电子技术基础课程设计2012年1月目录1设计任务--------------------------------- --------12基本原理及总体方案框图------------------ ---------1 3单元电路的设计和元件的选择-------------- ---------23.1秒脉冲发生器---------------------------------------23.2分秒计数器-----------------------------------------43.3显示电路-------------------------------------------63.4状态控制电路---------------------------------------83.5停止控制电路--------------------------------------94 总体原理图--------------------------------------105 仿真结果------------------------------------------------115.1多谐振荡器输出波形----------------------------------115.2定时仿真结果----------------------------------------115.3正转仿真结------------------------------------------125.4反转仿真结------------------------------------------125.5暂停仿真结果----------------------------------------135.6停止仿真结果----------------------------------------136. 总结及心得体会---------------------------------147 元件清单---------------------------------------148 参考文献---------------------------------------15洗衣机定时控制器1 设计任务1.设计说明：洗涤常规模式为：2.设计要求：(1) 洗涤时间在20分钟内由用户自行设定。
(2) 用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），对洗涤过程作计时显示，直到时间到而停机。
(3) 当定时时间达到终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号提醒用户注意。
2基本原理及总体方案框图洗衣机按定时启动、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。
数码管显示时间，LED 显示状态，停止报警。
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，则需要用一个秒信号发生器。
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，用LED 灯代替蜂鸣器作为报警电路。
停机图2.1总体方案框图3 单元电路的设计和元件的选择3.1秒脉冲发生器555定时器作多谐振荡器产生每秒一次的振荡，即秒脉冲。
当电源接通后，VCC 通过对R1、R2向电容充电。
电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上升到2/3VCC 时，输出电压VO 为零，电容放电。
当电压下降到1/3VCC 时，输出电平为高电平，电容放电结束。
这样周而复始便形成了振荡。
我们要的周期是1秒，频率是1赫兹。
周期T 可以由下面的公式可知：输出高电平时间T=(R1+R2)*C*ln2输出低电平时间T=R2*C*ln2振荡周期 T=(R1+2R2)*C*ln2经计算R1=R2=48K, C=0.01uF图3.1.1 555内部结构图图3.1.2 555芯片引脚图图3.1.3.555定时器构成的多谐振荡器电路图3.2分秒计数器用74LS192 十进制可逆计数器来实现一百进制分计数器和六十秒计数器。
对于秒信号，我们要的只是减计数，所以我们把两片秒计数的74LS192 芯片的UP 端接到高电平上去,DOWN 端接到秒脉冲上；十分秒位上的输入端B、C 端接到高电平上，即从输入端置入0110（十进制6），秒十位的LD 端和借位端BO 联在一起，再把秒位的BO 端和十秒位的DOWN 联在一起。
低电平有效，LD 产生借位信号时，BO 也是低电平有效。
当秒脉冲从秒位的DOWN 端输入的时候秒计数的74LS192 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，也是一样的；只是当秒计数完成了，分可以自动减少，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。
计数器工作时，其中的清零端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99 分钟的计时器。
把四个74LS192 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，我们可以利用分计数的UP 端来进行外部置数，当把它们各接到一个开关上，按下一次开关接入一次高电平，计数器相应位加1.十进制可逆计数器74LS192引脚图管脚及功能表74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：（a）引脚排列 (b) 逻辑符号图3.2.1图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
表3.2.1 74LS192功能表输入输出MR P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q01 ×××××××0 0 0 0× d c b a d c b a0 0×××××加计数0 110 1 1 ××××减计数图3.2.2 4片74LS192构成的分秒计数电路图3.3显示电路显示电路采用了4片一位的共阴极七段数码管，来分别显示分钟计时的十位和个位，完成显示功能。
数码管的驱动电路采用的共阴极的七段译码器4511. 数码管只用显示0—9 的数字，则LT、LBI、BI/RBO 三个脚都接高电平，A B C D 四个输入端连接74LS192的输出，就能显示出预置的时间和定时的剩余时间。
图3.3.1图3.3.2 数码管显示电路图3.4状态控制电路洗衣机洗涤共有三个状态，分别为暂停，正转，反转，用三个不同的颜色的 LED 灯来表示。
在三个状态中，40——60 秒为正转、30——40 秒钟为暂停、10—30 秒为反转、0-10 秒为暂停。
分别有红绿黄来表示正转反转和暂停三个状态。
三个状态区分的标志位为秒信号的十分位，当 74LS 192 输出为 0000—0001 为暂停；输出为 0001—0011 为反转；输出为 0011—0100 为暂停；输出为 0100—0110 为正转。
74LS138 作为译码器，G1A 接高电平，G2B 接低电平。
A B C 译码输入端分别接到 74LS192 输出的低三位。
Y0—Y7 作为输出，低电平有效，则通过门电路，将 Y4 Y5 与非后作为红灯输入，表示为正转状态；将 Y3 Y0 与非后作为黄灯输入，表示暂停状态、将 Y1 Y2 与非后作为绿灯输入，表示反转。
74ls138引脚图图3.4.1图3.4.2图3.4.3 正反转暂停状态显示图3.5停止控制电路当计数器全为零时，从秒位会发出一个借位信号，一直到分十位上去，分十位会发出一个借位信号，又因为74LS192的借位端不借位时都保持高电平，当有借位信号时会变成低电平，把十分位的借位端接到双D锁存器74LS74作为其时钟信号，把Q端接到74LS192的清零端CLR和74LS138的G1端，使其停止计时并熄灭指示灯，并把这个输出信号与555脉冲通过逻辑门送到减法计数端使其停止，Q端直接接到蜂鸣器（用二极管代替），使其发光。
74ls74引脚图及其功能表：图3.5.1图3.5.2 停止控制电路图4总体原理图图4.1 洗衣机定时控制器总电路图5仿真结果6.1 555 定时器构成的多谐振荡器电路及其输出波形6.3正转仿真结果6.5暂停仿真结果6.6停止状态仿真7 心得体会这次电子技术基础课程设计加深了我们对书本知识的理解，还理解了很多元件的功能，提高了我各个方面的能力。
设计的时候做仿真一定要有耐心，很多东西要自己去慢慢调试，尝试各种方案，尽量使用简单的电路，同时还要考虑制作的实际情况，综合起来才能确定电路方案。
同时对于一个系统，我们要学会把它的各部分分开来，这样有条理在出现问题时才更容易的找出来。
遇到问题时首先要静下来，从开始一步一步来理清思路，要多翻阅书本和通过网络去查找资料。
做实物的的过程中由于对PCB制板不熟悉，只能采用万能板，而我的芯片有特别的多，所以焊接的时候小心翼翼，想了又想看了又看，特别是引脚的排列一定要搞清楚，焊接时也应该把电路分块，边焊接边检查，养成一种良好的习惯。
总之课程设计让我们学会了很多，充分的运用了所学的知识进行了实践，培养了我们的思考和动手的能力，也拓展了很多课外的知识。
同时也发现了自己的不足，明白了下一步该怎么去努力。
8元件清单9参考文献[1].康华光等主编. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2006.1[2].邹其洪等主编. 电子电工实验与计算机仿真. 西安：电子工业出版社，2011.2:[3].黄智伟等主编. 基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析. 西安：电子工业出版社，2010.7。