洗衣机控制电路设计..doc

洗衣机控制电路 摘要: FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路儿出现的，功能强大，具有相同的电路写入不同的程序就能实现不同的功能的特点，适合制作各种智能化产品。本课题所作的工作是基于FPGA的洗衣机设计,用verilog语言编写控制系统的程序，并通过Quartus软件编译后下载到硬件电路板上，模拟洗衣机控制系统的工作。 本文主要以FPGA为基础来设计洗衣机控制系统。按照课程设计的要求，提出了系统的总设计方案，详细的介绍了系统的总体设计思路；基本实现洗涤，漂洗，脱水，和注水等四种功能和转换；以及设定注水时间、浸泡时间、洗涤时间、脱水时间、并且具有上电复位功能，同时具有启动/暂停控制。 关键字：FPGA verilog语言 洗衣机 功能 一：总体方案设计 1.1：设计要求： 设计一个洗衣机控制器，能够实现洗涤，漂洗，脱水，注水四种功能。使用按键模拟对洗衣机的控制，能够设置工作模式（ModeVlaue），通过modeclk进行模式选择，具有上电复位功能，同时具有启动/暂停控制。 为了便于观察，将洗衣机的工作模式（workmode），和所剩余的工作时间（worktime）用数码管倒计时显示出来，并将洗衣机当前所处的状态用发光管LED显示出来，洗衣结束后，结束指示灯亮3秒钟。在漂洗时，如果没有注入，将出现无水报警声，同时LED不断闪烁，提示用户注水。 1.2：模式选择说明： 模式1 单洗涤模式：只洗涤（时间自选） 模式2 单漂洗模式：只漂洗（25秒钟） 模式3 单脱水模式：只脱水（15秒钟） 模式4 漂洗+脱水模式：漂洗（25秒钟）+脱水（15秒钟） 模式5 全程模式：洗涤+脱水（15秒钟）+漂洗（25秒钟）+脱水（15秒钟） 操作完毕用发光二极管亮3秒钟提示，脱水后无水注入自动报警。 外部分别提供频率1Hz,1kHz的方波信号，用于系统时钟与报警信号。 当选择模式1与模式5时，需要先进行洗涤时间设定，系统才能工作。 1.3：洗涤时间设定如表1 表1 洗衣时间选择（时间单位：秒） setwashtime （洗涤时间选择） washtime （洗涤时间） worktime1 （模式1工作时间） worktime5 （模式5工作时间） 0 0 0 0 1 15 70 15 2 20 75 20 3 25 80 25 4 30 85 30 5 35 90 35 二:设计原理 2.1：预设置6个状态： 根据系统功能要求，采用状态机设计比较容易实现。整个系统有6个状态：洗涤，漂洗，脱水，等待注水，无水报警，结束。系统进入初始状态，将自动在各状态之间切换直至结束。 ①：洗涤状态S0 洗涤状态的持续时间由洗涤时间(washtime)确定,当ModeVlaue=1时，一旦洗涤时间到了，系统进入结束状态S5。当ModeVlaue=5时，洗涤时间到时转化为下一个状态脱水状态S2。在洗涤过程中，洗涤状态等一直点亮，同时LED数码管显示洗衣工作时间的倒计时。 ②：漂洗状态S1 漂洗状态持续25秒钟。当ModeVlaue=2时，系统就进入漂洗状态S1，当漂洗时间到了，系统进入结束状态S5。当ModeVlaue=4时，系统首先进入漂洗状态S1，当漂洗时间到了，就转入下一个状态脱水状态S2，进行脱水。 ③：脱水状态S2 脱水持续15秒钟。如果工作时间worktime为1，表示脱水状态结束后，相应工作模式就运行完毕；如果工作时间大于1，表示需要继续运行其他状态。 ④：等待注水状态S3 等待注水状态给用户5秒钟注水时间，如果5秒钟内用户注水了，则系统自动转入漂洗状态S1。如果没有注水，则进入无水报警状态S4。 ⑤无水报警状态S4 无水报警状态时，蜂鸣器一直发声，同时要求注水状态灯一直闪烁，如果有水注入，立即跳出报警状态，进入漂洗状态S1。 ⑥：结束状态S5 结束状态指示灯亮3秒钟，提示已结束。 2.2：洗衣控制电路系统模块图 洗衣控制系统可分为四个模块，洗衣状态显示，洗衣模式显示，工作时间显示，洗衣控制电路，外部输入，整个系统模块图如图 图1 洗衣控制电路系统模块图 2.3： 系统程序流程图 图2 系统程序流程图 流程图说明： 1：系统启动后，按system_reset系统复位键进行系统复位，stateflag系统状态指示灯都不亮， 2：setmode系统模式使能后， 当ModeValue=1，系统进入单洗涤工作模式， 当ModeValue=2，系