1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課 程 EDA設(shè)計(jì) 題 目 洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) 院 系 裝備工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù) 學(xué)生姓名 杜繼石 學(xué)生學(xué)號(hào) 0811020219 指導(dǎo)教師 錢(qián)博 2010年 12 月21日主要內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)洗衣機(jī)控制器，要求洗衣機(jī)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停三種狀態(tài)。設(shè)定洗衣機(jī)的工作時(shí)間，要洗衣機(jī)在工作時(shí)間內(nèi)完成：定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時(shí)未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒”，定時(shí)到則停止，同時(shí)發(fā)出提示音?；疽螅?、設(shè)計(jì)一個(gè)電子定時(shí)器，控制洗衣機(jī)作如下運(yùn)轉(zhuǎn)：定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒反轉(zhuǎn)20秒暫停10秒定時(shí)未到回到“正轉(zhuǎn)20秒暫停10秒”，定時(shí)到則停止；2、若

2、定時(shí)到，則停機(jī)發(fā)出音響信號(hào)；3、用兩個(gè)數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時(shí)間（分鐘數(shù)），按倒計(jì)時(shí)方式對(duì)洗滌過(guò)程作計(jì)時(shí)顯示，直到時(shí)間到停機(jī)；洗滌過(guò)程由“開(kāi)始”信號(hào)開(kāi)始；4、三只LED燈表示“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫停”三個(gè)狀態(tài)。一、總體設(shè)計(jì)思想1、基本原理洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)主要是定時(shí)器的設(shè)計(jì)。由一片F(xiàn)PGA和外圍電路構(gòu)成了電器控制部分。FPGA接收鍵盤(pán)的控制命令，控制洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水、水位和洗衣機(jī)的工作狀態(tài)、并控制顯示工作狀態(tài)以及設(shè)定直流電機(jī)速度、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、起停控制和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制。對(duì)芯片的編程采用模塊化的VHDL (硬件描述語(yǔ)言)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)分為三層實(shí)現(xiàn)，頂層實(shí)現(xiàn)整個(gè)芯片的功能。頂層和中間層多數(shù)

3、是由VHDL的元件例化語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)。中間層由無(wú)刷直流電機(jī)控制、運(yùn)行模式選擇、洗滌模式選擇、定時(shí)器、顯示控制、鍵盤(pán)掃描、水位控制以及對(duì)直流電機(jī)控制板進(jìn)行速度設(shè)定、正反轉(zhuǎn)控制、啟停控制等模塊組成，它們分別調(diào)用底層模塊。定時(shí)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)20s暫停10s反轉(zhuǎn)20s暫停10s定時(shí)到停止2、設(shè)計(jì)框圖 定時(shí)時(shí)間未到二、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過(guò)程1、總體設(shè)計(jì)電路洗衣機(jī)控制器電路主要有五大部分組成，包括：減法計(jì)數(shù)器、時(shí)序控制電路、預(yù)置時(shí)間和編碼電路、數(shù)碼管顯示、譯碼器組成。具體電路如下圖所示： 2、模塊設(shè)計(jì)和相應(yīng)模塊程序數(shù)碼管顯示實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示Library iee;Use ieee.std_logic_1164.all;En

4、tity encode is Port( Bcd : in std_logic_vector(3 downto o); A,b,c,d,e,f,g: out std_logic );End encode;Architecture rtl of encode isSignal temp:std_logic_vector(6 downto 0);Begin Table Bcd = temp; 0000= 1111110; 0001= 0110000 0010= 1101101 0011= 1111001 0100= 0110011 0101= 1011011 0110= 1011111 0111=

5、 1110000 1000= 1111111 1001= 1111011 End table;a=temp(6);b=temp(5);c=temp(4);d=temp(3);e=temp(2);f=temp(1);g=temp(0);end rtl時(shí)序電路Library ieee;Use ieee.std_logic_1164.all;Use ieee.std_logic_unsigned.allEntity shixu isPort(cp,en,rd:in std_logic;Q1,q2:out std_logic);End shixu;Architecture rtl of shixu i

6、sBeginProcess(cp)Variable wash_time:integer range 0 to 19;Variable wash_time:integer range 0 to 9;Variable state:std_logic;Variable wash_time:integer :=21;Variable wash_time:integer :=9;BeginIf(en=0)wash_time:=19;wait_time:=9;state:=0;End if;if(en=0)then wash_time:=21;Q1=0;Q20)Then wash_time:=20;sta

7、te:=not state;End if; end if; end if;If(wash_time=0)then Q1=0;Q2=0;else if (state=0)Then Q1=1;Q2=0; else Q1=0;Q2=1;End if; end if;Else Q10 and start=1)then time_second:=time_second-1;else time_second:=59; end if;if(start=0)then time_remain0) then time_remain(3 downto 0)=time_remain(3 downto 0)-start

8、; time_remain(3 downto 0)0)then time_remain(7 downto 4) =time_remain(7 downto 4)-start; time_remain(7 downto 4)=time_remain(7 downto 4)-1; time_remain(3 downto 0)=1001;time_second:=59;end if; end if;else if (time_second=0 and time_second=1) if(time_remain=0)then time_is_up=0;else time_is_up=1; time_

9、second:=time_second-1;end if;end if;end if;end if;end process; end rtl;譯碼器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity decoder is port( Q1,Q2: in std_logic; REV,RUN,PAUSE: out std_logic );end decoder;architecture rtl of decoder issignal choose:std_logic_vector(1 downto 0);beginchoose(1)=q1;choose(0)REV=0;RUN=0;PAUSEREV=0;RUN=1;PAUSEREV=1;RUN=0;PAUSEREV=0;RUN=0;PAUSE=0;end case;end process;REV=Q2;RUN=Q1;PAUSE=not(Q1 OR Q2);end rtl;3、仿真及仿真結(jié)果分析仿真信號(hào)圖如下：仿真圖洗衣機(jī)接通電源，按load設(shè)置洗滌時(shí)間按start、rd置為高電平洗衣機(jī)開(kāi)始工作，當(dāng)時(shí)鐘第一個(gè)上升沿到達(dá)時(shí)run（正轉(zhuǎn)功能）為高電平維持20s以后變?yōu)榈碗娖蕉鴓ause（暫停功能）隨著時(shí)鐘上升沿的到來(lái)變?yōu)楦唠娖骄S持10s變?yōu)榈碗娖剑缓髍ev（反轉(zhuǎn)功能）開(kāi)始隨著時(shí)鐘上升沿的到來(lái)變