了multisim v11.0 。不过显示的还是没有模拟的稳定。可能是电脑的问题,multisim v11.0很占电脑的资源。

Multisim 还有一个问题就是时间比较慢,开始的时候设计555定时器用了很多的时间,都没有出来,因为没有等到一秒钟,没有出现跳变。以为设计出错了,最后用Proteus仿真后发现没问题,就直接用信号源代替了555定时器,之后再计时电路中有发现了信号源要调到1KHZ才能正常的计时,就发行了原来是软件本身的设计的不同。进而设计出了555定时器的秒信号发生器,不过用秒信号登的实在是它慢了,就一直在用信号源调到1KHZ来进行仿真,效果很好。

6.3 实物制作总结与体会

实物制作是很头疼的一件事情,因为硬件电路十分复杂,为了节约资源,也只是用了一块比较小的电路板进行焊接。但是到最后不得不走了好多跳线。每条线都十分的密集。稍有不慎就会出错,而且电路的每个模块都是连接起来的,要有一个环节出问题了,真不知道在那找问题,所以每焊一个模块起来,我都很认真的检查测试,在测试555定时器过程中,由于只有1HZ的频率信号,用示波器的交流档观察不出来,就只有用直流档了,测试也是很不好弄的,不过由于示波器是数字示波器,就相对的简化了些操作,最后用眼观察的出的秒信号时960ms,在误差的范围内。

在数码管显示电路中,因为考虑到要调试问题,害怕出问题,就用了四个数码管,把四个74LS48的输出全部显示出来,不过,显示译码器的价格高出了我的想象,最后舍不得把数码管就这么用了,于是留了外扩的接口,在演示过程中使用跳线帽将74LS192的输出与译码器的输入连接,但是,但需要数码管的时候,可以用杜邦线将数码管外界,只需要供电,就不用再去买数码管显示电路了。当然,另一个考虑是便于调试,要是有问题可以知道是不是数码管的问题。

其它的焊接过程中都是比较单一的,数码管和74LS192电路四个都基本一样。但是由于电路板比较小,所以用起来还是麻烦很多的。有时候也会焊错线、数错电子器件的引脚。不过都很快的改过来了。而且用万用表一点一点的测试连接情况。

最后焊完后,连接好电路,鼓足勇气接通电源,一切都正常的工作起来,测试都通过,差点没哭出来。短短的几天,学到了很多东西,不只是动手能力的提高,更是一种信心的提升和兴趣的提升。

6.4 设计优点分析

因为整个电路基本没有参照其它的电路图,全部是在课本上和一些元件资料上找的,因此设计出的电路能够工作很自豪。本电路最大的优点就是时间设置和停止开始控制,这两个电路的设计十分的独特,是课本理论知识与实际相结合产生的火花,十分高兴、满意,而且工作稳定。是以后再设计电路的一个很好的借鉴。其它的电路都很成熟,设计的人很多,没有什么特别的。

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6.5 设计不足分析

虽然比较满意这次的设计,但是还是有不少不足的,仿真的有些模块没能做出了,比较遗憾。状态显示是之后设计上去的,灯的颜色运用不合理。实物设计过程中忘了用开关,555定时器的输出也没有标识,要用一个二极管来标识555定时器的秒信号,更能够便于调试。

7 参考文献

《电子线路设计·实验·测试》第三版,谢自美 主编,华中科技大学出版社。 《新型集成电路的应用――电子技术基础课程设计》,梁宗善主编,华中科技大学出版社。 《电子技术基础课程设计》,孙梅生等编著,高等教育出版社。 《数字电子技术基础》,伍时和主编 清华大学出版社

8 附录

附录一:元器件清单: 电子元器件名称 一位七段数码管 74LS48显示译码器 74LS192 555定时器 74LS00 74LS04 蜂鸣器 轻触按键 瓷片电容 极性电容 电阻 发光二极管 滑动变阻器 USB插座 单排针排针 万用板 芯片插座

型号 共阴极 BCD显示译码 双时钟可逆计数器 555定时器 二输入四与非门 六反相器 有源蜂鸣器 轻触 104 10uf 12K 68K 470 红黄绿橙 104 母头 10*15 16脚 14脚 8脚 个数 四个 四个 四个 一个 两个 一个 一个 三个 四个 一个 六个 四个 一个 一个 两排 一个 二十五个 武汉理工大学《数字电子技术课程设计》

附件6:

本科生课程设计成绩评定表

姓 名 专业、班级 刘志雄 通信0806 性 别 男 课程设计题目:简易洗衣机控制电路 课程设计答辩或质疑记录: 1.仿真为什么不用555定时器作为信号的输入? 答:仿真的过程中需要尽快的观察结果进行分析,而用555产生1Hz的脉冲信号太慢,加上仿真软件的计时很慢,所以不用555定时器,而是用信号发生器产生1KHz的脉冲信号代替,便于观察波形; 2. 74LS192是什么芯片,它的工作过程是怎样的? 192是双时钟十进制可逆计数器,异步清零置数,这儿使用了四片192,用的是192的DOWN端作为脉冲的输入,而且,高位片的脉冲输入时低位片的借位信号产生的。能够完成时间的定时。 3. 实物调试过程中,出现过什么问题? 实物调试是一个难点,因为走线十分的多,而且乱,经常的会把引脚数错。而在调试过程中,我是每一个引脚都要检查好几遍,板上的走线是接的哪一条我的弄的一清二楚了。这次实物调试时十分成功的,开始的时候数码管模块焊好后,接通电源,电路没有能够工作,很打击信心,检查了好几遍电路,确定没问题之后。把电路全部焊好后,再进行调试时,数码管能够正常工作,这是我没有想到的,最后调的很成功,我很意外。 成绩评定依据: 最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)

指导教师签字:

年 月 日


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