基于VHDL的洗衣机控制器的设计

第 2 2卷第 4期 Vo 1 . 2 2 No . 4

电子设计工程 E l e c t r o n i c D e s i g n En g i n e e r i n g

2 0 1 4年 2月 F e b . 2 01 4

基才 VHDL的洗衣机控制器的设计 成超 .任峻 (湖南农业大学信息科学技术学院,湖南长沙 4 1 0 1 2 8 )

摘要:为降低设计成本。缩短设计周期,提出一种基于 V HD L的洗衣机控制器的设计方案。该方案采用模块化的设计

思想 .并使用状态机完成控制模块的设计。整个系统在 Q u a r t u s I I开发平台上完成设计、编译和仿真,并在 F P G A硬件实验箱上进行测试。仿真波形和测试结果均表明该设计方案切实可行。 关键词:洗衣机控制器;状态机; F P G A; V H D L; Q u a r t u s I I 中图分类号: T N 0 2 文献标识码: A 文章编号:1 6 7 4— 6 2 3 6 ( 2 0 1 4 ) 0 4— 0 0 9 2— 0 3

De s i g n o f wa s h i n g ma c hi ne c o nt r o l l e r ba s e d o n VH DL CHE NG Ch a o,REN J u n

( C o l l e g e o fI n f o r m a t i o n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y, Hu n a n A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y, C h a n g s h a 4 1 0 1 2 8, C h i n a ) Ab s t r a c t: T o r e d u c e t h e d e s i g n c o s t a n d s h o r t e n t h e d e s i g n t i me,a d e s i g n s c h e me o f wa s h i n g ma c h i n e c o n t r o l l e r i s p r o p o s e d b a s e d o n VHD L T h e s c h e me a d o p t s mo d u l a r d e s i g n c o n c e p t,a n d u s e s s t a t e ma c h i n e t o d e s i n g c o n t ol r mo d u l e . T h e wa s h i n g

m a c h i n e c o n t r o l l

e r i s d e s i g n e d,c o m p i l e d a n d s i mu l a t e d o n Q u a r t u sⅡ。a n d t e s t e d i n t h e F P G A e x p e r i me n t b o x .T he s i mu l a t i o n wa v e s a n d t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e s c h e me i S f e a s i b l e .

Ke y w o r d s: w a s h i n g m a c h i n e c o n t ol r l e r; s t a t e m a c h i n e; F P G A; V H D L; Q u a r t u s I I

为提高洗衣机控制系统的智能性,以及定时和转速的精确度,目前洗衣机控制系统通常采用数字电路而不是传统的 机械式控制_】 1。随着 E D A( E l e c t r o n i c D e s i g n A u t o ma t i o n,电子

据不同的洗涤模式,设置不同的电机转速; 3 )能通过数码管和L E D显示灯的形式显示水位、洗衣的剩余时间、当前洗衣的状态等信息; 4 )能在洗衣过程中随时暂停,启动后从暂停前状态继续开始洗衣; 5 )能实现系统复位功能,按复位键后使洗衣机系统恢复到起始状态。 根据洗衣机控制器的功能,设置了 4个模块,分别是按键选择模块、计数模块、控制模块和时间显示模块,其系 统框图如图 1所示。基于模块化设计思想,采用自顶向下

设计自动化 )技术的发展,采用硬件描述语言在 E D A开发软 件上完成电子系统的设计和仿真,并下载到可编程逻辑器件上调试已成为数字电路设计的新趋势嘲。

与传统的数字电路设计方法相比,E D A技术具有以 下特点: 1 )用软件方式设计硬件; 2 )用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关开发软件自动完成的: 3 )设计过程中可用有关软件进行各种仿真; 4 )系统可现场编

的层次化设计方法进行设计 .其输入为:启动信号、暂停信号、各种用户设置信号、 l H z的计时时钟信号和 1 k H z的扫描时钟信号:其输出为:当前状态剩

余时间显示 ( 2位共阴极 7段数码管显示 )、洗衣状态、电机控制信号、 水位和进水信号。 启动信号

程,在线升级; 5 )整个系统可集成在一个芯片上,体积小、 功耗低、可靠性高; 6 )设计的移植性好、效率高; 7 )适合分工设计、团队协作; 8 )设计成本低、设计周期短} 3 J。基于此, 我们使用硬件描述语言 V H D L在 E D A主流开发软件

Q u a r t u s I 1上完成洗衣机控制器设计、编译和仿真 .并下载 到F P G A硬件实验箱上进行测试。测试结果表明该设计方 案切实可行。

暂停信号

1 k H z扫描

时钟信号

I时间l

1总体设计方案 通过对市面上的洗衣机控制器的调查,设计洗衣机控制系统需实现洗涤模式选择,水位控制,洗涤电机控制,洗衣状态、水位与剩余时间显示等功能 _ 1 . 4 - 5 1。具体功能为: 1 )能对洗 涤模式、水位、洗涤时间、漂洗时间、脱水时间进行设置: 2 )根收稿日期: 2 0 1 3— 0 7一 l 1 -

洗衣总时『目I 7 k暑甜罾厂——]

进水、洗、 漂、甩时间 控制 模块

錾麟 显不

.

.

进水信号

图 1洗衣机控制器系统框图 Fi g .1 S y s t e m b l o c k d i a g r a m o f wa s h i n g ma c h i n e c o n t r o l l e r

稿件编号: 2 0 1 3 0 7 0 8 9

作者简介:成超( 1 9 9 3一),男,湖南岳阳人。研究方向:通信工程、电子系统设计。 9 2-

基于VHDL的洗衣机控制器的设计

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