三.设计思路和原理
从设计的要求看,要求实现正转反转暂停,这可以用计数器的四个状态来表示,此试验可设置总的洗涤时间,理所当然要用分秒计数器。接下来脉冲是一定的,我们用单稳触发器来作为秒脉冲,用秒的十 位接到分的脉冲端,当秒的十位需要借位时表示一分钟。还有个问题当洗涤的时间到了要亮灯,可用灯来显示。每个状态分别表示正转、停、反转、停,同时输出端接到减法器74LS192的输入端给以置数,当减到0时输出接到74LS138的脉冲端进入下一个状态。如此循环。总的洗涤时间另外用四片74LS192来实现,分别为秒的个位、十位;分的个位、十位。可设置最长时间为99分钟。(真实连电路时只用了两片作为秒的个位及十位,总时间为54秒,)。现在大体上就是这样,因此可得出洗衣机系统的框图如下
时 钟 信号 开始 预置 数码显示时钟输入状态计数器可预置减法计数器溢出信号时钟输入状态输出控制逻辑复位复位置数输入端计数/置数控制端总定时控制组合逻辑声光提示四:设计分析
A.分秒计时器
1.设计要求:
1)实现以秒的速度进行加计数循环,以分的速度进行减计数循环
2)实现定时功能,以秒的速度预置定时的时间,然后以分的速度进行计时,时间过后应锁定在零的状态。 3)实现报时功能
2.实验原理
首先,从秒脉冲出来的信号,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,电路小灯亮并清零。
3.单元电路分析
错误!未指定书签。错误!未指定书签。分、秒计数器的设计)
一百进制分计数器和五十四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,我们用两片片74LS192来实现秒计数功能,我们要的只是减计数,所以我们把它的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0101(十进制的5),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开始从4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5变到4,一直到变为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。
如果有必要,我们还可以增加两片74LS192芯片去实现分计数。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示99分钟的计时器(实际只用了两片74LS192,可以显示54秒的计时)。把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,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,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低电平)的脉冲上就可以实现从0-9的数字输入。(平时保持高电平,外从0-9的数字输入。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。
附1 74192的引脚图及功能表:
进位端 借位端
CLR H L L L LOAD * L H H UP * * DOWN * * 功能 复位 预置 加计数 减计数 H H
1.分秒计数器电路图:
2.正反转电路图