洗衣机VHDL控制器实验报告.docx

数字电路与逻辑设计综合实验
实验报告
实验名称：洗衣机控制器
班级：
班内序号：
姓名：
学号：
数电设计综合实验—洗衣机控制器
． 设计课题的任务要求
设计制作一个全自动洗衣机的控制器：
洗衣机的工作步骤为洗衣、漂洗和脱水三个过程，工作时间分别为：洗 衣20秒，漂洗 30 秒，脱水 15 秒；
用一个按键实现洗衣程序的手动选择： A、单洗涤；B、单漂洗；C、单 脱水；D、漂洗和脱水；E、洗涤、漂洗和脱水全过程； 用显示器件显示洗衣机的工作状态（洗衣、漂洗和脱水），并倒计时显 示每个状态的工作时间，全部过程结束后，应提示使用者； 用一个按键实现暂停洗衣和继续洗衣的控制，暂停后继续洗衣应回到暂 停之前保留的状态； 选做：三个过程的时间有多个选项供使用者选择。 选做：可以预约洗衣时间。
选做：自拟其它功能。
．系统设计（包括设计思路、总体框图、分块设计）
设计思路
首先从题目进行分析， 采用 VHDL 模块化的设计方法来进行洗衣机控制 器的设计，即自顶向下，从系统总体要求出发，自上至下地将设计任务分解 为不同的功能模块 .最后将各功能模块连接形成顶层模块， 完成系统硬件的整 体设计。本控制器基本功能描述洗衣机控制器可工作于五种模式下 :单洗涤、 单漂洗、单脱水、漂洗十脱水、洗涤十漂洗 +脱水，可以使洗衣机控制器工 作在任意一种模式，并显示出洗衣机的工作状态和剩余工作时间，在剩余时 间结束后有报警声提示使用者，并且可实现暂停洗衣和继续的功能，此外， 加入附加功能，可自选三个过程是使用时间并且可预约洗衣时间。由此分析 可将洗衣机控制器分为控制模块、倒计时模块，初始模式选择模块，报警模 块，洗衣时间选择模块，选通译码模块和分频器模块。
设计过程】：
1）审题，初步确定思路。
2） 用VHDL语言进行编程。
3） 适时对程序进行修改。
4） 编译成功后，进行仿真，观察波形图。
5） 将程序下载到实验板上，调试各功能。
6） 通过计算机仿真和下载调试，发现问题，返回原程序进行修改。
7） 进行总体的调试。
总体框图
设计框图：
洗衣机系统结构框图:
洗衣机控制器逻辑方框划分图 ：
时间选抒
ASM 图:
分块设计
? 核心控制显示模块：
此模块是本程序的核心部分，要识别模式选择器送来的基本工作方 式依次执行。在执行过程中，控制模块中的倒计时装置要把剩余时间每 一秒倒计时一次，并送至选通译码模块去显示；同时要通过 3个发光二
极管显示当前正在执行的工作状态；当全部工作结束后，控制器还要发 给报警装置一个报警信号，产生一个持续 5秒的报警声提示使用者。
?工作方式选择模块：
系统的五种工作方式的选择模块，此模式选择模块要能按照使用者 意愿选择并显示出来，传送到控制模块。
?分频模块
分频模块把晶振来的频率分为1HZ传给控制器用于倒计时，再分一 个比较大的频率传给选通译码器的选通端用于在七段数码管上显示一 个两位数。
? 选通译码模块
需要用一个1HZ的频率信号做触发信号，显示从控制模块送来的两 位数字，即工作的剩余时间，并通过七段数码管显示出来。
? 改变默认时间模块：
此模块可改变系统的默认工作时间，每拉高一次按钮工作时间加1 按洗衣机的愿望自行设置工作时间。
?预约模块：
用于预约工作模式。
仿真波形及波形分析

由波形分析可知，nextt是工作方式选择按钮，led是当前工作状态的LED 灯显示，有图中可知，当按下第一下按钮时，第一个灯亮，选择了第一种工作方 式，当按下第二下按钮时，第二个灯亮，选择了第二种工作方式，以此类推，当
按下第五下按钮时，三个灯同时亮，选择了第五种工作模式

波形1：
有上面的波形分析，cat为数码显示管的选通，在实验中，使用了 catl和 catO两个显示管，在start开始信号拉高之后，cat信号显示。Nextt为工作模式选 择Led为模式选择灯，clr为复位按钮，拉高有效。
波形2：
由上面波形分析，start信号开始之后，开始工作，pause为暂停按钮，当 pause拉高之后，pause