eda数字逻辑洗衣机控制器教程.docx

PAGE \* MERGEFORMAT12 湖南涉外经济学院 课程设计报告 课程名称：EDA技术与应用 报告题目：洗衣机控制器的设计 学生姓名： 所在学院： 专业班级： 学生学号： 指导教师： 2016年12月28日 课程设计任务书 报告题目洗衣机控制器的设计完成时间学生姓名专业班级指导教师职称教授总体设计要求和技术要点设计一个洗衣机控制器，要求如下： 1．设计一个洗衣机控制器，要求洗衣机有正转、反转、暂停三种状态。设定洗衣机的工作时间，要洗衣机在工作时间内完成：定时启动?正转20秒?暂停10秒?反转20秒?暂停10秒?定时未到回到“正转20秒?暂停10秒?……”，定时到则停止，同时发出提示音。 2．若定时到，则停机发出声音信号 3．用两个数码管显示洗涤的预置时间（分钟数），按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机；洗涤过程由“开始”信号开始； 4． 三只LED灯表示“正转”、“反转”、“暂停”三个状态。 工作内容及时间进度安排第15周： 周1周3 ：立题、论证方案设计 周4周5 ：预答辩 第16周： 周1周3 ：仿真实验7 周4周5 ：验收答辩课程设计成果1．与设计内容对应的软件程序 2．课程设计总结报告 摘要 洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计。由一片FPGA和外围电路构成了电器控制部分。FPGA接收键盘的控制命令，控制洗衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并控制显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转控制、制动控制、起停控制和运动状态控制。对芯片的编程采用模块化的VHDL (硬件描述语言)进行设计，设计分为三层实现，顶层实现整个芯片的功能。顶层和中间层多数是由VHDL的元件例化语句实现。中间层由无刷直流电机控制、运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示控制、键盘扫描、水位控制以及对直流电机控制板进行速度设定、正反转控制、启停控制等模块组成，它们分别调用底层模块。 目录 一、概述…………………………………………………………………………5 二、程序框图………………………………………………………………5 三、程序模块设计…………………………………………………………6 1．减法计数器模块……………………………………………………………6 2．数码管显示模块……………………………………………………………6 3．时序电路模块………………………………………………………………6 4．译码器模块…………………………………………………………………6 5.声音模块…………………………………………………6 四、VHDL源程序………………………………………………………………6 五、仿真波形图…………………………………………………………10 六、 结论与心得……………………………………………………………………11 七、 参考文献………………………………………………………………………11 一、概述 洗衣机的逻辑结构主要由优先计时模块、报警模块及数码管显示模块组成。洗衣机控制器的设计主要是定时器的设计。由一片FPGA和外围电路构成了电器控制部分。FPGA接收键盘的控制命令，控制洗衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并控制显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转控制、制动控制、起停控制和运动状态控制。 二、程序框图 定时到 停止 暂停 反转 暂停 正转 定时启动 定时未到 三、程序模块设计 1、减法计数器模块： 由于洗衣机有工作时间，必须要一模块来控制它的工作时间范围，当洗衣机开始工作后，减法计数器即会实现减数功能，直到时间减到零，洗衣机便停止工作。当出现系统运行结束信号time_over时,蜂鸣器报警洗衣机工作结束。 2、数码管显示模块： 根据课程设计要求，必须将洗衣机的工作状态及工作时间在数码管和指示灯上显示出来，此模块是用来控制洗衣机的工作状态及工作的频率，并把工作状态及工作时间显示出来。a,b,c,d,e,f,g分别对应数码管的七段，minute和second分别位选两个数码管，显示十位和个位。 3、时序电路模块： 接收运行起止信号，安排电机运行状态并编码输出 4、译码器模块： 接收电机运行状态信号，译码后实时控制电机的正传、反转和暂停。 5、声音模块： 当洗涤时间结束时，洗衣机就会发出警笛声，以此提醒用户洗涤结束。 四、VHDL源程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity xiyiji is por