課程設計簡易洗衣機

『壹』 求助課程設計《洗衣機控制電路》

1 原理電路的設計

洗衣機控制電路是用來控制洗衣機電機的正轉反轉暫停三個狀態的。該電路可以控制洗衣機的定時啟動，洗衣機的工作狀態，而且當達到定時終點時會停止洗衣機工作同時發出報警信號。時間的顯示採用兩位數碼管（一分鍾為單位），按倒計時方式工作，直到達到定時終點而停機。

將其功能用框圖表示如下

圖1.1 洗衣機控制電路框圖

1.1設計方案的選擇

第一部分方案：本電路的計數系統因為要求實現倒計時，所以可以用雙向計數器74LS192或74LS193。74LS192是十進制計數器而74LS193是十六進制計數器，為了數碼管顯示的方便，本設計採用74LS192。

圖1.1.1 74LS192計數功能驗證

第二部分方案：第二部分是控制部分，及控制順轉、反轉、暫停三個工作狀態。當秒的十位輸出是5、4的時候應當是順轉指示燈亮，3的時候暫停，2、1的時候反轉指示燈亮，0的時候暫停指示燈亮。所以可以採用門店路或者利用解碼器的方法來實現。採用門電路搭建的時候比較直觀，可以寫出真值表然後利用卡諾圖化簡，最終得出邏輯函數。當用解碼器時只需把輸出端的末三位接到解碼器的輸入端，然後輸出端選擇不同的端子連接與非門輸出就可以實現。以上兩種方法均簡單易行，我採用門電路方法。

第三部分方案：時鍾脈沖信號可以採用555組成的多諧振盪器也可以採用石英晶體振盪器，555組成的多諧頻率易調產生的波形也比較好，石英晶體振盪器的頻率則十分的穩定，產生的脈沖波形相當的好，因此我採用石英晶體構成的振盪器。

第四部分方案：報警的警鈴在工作時間結束後就會響起，但是根據實際情況不能一直的響下去，應此利用一個單穩電路，當暫穩態結束後就可以回到穩態，警鈴就不再響了。

綜上比較，本設計採用各分電路的最優化方案。

1.2單元電路的設計和元器件的選則

（1）定時及顯示電路

本部分採用四個74LS192來實現，分別用來控制兩位的秒和分鍾的顯示。

圖1.2.1 定時及顯示電路

如圖所示，晶元（1）（2）秒控制，（3）（4）控制分鍾電路。本設計利用74LS192的減計數功能，其功能表如表1.2.3所示。當UP接高脈沖從DOWN輸入時實現的是減計數。我在設計的時候加了一個開關，這各開關起到置數的功能，電路開始工作後將開關從低打到高則可以先置數在開始減計數，這樣就可以實現不同時間的定時。

另外一個問題就是怎樣才能使計時結束時晶元顯示都為零定著不動。這各問題的解決要利用BO端子。可以看到當電路到來0000（四個數碼管都顯示為0）時會在BO端產生如圖1.2.2所示的波形

圖1.2.2 BO端波形

表 1.2.3 74LS192功能表

而對於74LS192當BO端子與DOWN端子同時為0時，晶元就會被「鎖住」，所謂「鎖住」就是無論脈沖怎末輸入，晶元都不會工作了。考慮到這點，我採用了以與門，這個與門的作用就是把脈沖信號和BO（1）與到一起，這樣當BO為1時不會影響DOWN工作，而當BO一為零時，DOWN迅速為0，及兩者同時為0.則「鎖住」了晶元。

第三個問題就是怎樣把四個晶元聯系起來。也就是當60秒耗盡，分鍾個位端應該減一，分鍾個位端減十時，分鍾十位也應該減一。這里還是要利用BO端子，如前所述，當74LS192產生借位時在BO端會產生一個下降沿的觸發脈沖，這點可以從示波器觀察。如圖1.2.4所示，所一這個信號可以作為下一級74LS192的觸發脈沖，這就很完美的解決了如何把四個晶元聯系起來使之連續工作的問題。

圖1.2.4 借位時BO端輸出波形

第四個問題，74LS192是十進制計數器，這里晶元（3）是一個六進制的計數器，怎麼來實現呢。有兩種方案。第一，利用BO端子來置數，具體就是把（3）的LOAD和BO接到一起，這樣當BO出現如圖1.2.4所示的波形時LOAD端得到一低電平，重新置數6.但是這里有一缺點，和後面的報警電路緊密相聯。具體分析為什麼不能這么接將在報警電路部分加以解釋。因此這種用BO端子來置數的方法被淘汰。還有一種方法就是反饋置數法。可以知道當減計數計到9時（9用8421BCD碼表示為1001）QA及QD端都是1，其他情況下不會出現QA、QD同時為1.我們可以很好的利用這兩個1，當把這兩個1相與取反再接到（3）的LOAD就可以實現六進制了。QA、QD輸出同時為1，從與門輸出的就是0，而LOAD端是低電平有效，就可以把初始時刻置給ABCD的0101置給QA、QB、QC、QD了。

到這里第一部分定時與顯示電路的設計就基本上完成了。

（2）正轉、反轉、暫停控制電路

設計要求中明確表明，正轉20秒，暫停10秒，再反轉20秒，暫停十秒……依次循環。正轉、反轉、暫停三狀態用三彩燈來表示。正轉時彩燈1亮，暫停彩燈2亮，反轉彩燈3亮。

從5到0一共有六個狀態，每個狀態表示10秒鍾，所以74LS192（3）為5、4時彩燈1亮；3、0時彩燈2亮；2、1時彩燈3亮。於是可以寫出如表1.2.5所示L1、L2、L3的與QA、QB、QC、QD的真值表。

表 1.2.5 控制部分彩燈真值表

QD
QC
QB
QA
L1
L2
L3

0
1
0
1
1
0
0

0
1
0
0
1
0
0

0
0
1
1
0
1
0

0
0
1
0
0
0
1

0
0
0
1
0
0
1

0
0
0
0
0
1
0

根據真值表可以用卡諾圖化簡的方法得出L1、L2、L3的邏輯函數表達式。

L1= QC ;

L2= (QB⊙QA)；

L3= （QA QB）；

根據邏輯函數表達式搭建組合邏輯電路圖如圖1.2.6所示

圖1.2.6 控制循環電路

其中同或門用一異或門加一反相器實現，其他的電路搭建按照組合邏輯電路的方法來實現。在這部分電路的搭建中基本沒有出現什麼問題。

（3）時鍾脈沖信號

這里我採用了石英晶體來產生時鍾脈沖信號。用門電路組成的多諧振盪器的震盪周期不僅與時間常數RC有關，而且還取決於門電路的閾值電壓VTH。由於VTH容易受溫度、電源電壓及干擾的影響，因此頻率穩定度差，只能應用於對頻率穩定性要求不高的場合。

如果要求產生頻率穩定度很高的脈沖波形，就要採用由石英晶體組成的石英晶體振盪器。石英晶體的電路符號和阻抗頻率特性如圖1.2.7所示

圖1.2.7 石英晶體符號及其阻抗特性曲線

石英晶體的選頻特性非常好，它有一個極為穩定的串聯諧振頻率fs，且等效品質因數

Q也很高。只有頻率為fs的信號最用以通過，而其他頻率的信號均會被晶體所衰減。

石英晶體震盪電路如圖1.2.8所示

圖1.2.8 石英晶體振盪器

圖中並聯在兩個反相器輸入、輸出間的電阻R的作用是使反相器工作在線性放大區。R的阻值，對於TTL們電路通常在0.7—2K 之間；對於CMOS門則常在10--100 K 之間。電路保證穩定的頻率輸出。電容C2的選擇應使2 RC2fs 1，從而使RC2網路在fs處產生極點，以減少諧振信號損失。RC2的選擇應使RC2在頻率為fs時的容抗可以忽略不計。電路的震盪頻率僅取決於石英晶體的串聯諧振頻率fs，而與電路中的R、C的數值無關。

為了改善輸出波形，增強帶負載的能力，通常在振盪器的輸出端再加一級反相器。可一觀察上述振盪器的輸出波形如圖1.2.9所示

圖1.2.9 石英晶體輸出波形

（4）報警電路

報警就是要求當工作結束時電路發出報警信號，而根據實際情況報警信號應當持續一段時間後自動停止，由此想到單穩態電路，報警持續時間即為暫穩態持續時間。用555定時器組成的單穩電路如圖1.2.10所示

圖1.2.10 單穩態報警電路

但是怎麼樣來獲取觸發信號呢？如前面設置電路結束保持在0000四個狀態一樣的思想，考慮使用BO端子。這里就回到了前面第一部分定時及顯示電路中提出的問題，為什麼不能把BO直接連到LOAD來置數，而要利用QA、QD來反饋置數。問題就出在若用BO端子來置數的話，當電路結束工作時在BO端子不會出現如圖1.2.4所示的良好波形而會出現如圖1.2.11所示的沖擊波形

圖1.2.11 BO接LOAD時的借位輸出波形

這個沖擊信號當然不能作為單穩態電路的觸發信號。因此才採用了利用QA、QD的反饋置數法。為什麼會出現如圖1.2.11所示的沖擊波形呢？這是因為LOAD非同步置數端子，當把低電平給LOAD時會使74LS192迅速置數，幾乎沒有反應時間，導致產生如圖1.2.11所示的沖擊波型。這就解釋了為什麼要採用QA、QD來置數的原因。

1.3完整電路及其工作原理

根據以上各個分電路的設計組成如圖1.3.1所示的總電路其工作原理為：

晶體振盪器產生的時鍾脈沖作為秒個位的計數脈沖，秒個位的BO端作為秒十位的計數脈沖，秒十位的BO作為分個位的計數脈沖，分個位的BO作為分十位的計數脈沖。分十位的BO輸出到單穩態電路的TR1端子作為單穩態電路的觸發信號。同時BO端子和時鍾信號通過與門連接在一起接的秒個為的DOWN可以使電路在結束工作後停止計時。

圖 1.3.1 總電路圖

彩燈顯示控制電路用門電路搭建，門電路的輸入最終是QD、QC、QB、QA。開關時用來置數的，打到低置數，打到高開始計數，開關狀態由空格鍵控制。而初始時刻可以調整分鍾控制晶元的ABCD端來決定工作多少分鍾。

這樣一個完整的洗衣機控制電路就設計完成了。

2 模擬結果及分析

Multisim模擬軟體採用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模模擬實實驗室的工作台，繪制電路圖需要的元器件、電路模擬需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取；軟體儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。Multisim軟體帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟體交換數據。EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，模擬電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。可用Multisim模擬軟體對各單元電路和整體電路進行元器件模擬和波形圖模擬，便於對設計方案的理解和分析。

2.1 單元電路的模擬及分析

（1）定時及顯示電路

模擬如圖1.2.1所示，電路從59一直減到00，同時一分鍾變成0分鍾，直到四個數碼管都顯示為0時電路定住不動。

（2）正轉、反轉、暫停控制電路

這部分電路需要和前面的聯系起來模擬，不過可以用如圖2.1.1所示的電路來簡化，而不用使用整個定時顯示電路。

圖2.1.1 正轉、反轉、暫停控制電路

（3）石英晶體脈沖產生電路

這部分已在1.2中詳細說明，產生的脈沖波形如圖1.2.9所示。

（4）報警電路

報警電路的模擬電路如圖2.1.2所示

圖2.1.2 報警電路

2.2 整體電路模擬及分析

用Multisim模擬的總圖如圖1.3.1所示

彩燈顯示控制電路用門電路搭建，門電路的輸入最終是QD、QC、QB、QA。開關時用來置數的，打到低置數，打到高開始計數。而初始時刻可以調整分鍾控制晶元的ABCD端來決定工作多少分鍾。

3性能測試

在Multisim中連好電路模擬，測試結果非常好，可以實現電路的各種功能，且不會出現不穩定的問題，表明電路設計成功性能穩定。

4收獲、體會和建議

課程設計是一個探索與實踐的過程。雖然我們沒有用實際電路來連接調試，但是由於現在的軟體功能強大，用軟體來模擬也是很好的方法。

雖然在設計的過程中遇到了這樣或那樣的困難，但是通過示波器的波形分析，電路的不斷改進，困難都一一的克服了。我認為我們在設計的過程中不僅是熟悉了軟體的用法，更重要的是學會了設計的方法以及設計的精神。當然說設計的精神似乎有點不恰當，但我認為設計就是一種精神意志的磨練。我曾多次想放棄，想直接去抄襲別人的，但是始終有一股精神支撐著我——課程設計是鍛煉的機會，是對將來工作的一種積累，糊弄只會是害了自己。於是我硬著頭皮把電路拆了又接接了又拆，雖然很麻煩，也很頭疼（到處是線，看的眼睛都花了），不過也是有樂趣在其中的。每當解決一個問題，或者一部分電路實現了其工作都感覺到很高興，這些細小的成功帶給我完成整個設計的力量。於是通過不斷的調試，不斷的改進終於是把電路弄出來了。雖然我設計出的這個電路能夠工作，不過在有些地方還是不夠很好的。但是我還是堅持自己原創。比方說，彩燈顯示循環控制部分，如果用一個解碼器的話很簡單的就實現了，不過我還是採用了門電路來搭建。一來是我自己設計的，而來也是復習一下組合邏輯電路的設計。還有BO的置數問題，我幾乎是頭疼了很長時間，後來大家一起討論，用示波器觀察波形，才知道了原因，然後加以改進。這里我體會到了團結協作的力量。我們將來出去工作也是一個個的團隊，自己是團隊中的一員，既要獨立思考努力為團隊作出貢獻也要從團隊中吸收經驗。

總而言之，受益匪淺。在知識水品上學到了數字電路的知識，體會到了數字電路的巧妙；但更重要的是學會了方法，學會了堅韌，相信只要具備正確的設計方法和堅忍不拔的拼搏意志無論多麼復雜多麼龐大的電路都會設計的出來！

5元器件清單

原件名稱
元件符號
標稱值
數量
備注

計數器
74LS192

4

555

1

電阻
R1
150K
1

電阻
R2
22M
1

電阻
R3
50K
1

電容
C1
2PF
1

電容
C2
20PF
1

電容
C3
0.01uF
1

電容
C4
0.1uF

與門
74LS08

2

非門
74LS04

5

與非門
74HC00

1

三輸入與門
74LS11

3

石英晶體
R26

1

異或門
74LS86

2

數碼管
DCD-HEX

4

顯示燈

4

TTL電源

3

數字地

1

模擬地

1
捌電/糙謠主……一疆萊～檢修技術幕……～;檢修技術全自動洗衣機控制電路的原理與,黃耀輝'10三,滾筒式全自動洗衣機的電路分析與開始工作由於水位繼電器高水位的常閉維修近年一種結構全新的滾筒洗衣機進入家庭,它其容量大(,低磨損率,脫水率高等特點受到用戶的青睞.滾筒式全自動洗衣機可分為帶加熱器和不帶加熱器兩種,這里以帶有加熱裝置的一831型為倒,分析圖6滾筒式奎自動洗衣機電氣原理圈ⅶ一桂踐杠¨一噪音游清囂1一接缸*一1]妄奎是一指燈一進水電磁鬮【1一高眭術樁照電器一排水ⅱ一電譬囂一廈速動機一加熱囂''【.1一虛霽一程度拄制囂的步電動機一節能接粗差其工作原理.線路圖見圖6.一83型滾筒式洗衣機電氣原理圖見圖7:由圖可知,這種洗衣機帶有""加熱器,它實質是一管狀加熱器加熱洗滌時,洗滌液溫度為4一60℃,也有人稱之為"熱洗衣機",下面分析該種洗衣機幾種典型工作狀態,了解其原理,為維修工作打好基礎.【一)自動進水時的控制電路分析結合圖7分析,當把程式控制器旋鈕轉到設定位置時,則程式控制器的觸點5一,6一,9_卯,8—8分別接通,把洗滌衣物投人內筒後,在關閉玻璃視孔門的同時,再將按鈕開關按下接通,這時指示燈發亮,洗衣機14觸點2一22接通,節能按鈕開關的第一組觸點接通,電源通過21—22,的第組觸點,8一盯,進水電磁閥的線圈,排水泵電動機的線圈,接點18和門開關【構成通路.進水電磁閥工作,閥門打開,洗衣機進注水程序.同時,電源通過5__,觸點3,同步電視和門開關構成另一通路,程式控制器進人正常工作狀態.(二)洗滌液加熱時的控制電路分析當洗衣機進水程序完成後,洗滌筒內水位也達到高水位位置.水位繼電器的常閉點2一22斷開,常開點2一23接通.由程式控制器動作控制,觸點3和觸點5處於斷開狀態,觸點7一丁接通.溫度繼電器有兩組觸點,即40℃的常開觸點和6℃的常閉觸點.當筒內的洗滌液溫度達到和超過40℃而低於60℃時,常開觸點閉合接通,當出術口圖7進水電磁閥結構圖1一閫體2一隅板3一鐵芯5一彈簧6一隔水套7一支撐8一中心孔璉口檢修技術檢修技術檢修技術檢恪技術檢修技術檢修技術洗滌液溫度達到和超過6.℃.常閉觸點142斷開電路.由圖7可見:電源通過觸點21—23,7—7,加熱器,'4接點8和門安全開關構成通路.工作對洗滌液加熱,溫度上升,這時觸點3,觸點5和都處在斷開狀態,同步電機設有電流通過而使程式控制器停止工作.同時雙速運轉電機的低速繞組和高速繞組都沒有電流而處於停轉狀態.這一程序為時5分鍾.待洗滌液溫度達40時,的觸點閉台接通電路,電源通過觸點2一23,的觸點,觸點3,程式控制器的同步電機和門開關構成通路,洗衣機進入正常工作狀態.【三)洗滌液溫度達到40—6℃時.標准洗的控制電路由圖7可知.當洗滌液達到40--60後,11"閉合接通電路電源通過2一23,矸的觸點,觸點3,13繞組和門開關構成通路,程式控制器工作.使程式控制器觸點卜,4—4,6一,卯或如接通和斷開.從而使電動機按正轉7.5秒,停7.5秒,反轉7.5秒的周期工作,在洗滌過程中,觸點7與7斷續接通,使洗潦液的溫度保持在4--60之間.(四)洗衣機高速脫水電路由圖7看出,由於程式控制器的設計程序安排.使觸點3—3接通.卜接通.這時電源通過卜,3__3排水泵電機繞組.門開關構成通路,使排水泵電機繞組,]開關構成通路,使排水泵工作,將筒內洗滌液捧出.之後程式控制器使觸點卜盯斷開.8一踮接通.6一曲,9—9也接通.洗滌液的排出,使水位斷電器的觸點21—23斷開,2卜22接通.這是電源通過2卜22,8一蛐,電容,雙速電機高速線圈繞組的主副繞組,接點4和18,開關構成通路,使洗衣機內筒高速旋轉,排水泵同時繼續向洗衣機外泵水,直至卜3,__,呂一踮等觸點斷開,洗衣機停止工作為止.滾筒洗衣機結構比較復雜,自詘化程度高,出現故障主要是由於使用不當和機器本身可靠性差造成的,故障性質又可分為電氣控制系統故障和機構系統故障兩太類.本文只分析電氣系統常見故障產生原因,介紹其維修方法.1.按下按鍵開關後,指示燈不亮,洗衣機不能工作.由滾筒洗衣機電氣控制原理圖可知.指示燈不亮,一般是在電路的前部出現故障.這部份電路容島發生故障的地方是電源插頭和插座,前玻璃門微動開關等.可用萬用表檢查交流220伏電源是否正常,保險絲是否接觸良好,如均為正常,故障就可能出在門的微動開關上.這個微動開關較島發生故障,原因是由於透明玻璃視孔門經常打開和關閉,致使門徽動開關產生位移,造成開關接觸不良,有時會因盛水外筒碰撞而損壞.若經檢查是屬於門微動開關位移故障,排除方法是:將透明玻璃視孔門打開;旋松安裝在外箱體孔右鋇]微動開關上的緊固螺釘.使微動開關連同安裝架向左移動重新固定然後關閉玻璃視孔門試一試+直到能昕到微動開關觸點接通的聲音為止.再重新固緊.如是微動開關損壞,則應更換之.2.按下琴鍵開關後,指示燈發亮,能夠進水,排水,但不能進入正常洗裱程序.這種故障一般發生在洗滌電動機接線插扳與控制電路導線的接線端子處較長時問的詵衣機,由於盛水外筒頻繁振動,使洗滌電動機導線接線端子板上松脫,從而使洗潦程序失控.排除這種故障的方法是:卸下洗衣機後盞扳固緊螺釘,拆下後蓋板,在雙速電機左下方找到接線端重新插緊,使其接觸良好.另一種可能則是雙速電動機的洗滌繞組斷路.此時只能重繞線圈或換電動機5檢修技術檢修技術檢修技術檢修技術檢修技術檢修技術3.按下按鍵開關後,洗衣機的進水,洗滌程序正常,但進入排水,脫水程序時,電源保險絲燒斷.這種故障反映了洗衣機內部有短路存在,根據經驗這種情況多發生在連接水泵的兩條導線的接線端子處,多是由於一個接線端子脫落到另一導線的端子處.因此排水泵沒有接入電源,當進入排水,脫水程序時,馬上就短路產生大電流燒斷保險絲.維修方法是打開後蓋板,重新接好水泵的端子連線即可恢復正常工作.田8水位壓力開關培構圖一氍諷坪打2一拄翻矗量3杠桿4一常肚^,中融-6蓄電彈簧7節開點8水掛開*9一氣110掌點鹿閣茹12中_點☆斑13一先佧14一策15術隹幢6一軲4.按下按鍵開關後

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『柒』 跪求大俠們關於「簡易洗衣機控制器的設計與製作」論文

設計總體思路，基本原理和框圖 4
1.1 設計總體思路 4
1.2 基本原理 5
1.3 系統設計框圖 5
2單元電路設計 6
2.1 一百進制分計數器和六十秒計數器的設計 6
2.1.1 分、秒計數器的設計 6
2.1.2 分、秒計數器的電路圖 7
2.2 秒脈沖發生器 9
2.2.1 秒脈沖發生器原理 9
2.2.2 其原理圖如下所示 9
3循環控制電路 10
3.1 其基本原理簡述 10
3.2 其原理圖 11
4單穩態延時電路 12
4.1 其原理圖 12
5總控制電路 13
6故障分析與電路改進 16
7總結與調試體會 18
8附錄(元器件清單) 20
9參考文獻 20

1設計總體思路，基本原理和框圖
1.1 設計總體思路

從課程設計要求來看，要求實現電機的正傳、反轉、暫停，實際上沒又電機給我們接上，這回要用四哥LED燈的狀態來表示，當顯示時間前20秒正傳、暫停10秒、反轉20秒、再暫停10秒，如此一來，周期恰好是60秒，理所當然的分鍾計數器、秒計數器是一定要有的。接下來脈沖是一定的了，但是有分鍾計數器和秒鍾計數器還要考慮是不是要60分頻器，就我們所學過的來說實現循環有移位寄存器；還有個問題，當洗滌時間到了，報警還要一個報警電路，根據人性化、自動化、低成本的設計原則，報警的蜂鳴器不可以長時間的叫，要有個合理的時間，我們可以用一個單穩態電路來實現。看起來還不錯啊，如果這樣想那就嫌早了點，還有一個問題要解決：如何提取時間並使循環電路工作的信號?方案有兩種：一是直接從數值上進行提取信號來控制一個可以實現循環的74LS194來實現；另一種是製作一個二十進制到十進制的循環轉化來把這一分鍾走完，但是從電路的復雜程度和經濟性來說，顯然後者太過於復雜，也不利於接線和排故障，雖然難度會大一些、出成果的時間會比別人晚，但是要設計一個真正可以讓用戶用放心使用的產品，還得這樣做。尤其是最後的循環電路用兩個194一定可以很容易實現。現在大體上就這樣計劃，下面說說基本原理。

1.2 基本原理

首先，從秒脈沖出來的信號，經過一個控制電路後進入秒計數器進行秒計數，進行清零，這時用戶置入洗滌時間，並按開始按鈕，洗衣機開始工作。當秒計數器變為零的時候，去分鍾計數器上面借數；與此同時，從十秒位轉化出來的信號進入移位寄存器後，LED燈表示出電機運轉狀態；當用戶設定的洗滌時間結束後，電路報警並清零；同時電機指示燈熄滅。

1.3 系統設計框圖

1.3.1 系統設計框圖

2單元電路設計
2.1 一百進制分計數器和六十秒計數器的設計

2.1.1 分、秒計數器的設計
一百進制分計數器和六十秒計數器的原理是一樣的，不同的只是它們的輸入脈沖和進制不同而已，我們用四片74LS192來實現分計數和秒計數功能，我們要的只是減計數，所以我們把它的UP端接到高電平上去,DOWN端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端B、C端接到高電平上，即從輸入端置入0110（十進制的6），秒十位的LD端和借位端BO聯在一起，再把秒位的BO端和十秒位的DOWN聯在一起。當秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數的192開

始從9減到0；這時，它的借位端BO 會發出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計數從6變到5，一直到變為0；當高低位全為零的時候，秒十位的BO發出一個低電平信號，DOWN為零時，置數端LD等於零，秒十位完成並行置數，下一個DOWN脈沖來到時，計數器進入下一個循環減計數工作中。

對於分計數來說，道理也是一樣的；只是要求，當秒計數完成了，分可以自動減少，需要把秒十位的借位端BO端接到分計數的DOWN端作為分計數的輸入信號來實現秒從分計數上的借位。當然，這些計數器工作，其中的清零端CR要處於低電平，置數端不置數時要處於高電平。這是一個獨立工作的最高可以顯示101分鍾的計時器。把四個192的QA/QB/QC/QD都接到外部的顯示電路上就可以看到時間的顯示了。作為洗衣機控制器的一個模塊，它還得有一定的介面來和其他的模塊連接在一起協調工作，分計數的清零端LD是接在一起的；秒的清零端LD又是接在一起的，所以當要從外部把它們強制清零時，可以用一個三極體（NPN）或者兩個或門就可以實現該功能。還有我們可以利用分計數的UP端來進行外部置數，當把它們各接到一個低觸發（平時保持高電平，外部給一個力就輸入一個低電平）的脈沖上 就可以實現從0－9的數字輸入。

2.1.2 分、秒計數器的電路圖

2.1.1分、秒計數器的電路圖

2.2 秒脈沖發生器
2.2.1 秒脈沖發生器原理
我們搜需要的秒脈沖發生器可以由一個集成的555定時器構成，當電源接通後，VCC通過對R1、R2向電容充電。電容上得到電壓按指數規律上升，當電容上的電壓上身到2/3VCC時，輸電壓VO為零，電容放電。當電壓下降到1/3VCC時，輸出電平為高電平，電容放電結束。這樣周而復始便形成了振盪。我們要的周期是1秒，頻率是1赫茲。周期T可以由下面的公式可知：
T＝R1.R2lnC （2-2-1）

2.2.2 其原理圖如下所示

2.2.1 秒脈沖發生器原理圖

3循環控制電路
3.1 其基本原理簡述

還是採用我們方法，把秒十位上的數提出來作為循環控制系統的輸入信號，秒位上的都是相同的，可以不管。我們的目標是把秒十位上輸出的二進制數轉化成兩位三個數：

So S1 狀態
1 0 右移
1 1 閃爍
0 1 左移
5 0101 4 0100
3 0011 2 0010
1 0001 0 0000
3.1.1 狀態轉換表
現在我們把192的QA、QB接上一個異或門，QC接上一個反相器，然後把它們出來的信號接到一個與非門後再接到So端，把反相器出來的信號輸入到S1端；這樣就實現了上述要求。當我們開機時，計數器時被清零的，QA、QB、QC沒有輸出，這時輸出的是000，194的So、S1為11，移位寄存器置數為0010。當192輸出的是0101時，So、S1為10，移位寄存器右移動作，因為So、S1的兩端接一個與非門出1，再通過一個接在194QB端的與門，結果輸出來到發光二極體的還是高電平（如下圖所示）；從節點46輸出，經過反相器到達節點48的是低電平與門U28沒有輸出脈沖，所以194做右移直到下一個狀態的到來。顯然當192的輸出是0100是也是一樣的。當輸出是0011時，So、S1的狀態是11，194處於並行置數，其QB端輸出一個高電平1，與此同時，從So、S1輸出的兩個1進入與非門U27，但是在節點46是一個低電平0，所以節點44沒有高電平輸出。而節點46為高電平1，這時通過U28的脈沖信號可以輸出了，與U28的或門U22、U23、U24、U25、U26就可以輸出脈沖信號到發
光二極體實現閃爍；當192輸出的是0010時， So、S1狀態從11變為01，移位寄存器192做左移循環，在脈沖的輸入下。同右移一樣，從So、S1輸出到U27再出來的是一個高電平1，所以與門U26輸出高電平；當計數器192輸出的是0001時，還是和0010時一樣；最後當192輸出是0000時，其又和輸出0011時一樣，移位寄存器194處於置數狀態，放光二極體閃爍。到此，提取信號、循環電路完成。
3.2 其原理圖

3.2.1 循環電路原理圖

4單穩態延時電路
555時基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結合在同一矽片上的組合集成電路。它設計新穎，構思奇巧，用途廣泛，備受電子專業設計人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小IC。1972年，美國西格尼蒂克斯公司(Signetics)研製出Tmer NE555雙極型時基電路，設計原意是用來取代體積大,定時精度差的熱延遲繼電器等機械式延遲器。但該器件投放市場後，人們發現這種電路的應用遠遠超出原設計的使用范圍，用途之廣幾乎遍及電子應用的各個領域，需求量極大。美國各大公司相繼仿製這種電路 1974年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上將兩個雙極型555單元集成在一起，取名為NF556。1978年美國英特錫爾公司(Intelsil)研製成功CMOS型時基電路ICM555 1CM556,後來又推出將四個時基電路集成在一個晶元上的四時基電路558 由於採用CMOS型工藝和高度集成，使時基電路的應用從民用擴展到火箭、導彈,衛星,航天等高科技領域。在這期間，日本、西歐等各大公司和廠家也競相仿製、生產。盡管世界各大半導體或器件公司、廠家都在生產各自型號的555／556時基電路，但其內部電路大同小異，且都具有相同的引出功能端
4.1 其原理圖

4.1.1單穩態延時電路

5總控制電路
現在各單元電路完成了，最後要把它們有效的結合起來聯合工作，實現目的功能。我們要求在給分鍾置數的同時秒要顯示為零；外部還要有強制停止並清零；還有暫停功能。
對於置數來說，我們可以在分鍾計數器的UP端到高電平之間各用一個開關接上，就當給它一個低電平時，計數器就往上增加1。但時，192要求在UP端工作的同時，其DOWN端要為高電平，且秒計數器要為零，我們可以讓秒計數器清零，同時把脈沖停止了。在高電平上接上一個開關，讓它接到一個JK觸發器上，同時把JK觸發器的JK端接1，讓它實現觸發功能。讓它的Q端輸出到秒計數器的清零端，這樣剛開機或者再按一下開機鍵就可以對秒計數器清零。把JK觸發器的Q反端和從分計數器借位端Bo反相出來的信號接到一個與非門上，從與非門出來的信號接到分計數器的DOWN端來保證置數的時候DOWN是高電平。但是如果僅是這樣的話，當置數完成再一次按開機鍵（如圖中的J3所示）時，沒有脈沖信號輸入到秒計數器的DOWN端，192並不可以工作。我們可以把脈沖和JK觸發器Q反端接到一個與門上，然後把它上輸出端接到秒計數器的DOWN端以控制計數。先歇息一下。現在的問題是，循環的發光二極體沒有受到控制鍵的控制，所以還得把受到控制的從與門U12出來的信號輸出到移位寄存器194的時鍾信號CLK上。

最後要解決一個大問題，當所置的洗衣時間完成後，要發出報警並自動清零。至於報警電路我們知道當計數器全為零的時候，從秒位會發出一個借位信號，一直接到十分位上去，十分位會發出一個借位信號，我們可以用這個信號來作為報警並清零的信號，平時192的借位端保持的是高電平，當有借位信號時，其變成0，我們在分十位借位端接一個非門，再把它和分位的CLR端一起接到一個與門，也需要把它接到一個JK觸發器（U10）上作為其時鍾信號，其後再接到單穩態電路的輸入端TRI，單穩態的輸出端接到蜂鳴器上。而該與門（U14）的另一輸入端接在控制開關J3上，與門出去仍然接在JK觸發器U9上，這樣當洗衣時間完成後，十分計數器的借位端Bo端發出的0信號就可以經過以上路徑而變成1到達與門U14，同時JK觸發器U10得到一個觸發信號而輸出到單穩態，從而發出報警聲，但一段時間後其自動停止。同時U14發出的1信號使U9發出1信號而使秒計數器清零；當然秒脈沖因為U9端的Q反端的0信號而使其沒有輸出，這樣原來閃爍的燈不再亮了。到此，一個電路總算還可以了吧，我們有時還需要讓它休息一下，我們改變一下洗衣量時，就還需要一個暫停鍵，這也可以的，只要把秒脈沖切斷就可以了。我們可以在控制脈沖輸出的與門U12和脈沖到達端之間接入一個由開關控制的JK觸發器來控制的與門，這樣就可以控制脈沖的輸出了。我們知道與門是其中一輸入為零時，無論另一端時怎樣的其輸出為零，但一端為1時，另一端輸入什麼與門就可以輸出什麼。現在控制端也連起來了，這樣，一個完整的洗衣機控制電路就完成了。

5.1.1 總電路圖

6故障分析與電路改進

要得到一個良好的設計，需要的總是肯定和否定，幾經修改一個電路才得以肯定、採納。就象循環電路一樣，剛開始設計了一種有三個介面的電路，這個介面要求從秒十位輸出的信號要化為一種狀態，只可以是高有效，到來時進入各自的介面，可以說實現正傳、反轉、暫停的電路相互獨立的，道理如下，當一個高電平來到時讓它接到194的So、S1上，其中在接到So的信號上接一個RS觸發器，當B端的置數輸出時，QB上有一個高電平，把它接到一個D觸發器上，D觸發器從Q反端輸出的信號接到剛才的RS觸發器的Q端使Q端為0，這樣在脈沖的控制下，其可以做左移動作，如圖中的開關1所連接的電路所示，同樣，在輸入到S1端的電路上接一個RS觸發器，從194QB端上反饋回來的信號接到D觸發器上，從D觸發器的Q反端出來的信號接到S1端，這樣就可以做右移動作，如圖開關2所示。循化要單獨設計，如圖所示，二極體是保證各個模塊間可以獨立工作而採用，這樣當高電平到達時，194被置數為0000，同時上一個狀態，不管時左移的還時右移的都被清零了，這時只要開關1或2接上就可以在脈沖作用下實現閃爍，單個模塊演示還時可以的。但是接到電路上就不行了。當開機後，在第一分鍾內，它可以右移，也可以閃爍，到了左移就不行了，發光二極體一片空白，但是在接下來的個分鍾內，其只有當閃爍時才可以看到。幾經試驗才知道，時開關3出了問題，不管它時1狀態還是0狀態，它都比194Q端出來的數優先，在3沒有工作時，在194Q端到LED之間的二極體兩端各接一個LED就知道，當194做右移或左移時兩個發光二極體的狀態時不通的，靠近循環LED的那各LED總不會亮，而接在QB端的LED可以定時發亮，從而有上述結論。

其圖如下所示：
7.1.1 電路圖
7總結與調試體會

1、通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原理和PCB連接圖，和晶元上的選擇。這個方案總共使用了74LS192四個，74LS08，74LS32，74LS00,74LS76和NE555定時器各兩個，74LS194，74LS86各一個。

2、在設計過程中，經常會遇到這樣那樣的情況，就是心裡想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。

3、我沉得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由於課本上的知識太多，平時課間的學習並不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，並且對於其在電路中的使用有了更多的認識。

平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解 了。而且還可以記住很多東西。比如一些晶元的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源於實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標准。所以這個期末測試之前的課程設計對我們的作用是非常大的。

4、
生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恆不變的話題。通過實習，我才真正領略到「艱苦奮斗」這一詞的真正含義，我才意識到老一輩電子設計為我們的社會付出。我想說，設計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設計也是一個團隊的任務，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產生興奮； 正所謂「三百六十行，行行出狀元」。我們同樣可以為社會作出我們應該做的一切，這有什麼不好？我們不斷的反問自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什麼，只要人生活的有意義就可。社會需要我們，我們也可以為社會而工作。既然如此，那還有什麼必要失落呢？於是我們決定沿著自己的路，執著的走下去。

同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發揚團結協作的精神。某個人的離群都可能導致導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結協作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。

對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！

通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。

這次課程設計終於順利完成了，在設計中遇到了很多專業知識問題，最後在老師的辛勤指導下，終於游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我幫助的所有同學和各位指導老師再次表示忠心的感謝！

5、此次課程設計，學到了很多課內學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現差錯的隨機應變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今後的製作應該更輕松，自己也都能扛的起並高質量的完成項目。

6、在此，感謝於老師的細心指導，也同樣謝謝其他各組同學的無私幫助！

8附錄(元器件清單)

器件型號 用途介紹 數量
74LS192 計數器 4
74LS194 移位寄存器 1
74LS08 四2輸入與門 2
74LS04 六反向器 1
74LS32 四2輸入或門 2
74LS00 四2輸入與非門 2
74LS86 四2輸入異或門 1
74LS76 雙JK觸發器 2
NE555 555集成定時器 2
9參考文獻
《電子技術課程設計》 歷雅萍、易映萍編
《電子技術課程設計指導》 彭介華 主編 高等教育出版社
電子線路設計、實驗、測試》 謝自美主編 華中理工出版社。
《數字電子技術基礎》 閻 石 主編 高等教育出版社

『捌』 製作簡易手搖洗衣機的步驟和材料

洗衣的預備
1、
滾筒洗衣機的料盒有三個槽，從左至右分別用於投放主洗劑、柔順劑和預洗劑。
2、
主洗劑一般是指洗衣粉，假如洗羊毛製品，可以在這里放入專用洗劑。
3、
柔順劑應投入中間的槽內，洗衣機會在適當的時候將其釋放入桶內
4、
預洗劑我們平時用得不太多，主要是指正式洗滌前的浸泡劑，例如衣物上漿劑和染色劑等
5、
所有的洗滌劑必須在洗衣程序開始之前投放好。程序開始後，從進水管接入的自來水會先被導入料盒，再從料盒導入滾桶內，這樣水流就把稀釋後的洗衣粉沖入滾桶中了。
洗衣程序的選擇
1、
洗衣機說明書中所介紹的每種程序適用范圍只是一種參考，最好在使用時，根
據織物的臟污程序和易洗程序（即質料）來靈活選擇。
2、
家庭日常洗滌時，除臟的、厚重織物和比較貴重的、易損織物外，並不按質料分類，而是將各類織物放在一起洗滌，這時應選擇化纖織品程序或標准洗滌程序。在夏季洗滌各類不臟的比較輕薄的織物，選擇羊毛織品程序或弱洗程序即可。
3、
只有在洗滌臟的、厚重的各類織物時，才有必要選擇棉織品程序。洗較臟的毛線編織物，也可使用化纖織品程序或標准洗滌程序。滾筒洗衣機對洗滌物的磨損率僅是波輪洗衣機的幾分之一，在波輪洗衣機里能洗滌的織物在滾筒洗衣機里就更能洗滌，一般不必考慮損傷問題，而是考慮如何節電節水省時。
如何在洗滌中間添取織物
1、
前開式滾筒洗衣機接通電源後，經0．5min電動門鎖將機門鎖死，以保證使用安全。若在洗滌途中添加或取出織物，需首先斷開洗衣機電源。
如果內筒水位低於觀察窗底部，斷電2min後即可打開機門添取織物；
如果內筒水位高於觀察窗底部，怎麼辦？
1、
斷開電源開關後旋轉程序旋鈕至排水位置；
2、
接通電源後開始排水，將水位排至觀察窗底部；
3、
斷電後重新調好洗滌程序，2min後打開機門添取織物；
4、
關好機門，接通電源，洗衣機按新調整的程序運行。
5、
需注意的是，在洗滌途中欲調整程序，都需要首先斷開電源開關，然後再順時針方向轉動程序旋鈕來調整程序。不斷開電源就旋轉程序旋鈕，可能損壞程式控制器。

『玖』 製作簡易手搖洗衣機的步驟和材料 

洗衣的預備

1、

滾筒洗衣機的料盒有三個槽，從左至右分別用於投放主洗劑、柔順劑和預洗劑。

2、

主洗劑一般是指洗衣粉，假如洗羊毛製品，可以在這里放入專用洗劑。

3、

柔順劑應投入中間的槽內，洗衣機會在適當的時候將其釋放入桶內

4、

預洗劑我們平時用得不太多，主要是指正式洗滌前的浸泡劑，例如衣物上漿劑和染色劑等

5、

所有的洗滌劑必須在洗衣程序開始之前投放好。程序開始後，從進水管接入的自來水會先被導入料盒，再從料盒導入滾桶內，這樣水流就把稀釋後的洗衣粉沖入滾桶中了。

洗衣程序的選擇

1、

洗衣機說明書中所介紹的每種程序適用范圍只是一種參考，最好在使用時，根

據織物的臟污程序和易洗程序（即質料）來靈活選擇。

2、

家庭日常洗滌時，除臟的、厚重織物和比較貴重的、易損織物外，並不按質料分類，而是將各類織物放在一起洗滌，這時應選擇化纖織品程序或標准洗滌程序。在夏季洗滌各類不臟的比較輕薄的織物，選擇羊毛織品程序或弱洗程序即可。

3、

只有在洗滌臟的、厚重的各類織物時，才有必要選擇棉織品程序。洗較臟的毛線編織物，也可使用化纖織品程序或標准洗滌程序。滾筒洗衣機對洗滌物的磨損率僅是波輪洗衣機的幾分之一，在波輪洗衣機里能洗滌的織物在滾筒洗衣機里就更能洗滌，一般不必考慮損傷問題，而是考慮如何節電節水省時。

如何在洗滌中間添取織物

1、

前開式滾筒洗衣機接通電源後，經0．5min電動門鎖將機門鎖死，以保證使用安全。若在洗滌途中添加或取出織物，需首先斷開洗衣機電源。

如果內筒水位低於觀察窗底部，斷電2min後即可打開機門添取織物；

如果內筒水位高於觀察窗底部，怎麼辦？

1、

斷開電源開關後旋轉程序旋鈕至排水位置；

2、

接通電源後開始排水，將水位排至觀察窗底部；

3、

斷電後重新調好洗滌程序，2min後打開機門添取織物；

4、

關好機門，接通電源，洗衣機按新調整的程序運行。

5、

需注意的是，在洗滌途中欲調整程序，都需要首先斷開電源開關，然後再順時針方向轉動程序旋鈕來調整程序。不斷開電源就旋轉程序旋鈕，可能損壞程式控制器。