数字系统设计与硬件描述语言基于VHDL的洗衣机控制器设计.doc

数字系统设计与硬件描述语言 期末考试作业 题目： 洗衣机控制器的设计 学院： 电子信息工程学院 专业： 物联网工程 学号： 3014204328 姓名： 刘涵凯 2016-12-10 选题设计描述 功能介绍 洗衣机控制器，能够实现开始与暂停、注水，洗涤、排水、脱水和警报提醒的功能，并且可以随时更改洗衣模式。洗衣机提供两种模式：模式1：注水-洗涤-排水-注水-洗涤-排水-脱水；模式2：脱水。洗衣模式决定洗衣时间。默认模式为模式2。 洗衣机界面如下图所示： 运转方式如下图所示： 算法简介 总程序描述：总程序通过调用5种模块，在洗衣机控制器输入变化时，立刻转换模式并产生对应输出。当开关关闭时，所有输出为0；暂停时，除显示开关状态的输出外，所有输出为0。 开关开启后，设置洗衣模式，之后按下“开始”即可开始工作。 在洗衣机控制器输入变化时，立刻转换模式并产生对应输出。 电子元器件模型如下图所示： switch为开关信号，modelselect为开关选择信号，clkin为系统时序脉冲信号，sorp为开始/暂停信号。 waterstate为注水程序的工作状态，washrstate为洗涤程序的工作状态，drainstate为排水程序的工作状态，drystate为脱水程序的工作状态。 alarmout为警报提醒的状态。 switchstate为数码管显示的开关的状态（0/1），spstate为数码管显示的开始/暂停的状态(0/1)， state为数码管显示的洗衣机工作状态(0~4)，currentmodel为数码管显示的当前模式(0~2)，timedecade为数码管显示的剩余时间的十位，timeunit为数码管显示的剩余时间的个位。 下面介绍各模块功能与算法： 1）开关与模式选择模块 a接收开关信息，b接收模式选择信息。 c输出总电路的开关信息（开启洗衣机并且设置完毕电路后，即可准备工作，等待“开始”信号）。 e为开关信息，将输入到数码管中显示。 time1与time2分别代表洗衣时间的十位和个位，将输入到计数器与警报模块中。 y为模式信息，将输入到码管中显示。 2）开始/暂停模块 a接收开关信息，b接收开始/暂停信息，clk接收系统时序脉冲信号。 startorpause输出受开始/暂停信息调控的系统时序脉冲信号。 y为开始/暂停信息，将输入到码管中显示。 3）计数器与警报模块 clk接收受开始/暂停信息调控的系统时序脉冲信号，a接收开关信息，time1和time2分别接收洗衣时间的十位和个位。 alarm输出警报信息； outtime1和outtime2分别为剩余时间的十位和个位，将输入到数码管中显示，同时将输入到控制模块中。。 在脉冲信号的控制下，剩余时间逐渐减少，当剩余时间为0时，停止减小，并开启警报。 4）控制模块 a接收开关信息，b接收开始/暂停信息，time1和time2分别接收剩余时间的十位和个位。 water、wash、drain、dry分别输出注水、洗涤、排水、脱水的控制信息。 act为模块内部使用的BUFFER量。 控制模块根据剩余时间的多少决定工作状态。如：剩余时间为16-30分钟时洗涤，31-35分钟时注水。则剩余时间33分钟时，water为1，其他控制信息为0；剩余时间21分钟时，wash为1，其他控制信息为0。 5）译码器与数码管显示模块 b接收开关信息，a接收4位二进制数据。 q在数码管上显示字形。 程序源代码及说明 程序代码由主程序及5个模块代码组成 1）主程序 LIBRARY IEEE ; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ; ENTITY xyj IS PORT(switch,modelselect,clkin,sorp: IN STD_LOGIC; --电源开关、模式选择、时钟、开始/暂停按键状态的输入 waterstate,washstate,drainstate,drystate,alarmout: OUT STD_LOGIC; --注水程序、洗涤程序、排水程序、脱水程序、警报状态的输出 switchstate,spstate,state,currentmodel,timedecade,timeunit: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)); --工作状态、工作模式、剩余时间的输出 END ENTITY xyj; ARCHIT