EDA课程实验设计报告要点

1、eda®程实验设计报告洗衣机自动控制器设计一实验要求：1、由一个按键控制洗衣机的启动、暂停。2、洗衣机洗涤一定时间后，能自动停止，由一个 led灯闪烁提 示，弁发出报警提示。3、洗涤时间能用数码管显示，暂停时时间停止，暂停后时间在 停止的时间基础上继续计时。4、用至少四个led指示灯的流动表示洗衣机的正转和反转。 即 当正转20秒时，四个指示灯从右向左循环移动；反转 20秒时， 四个指示灯从右向左循环移动。5、暂停10秒时，四个指示灯闪烁来表示电机停止转动。定时如定时启动f正320眇f暂停加秒t反转笈砂t暂停10秒,停机.定时未到二.设计总体思路，基本原理1 .设计总体思路从课程设计

2、要求来看，要求实现电机的正传、反转、暂停，用 四个led灯的状态来表示，当显示时间前 20秒正传、暂停10 秒、反转20秒、再暂停10秒，如此一来，周期恰好是 60秒， 理所当然的分钟计数器、 秒计数器是一定要有的。 接下来脉冲是 一定的了，但是有分钟计数器和秒钟计数器还要考虑是不是要 60分频器，就我们所学过的来说实现循环有移位寄存器；还有个问题，当洗涤时间到了，报警还要一个报警电路，根据要求，报警的蜂鸣器不可以长时间的叫， 要有个合理的时间， 我们可以用一个单稳态电路来实现。 方案为： 直接从数值上进行提取信号来控制一个可以实现循环的74ls194 来实现。2 .基本原理首先， 从秒脉冲出

3、来的信号， 经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数，进行清零，这时用户置入洗涤时间，并按开始按钮，洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候，去分钟计数器上面借数； 与此同时， 从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后， led 灯表示出电机运转状态； 当用户设定的洗涤时间结束后，电路报警并清零。三 .单元电路设计1.一百进制分计数器和六十秒计数器的设计（ 1）分、秒计数器的设计分、秒计数器我们都用 74192 片， 74192 上升沿触发，由 up ，down 两管脚控制加减计数，有异步置数端loar 和异步复位端clr, bo'和co'分别输出高电平表示加进位和减进位。由于 7

4、4192 没有保持脚，故需要外围电路实现保持功能。因为74192 上升沿触发，所以把 up ， down 强制置低电平即可实现保持功能。一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的， 不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已， 用四片 74ls192 来实现分计数和秒计数功能，我们要的只是减计数，所以把它的 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（十进制的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。 当秒脉冲从秒位的 down 端输入的时候秒计数的 192 开始

5、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， 道理也是一样的； 只是要求， 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。当然，这些计数器工作，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

6、示101 分钟的计时器。把四个192 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，分计数的清零端ld 是接在一起的；秒的清零端ld 又是接在一起的，所以当要从外部把它们强制清零时，可以用一个三极管(npn)或者两个或门就可以实现该功能。还有我们可以利用 分计数的up端来进行外部置数，当把它们各接到一个低触发(平 时保持高电平，外部给一个力就输入一个低电平)的脉冲上就可以实现从0 9的数字输入。(2)分、秒计数器的电路图其图如下：g m 8gbi!5由fktx a c&l1曲

7、w|rrrrrr:： ：:回造! ! ! ! 1 !： ! 1! 2! ! ! .1 ! !：! ! ! !.!.!：! i.!.!.! . ! ! . ! i z?. ! ! . 1 ! ! ! ! ! ：! ! 2! ! 2! ! ! ! ! °! !.! ! ! ! ： ! ：. ! ! 1 ! ! l! ! ! ! ., ! 1 !,： jaljj： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ： ：: ： ： ： ： ： ： ： : : ： ：:：二二：二二：二二：二：二：；：二二：二：二：；二：二；二；二二；二二：二：二二：二二：二二：区.匕内 j 二：二二：二：二：二：二：二：

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9、，所以电路中用到的任何频率都只能通过对这个信号的分频得到。下图是将48mhz通过分频电路的至u 75 khz、1 khz、100 hz、8 hz、4 hz。1 hz频率的方法。计算公式为：750khz=48m +641khz=48m +3+1000+16100hz = 48m + 3+ 1k+ 10+ 16(2)分频电路图其图如下：3、数码管显示电路(1)数码管显示电路的设计smart eda实验箱的“ 8段数码管”的显示，其中第 8段为小 数点。它们所有的段码共用管脚 seg7、seg6、seg5、seg4、seg3、 seg2、seg1、seg0,而位码 dig7、dig6、dig5、di

10、g4、dig3、 dig2、dig1、dig0控制着8个数码管的显示与否。也就是说当位 码驱动信号为低电平时，对应的数码管才能操作：当段码驱动信号 为低电平时对应的段码亮。(2)数码管显示电路图其图如下： *j:，*：1ft 1 1 s- r=tr fn r r'm-=icdutfteraqbq£ 口口rcoewtenpclfitj=“一 二工-_-, .1(7 %.开 t tv , 1 w ，打的：l： '：|:llatt£：.用；me了kft 0aa廊d75 dmajt flq 。刎。叩印而也知，6.间物71西宿1工万厂 ，。日也口立二.卜. l - f

11、-，f,帆hm!x上图所给出了数码管控制硬件电路，电路中 74161是16进制计数器，它的低三位接到 3-8译码器模块74138的地址输入端，这样可以实现74138的8个输出端轮流输出低电平，恰好用来控制“位码” dig7dig0。lpm_mux 是quartus 口中的宏模块，用来实现多位的“多选一” o 4、循环控制电路(1)循环控制电路的设计根据要求如下图定用到.定对启动.工手皿+哲停30秒反转2鼎*音停10秒*停机.定时未到卡可以知道我们需要共 60秒，09秒暂停，1029秒反转，3039暂停，4059秒正转，所以我们可以通过秒十位上的数提出来作为循环控制系统的输入信号，通过秒十位的三

12、个信号控制74194对led灯进行控制。时间信号sos1状态5010101左移4010001左移3001111闪烁2001010右移1000110右移0000011闪烁根据卡诺图求的秒十位信号对 194片子s1、s0的控制关系，根据关系画出电路图。(2)循环控制电路的电路图5、控制电路开关(1)控制电路的设计首先，因为是机械按钮，有时按键接触不好，在首次给老师调试时，老师提出建议加个防颤电路，用两个d触发器加上合适频率的脉冲，再通过一个t触发器，给给电路提供一个稳定的信 号。(2)控制电路的电路图(1)蜂鸣器的设计当洗衣机停止时，我们需要通过蜂鸣器发出警告，然而给蜂鸣器一个信号后蜂鸣器将一直响

13、下去，所以我们需要设计一个时间 器给蜂鸣器提供一个有限的时间脉冲，用74192就可以完成时间控制，当减数器减到零后借位端将有输出信号，通过借位端输出的将蜂鸣器停止。(2)蜂鸣器电路图四、总电路图（见附页二）五、实验步骤根据实验要求画出实验原理图，原理图连接完成后，保存，将 要编译的文件置顶，再编译，然后分配管脚，将灯与数码管根据指 导书上的管脚对应分配，管脚分配完后进行下载，将电路下载到实 验箱上。通过试验机，成功完成所有要求，完成实验。 六、总结通过这两个星期的实验，学会了 quartus件的使用，对以前 学习的数字电路有了更加深入的了解， 也对各种芯片有了更加深 入的了解，提高了对电路设计的掌握。第一次上课老师直接将要求分配给大家，一时间无从下手，看着要求却不知道应该用什么电路、 器件完成电路，脑子是空空的 一片，通过几天的上网、图书馆找资料，通过一系列的整理，渐 渐有了思路，跟着资料将各个电路进行模块化的设计，一点一点完成设计。我们组设计的实验相对其他组来说资料比较匮乏，没有现成的电路可以提供参考， 看着其他组很早就完成实验时我们 弁没有着急，对电路一点一点调试，逐步完善，在改错中更加深 入了解了各个