VHDL语言洗衣机控制器设计.docx

课 程- 设 计

课程设计名称： EDA课程设计

专

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学

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课程设计时间：

设计任务及要求

利用可编程规律器件丰富的部资源，借助EDA〔电子设计自动化〕工具〔如MA*＋plusⅡ〕把家电掌握器电路集成在一片FPGA〔现场可编程门阵列〕芯片，这样就无需特地的单片机和外部规律电路。从而减小了电路的体积、提高了系统的稳定性。本次电路设计是洗衣机掌握器设计。

设计的主要容是：

〔1〕设计一个洗衣机掌握器，使洗衣机作如下运转：定时启动—〉正转20秒—〉暂停10秒—〉反转20秒—〉暂停10秒—〉定时不到，重复上面过程。

〔2〕假设定时到，则停顿，并发出音响信号。

〔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；洗涤过程由开场信号开场。

〔4〕三只LED灯表示正转、反转、暂停三个状态。

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设计的主要要：

〔1〕依据设计题目要求编写相应程序代码

〔2〕对编写的VHDL程序代码进展编译和仿真

〔3〕利用试验箱完成硬件验证〔可选〕

〔4〕总结设计容，完成课程设计说明书

设计原理及总体框图

洗衣机掌握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掌握局部。FPGA接收键盘的掌握命令，掌握洗衣机的进水、排水、水位和洗衣机的工作状态、并掌握显示工作状态以及设定直流电机速度、正反转掌握、制动掌握、起停掌握和运动状态掌握〔洗衣机洗涤过程如图2所示〕。对FPGA芯片的编程承受模块化的VHDL(硬件描述语言)进展设计，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掌握、运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示掌握、键盘扫描、水位掌握以及对直流电机掌握板进展速度设定、正反转掌握、启停掌握等模块组成，它们分别调用底层模块。

洗衣机掌握器电路主要有五大局部组成，包括：减法计数器、时序掌握电路、预置时间和编码电路、数码管显示、译码器组成。具体电路如图3所示：

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图3洗衣机掌握器总体设计图

程序设计

⑴数码管显示

① 实现数码管显示

○2数码管显示编码

⑵时序电路

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⑶预置时间和编码电路

⑷译码器

⑸定时器电路

①计时器

②减法计数器

编译及仿真

EDA工具在EDA技术应用中占据极其重要的位置，EDA的核心是利用计算机完成电子设计全程自动化，因此基于计算机环境的EDA软件的支持是必不行少的。此次设计所用EDA工具是由著名的Alter公司生产的MA*＋plusⅡ工具软件，它是一种集成的开发环境，支持原理图、VHDL和Verilog语言文本文件，以及波形文件作为设计输入，并支持这些文件的人以混合设计。

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图4洗衣机掌握器程序仿真图MA*＋plusⅡ工具软件具有门级仿真器，可以进展功能仿真和时序仿真，能够产生准确的仿真结果，同是还支持主流第三方EDA工具，所以可以说MA*＋plusⅡ是当今最优秀的EDA工具软件之一。利用MA*＋plusⅡ工具软件仿真仿真

结果如图4所示

硬件调试与结果分析

洗衣机接通电源，按load设置洗涤时间按start、rd置为高电平洗衣机开场工作，当时钟第一个上升沿到达时run〔正转功能〕为高电平维持20s以后变为低电平而pause

〔暂停功能〕随着时钟上升沿的到来变为高电平维持10s变为低电平，然后rev〔反转功能〕开场随着时钟上升沿的到来变为高电平工作维持20s后变为低电平，再停顿pause置高，接下来电路始终重复上述工作，知道定时器计数完毕。电路设计完成以后，依据预定设计，输入相应数据，三只LED灯依据设定时间规律连续性亮起，数码管也显示输入时间并按减

数计时产生相应的数字显示，直到到达预定时间停顿工作显示零，试验设计到达预期效果。

参考文献

松著.EDA技术有用教程(其次版).：科学,2023.

康华光主编.电子技术根底模拟局部.：高教,2023.[3]阎石主编.数字电子技术根底.：高教,2023.

岩岭春等.在MA*＋plusⅡ平台下用VHDL进展数字电路设计.：西电，

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2023[5].51kaifa./无忧电子开发网

心得体会

通过这次的EDA设计，我可以说是受益良多。看到洗衣机掌握器的题目，我首先想到的是状态机的设计，由于课本上说状态机其实就是掌握器，后来经过看书觉得应当是摩尔型状态机，可是自习分析后觉察设计题目比较简单，假设用状态机的思路来设计，比较困难超出了我的力量。结合以前做课程设计〔数字电路设计——交通灯掌握器〕的经受，假设用模块化层次化的设计思路更清楚，设计起来也更简洁，特别是更符合