1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　題目：洗衣機(jī)</b></p><p><b>　　任務(wù)要求 </b></p><p>　　本課程設(shè)計是利用學(xué)習(xí)的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)知識進(jìn)行的一次綜合設(shè)計，要求完成的主要任務(wù)：</p><p>　　設(shè)計一個函數(shù)發(fā)生器，要

2、求產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波，且頻率可調(diào)；</p><p>　　利用產(chǎn)生的波形去控制洗衣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率；</p><p>　　當(dāng)定時時間達(dá)到終點(diǎn)時，一方面使電機(jī)停機(jī)，同時發(fā)出音響（可用各種提示）提醒用戶注意；</p><p>　　用兩們數(shù)碼管顯示洗滌的預(yù)置時間（以分鐘為單位），按倒計時方式對洗滌過程作計時顯示，直到時間到而停機(jī)；</p><p&

3、gt;　　三個LED燈表示“正轉(zhuǎn)”、“暫?！?、“反轉(zhuǎn)”3個狀態(tài)；</p><p><b>　　畫出電路圖</b></p><p>　　利用Multisim軟件對電路的仿真與調(diào)試。</p><p>　　控制洗衣機(jī)的電機(jī)做如下運(yùn)轉(zhuǎn)：</p><p><b>　　三、性能指標(biāo)要求</b></p>

4、;<p>　　產(chǎn)生四種頻率可調(diào)的波形；</p><p>　　按倒計時方式對洗滌過程做計時顯示，直到時間停止</p><p>　　定時時間到終點(diǎn)，一方面電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時報警提醒用戶注意。</p><p><b>　　仿真調(diào)試成功。</b></p><p><b>　　四、設(shè)計與調(diào)試：</b>

5、;</p><p>　　按照任務(wù)要求，計算參數(shù)，選擇元器件。根據(jù)所設(shè)計的電路和所選擇的元器件搭接安裝電路，并按照調(diào)試步驟（調(diào)試步驟詳見課程設(shè)計指導(dǎo)書）進(jìn)行調(diào)試，逐步排除故障，最終達(dá)到設(shè)計要求。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.基本原理1</b></p><p

6、>　　2.設(shè)計方案選擇1</p><p>　　3.各部分電路設(shè)計1</p><p>　　3.1函數(shù)發(fā)生器電路設(shè)計2</p><p>　　3.2可預(yù)置時間的顯示報警系統(tǒng)電路4</p><p>　　3.3模擬電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律控制電路6</p><p>　　4.相關(guān)芯片及基本電路7</p>

7、;<p>　　4.1用74LS190構(gòu)成十進(jìn)制減法計數(shù)器7</p><p>　　4.2用74LS161構(gòu)成十進(jìn)制加法計數(shù)器7</p><p>　　4.3兩片74LS138接成4線-16線譯碼器8</p><p>　　4.4用74LS90實(shí)現(xiàn)電子時鐘預(yù)置數(shù)8</p><p>　　4.5用74LS192實(shí)現(xiàn)電子時鐘

8、倒計時8</p><p>　　5.總電路的仿真9</p><p>　　6.仿真結(jié)果分析與心得體會9</p><p>　　7.器件清單10</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　基本原理</b></p>&l

9、t;p>　　普通洗衣機(jī)的主要構(gòu)成部分包括：時間脈沖產(chǎn)生電路、可預(yù)置時間的顯示報警系統(tǒng)、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路、洗衣機(jī)電機(jī)驅(qū)動電路四部分組成。</p><p>　　從課程設(shè)計要求來看，要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、暫停，當(dāng)顯示時間前30秒正傳、暫停20秒、反轉(zhuǎn)30秒、再暫停20秒，如此一來，周期恰好是100秒，可以用秒計數(shù)器實(shí)現(xiàn)。接下來脈沖函數(shù)發(fā)生器可采用不同電路形式和元器件來實(shí)現(xiàn)，具體電路可采用運(yùn)放和分立器件構(gòu)成，也

10、可用專用集成芯片設(shè)計。除了這些，還要求在定時結(jié)束后有一個指示燈亮來提示定時時間到，還要求電路有清零和置數(shù)的功能，這些用邏輯電平開關(guān)即可以實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　設(shè)計方案選擇</b></p><p>　　方案一：函數(shù)發(fā)生器采用集成芯片，控制系統(tǒng)采用單片機(jī)</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：由集成芯片、單片機(jī)和外圍電路構(gòu)成，使各部分電路非常簡單

11、，而且該技術(shù)在控制方面的應(yīng)用比較成熟，方便控制與調(diào)試。此外單片機(jī)功能比分立器件功能更齊全，可編程控制有利于電路改進(jìn)。</p><p>　　缺點(diǎn): 集成芯片與單片機(jī)成本高，單片機(jī)需要進(jìn)行編程，目前所學(xué)知識有限。</p><p>　　方案二：利用數(shù)字電路和模擬電路知識實(shí)現(xiàn) </p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：制作成本低，仿真與調(diào)試方便。同時可對本學(xué)期所學(xué)知識進(jìn)行很好的實(shí)踐。&l

12、t;/p><p>　　缺點(diǎn)：各器件的選取需要進(jìn)行嚴(yán)格計算，過程較為繁瑣。</p><p>　　綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇方案二進(jìn)行設(shè)計。</p><p><b>　　洗衣機(jī)原理框圖</b></p><p><b>　　各部分電路設(shè)計</b></p><p><b>　　函

13、數(shù)發(fā)生器電路設(shè)計</b></p><p>　　用運(yùn)算放大器和分立元件構(gòu)成函數(shù)發(fā)生器</p><p>　　電路用同相滯回比較器和反相積分器構(gòu)成。比較器輸出的方波經(jīng)積分器積分可得到三角波，三角波經(jīng)電阻為比較器提供輸入信號，形成正反饋，構(gòu)成三角波方波發(fā)生器。由于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波形線性大大改善。</p><p><b&g

14、t;　　三角波方波發(fā)生器</b></p><p>　　滯回比較器的閾值電壓 </p><p>　　電路振蕩頻率 </p><p>　　調(diào)節(jié)可改變振蕩頻率，改變可調(diào)節(jié)三角波幅值。將所得三角波經(jīng)差分放大電路實(shí)現(xiàn)三角波—正弦波的變換，電路如圖四所示</p><p>　　三角波—正弦波的轉(zhuǎn)換</p

15、><p>　　三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路的參數(shù)選取原則是：隔直電容的容量要取得較大，因為輸出頻率很低，一般取470Μf,濾波電容視輸出波形而定，若含高次諧波成分較多，可取</p><p>　　的較小，一般為幾十皮法至幾百皮法。利用晶體管非線性工作區(qū)是三角波頂部和底部產(chǎn)生對稱的失真，從而形成近似正弦波形。</p><p>　　三角波—鋸齒波電路為比例運(yùn)算電路，當(dāng)三角波上升時比

16、例系數(shù)為1；下降時比例系數(shù)為-1。利用電壓控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)比例系數(shù)的變化，轉(zhuǎn)換電路如圖五所示。</p><p>　　三角波—鋸齒波轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生四種波形</p><p>　　方波、三角波、正弦波、鋸齒波</p><p>　　可預(yù)置時間的顯示報警系統(tǒng)電路</p><p><b>　　設(shè)

17、計思路</b></p><p><b>　　電子時鐘設(shè)計框圖</b></p><p>　　倒計時時間設(shè)定與計時</p><p><b>　　秒倒計時時鐘電路</b></p><p>　　倒計時時間設(shè)定使用三個74LS90芯片構(gòu)成8421十進(jìn)制加法計數(shù)器。當(dāng)INA為高電平時計數(shù)器從0到9開

18、始工作，并將數(shù)據(jù)輸入74192芯片。74LS192為加減可控十進(jìn)制可逆計數(shù)器，在這里UP接高電平，DOWN接借位端BO，實(shí)現(xiàn)減法計數(shù)。當(dāng)這部分工作時，74LS192從90芯片輸入的數(shù)據(jù)開始倒計時。時鐘倒計時范圍為0—999秒。</p><p>　　D觸發(fā)器控制定時報警時鐘</p><p><b>　　D觸發(fā)器控制電路</b></p><p>　

19、　利用D觸發(fā)器狀態(tài)保持的功能,當(dāng)S3開關(guān)動作時，人為加入了一個脈沖此時Q為高電平，計時器開始工作。當(dāng)?shù)褂嫊r結(jié)束時CLR端為低電平，觸發(fā)器清零，Q端為低電平，連接報警器，報警器報警提醒用戶洗衣結(jié)束。此外洗衣機(jī)未使用而電源接通時，系統(tǒng)也會報警，提醒用戶斷掉電源。</p><p><b>　　定時報警時鐘總電路</b></p><p>　　模擬電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律控制電路</

20、p><p><b>　　電機(jī)模擬控制器</b></p><p>　　將74LS190接成十進(jìn)制減法計數(shù)器，經(jīng)函數(shù)發(fā)生器的十個脈沖后輸出一個脈沖。74LS161接成十進(jìn)制加法計數(shù)器，共100秒一個循環(huán)。2個3線8線譯碼器接成4線16線譯碼器，16個輸出端每個為10秒。這樣就實(shí)現(xiàn)了正傳30秒停止20秒反轉(zhuǎn)30秒再停止20秒。用74LS194模擬電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其輸出端接二極管，形象

21、的顯示電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。</p><p><b>　　相關(guān)芯片及基本電路</b></p><p>　　用74LS190構(gòu)成十進(jìn)制減法計數(shù)器</p><p>　　74LS190引腳圖</p><p>　　用74LS161構(gòu)成十進(jìn)制加法計數(shù)器</p><p><b>　　74LS161接法<

22、;/b></p><p>　　兩片74LS138接成4線-16線譯碼器</p><p>　　74LS138接成4線-16線譯碼器</p><p>　　用74LS90實(shí)現(xiàn)電子時鐘預(yù)置數(shù)</p><p>　　7 4LS90時鐘置數(shù)</p><p>　　用74LS192實(shí)現(xiàn)電子時鐘倒計時</p><

23、p>　　74LS192倒計時</p><p><b>　　總電路的仿真</b></p><p>　　洗衣機(jī)總電路仿真使用multisum，為使設(shè)計層次分明、美觀，在仿真過程創(chuàng)建了包括總電路，以及三個子電路。電路如圖所示：</p><p><b>　　洗衣機(jī)仿真總電路</b></p><p>　

24、　仿真結(jié)果分析與心得體會</p><p>　　在仿真的過程中，各部分電路工作正常能很好的控制洗衣機(jī)簡單的運(yùn)轉(zhuǎn)。定時報警時鐘可在0到999秒內(nèi)任意設(shè)置，“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“暫?！钡闹甘緹魟幼饕埠芎茫〞r結(jié)束時，自動清零，同時指示燈亮，同時蜂鳴器報警，提醒時間到。此外當(dāng)洗衣機(jī)未使用而電源接通時，系統(tǒng)也會報警，提醒用戶斷掉電源?？偟膩碚f，仿真結(jié)果還是比較令人滿意的，比較成功。</p><p>

25、　　這次課設(shè)的電路基本上是自己設(shè)計出來的。雖然花了不少的時間，但是收獲真的不小。它使我對課本以及以前學(xué)過的知識有了一個更好的總結(jié)與理解。在設(shè)計過程中，對設(shè)計方案進(jìn)行了很多次的修改，雖然也有查閱資料，但更多的是自己的思考。通過本次課程設(shè)計，讓我對實(shí)驗原理也有了更多的了解，對數(shù)電中常用的芯片功能及設(shè)計方法如利用卡諾圖等有了更深刻的了解，對設(shè)計實(shí)驗也有了更深切的體會， 除此之外，它讓我對課本知識進(jìn)行了融會貫通，畢竟，要設(shè)計一個完整的電路，單

26、靠某一章節(jié)或某一部分的知識是不夠的，要在整本書中找自己需要的東西，簡單的說，就要做到學(xué)以致用。在考慮問題時，不要指望一次就能把問題考慮成熟，要做好不斷否定并不斷修改的準(zhǔn)備。</p><p>　　與其臨淵羨魚，不如退而結(jié)網(wǎng)，這也是我這次課設(shè)最大的體會，與其苦苦思索別人那樣子設(shè)計是什么原理，為何要那樣做，不如自己用已有的知識，重新考慮并設(shè)計，按自己的思路，達(dá)到自己所需要的效果，我覺得，這才是課程設(shè)計真正的目的。<

27、;/p><p><b>　　器件清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第5版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.童詩白，華成英主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).第5.版北京：高

28、等教育出版社，2015</p><p>　　畢滿清主編.電子及技術(shù)實(shí)驗與課程設(shè)計.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　李萬臣.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗與課程設(shè)計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001</p><p>　　陳汝全主編.電子技術(shù)常用器件手冊.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　邱關(guān)源.