FPGA控制的洗衣机定时器设计与实现

"基于EDA的洗衣机控制设计，沈阳理工大学2010年的毕业论文，探讨了如何使用EDA技术设计洗衣机控制器，实现正转、反转、暂停功能，并具备定时启动和倒计时显示。" 该设计主要关注洗衣机控制器的电子定时器功能，通过FPGA（现场可编程门阵列）为核心的硬件系统实现。FPGA接收并处理键盘输入的控制命令，进而控制洗衣机的运行状态，如进水、排水、水位监控以及电机的速度、方向和启停。在设计过程中，采用了VHDL（硬件描述语言）进行模块化的编程，将整个芯片的功能划分为三层：顶层实现整体功能，中间层包含各个子模块，底层则是具体的逻辑单元。 设计思路分为以下几个关键部分： 1. 总体设计思想：洗衣机控制器的核心是定时器设计。FPGA与外围电路共同构成电器控制系统，负责处理各种指令和状态控制。VHDL编程采用模块化结构，包括无刷直流电机控制、运行模式选择、洗涤模式选择、定时器、显示控制、键盘扫描、水位控制等模块。 2. 设计框图：电路设计包括减法计数器、时序控制电路、预置时间和编码电路、数码管显示以及译码器。这些模块相互协作，确保洗衣机按照设定的模式和时间运行。 3. 设计步骤和调试过程：具体电路设计包括五个主要部分，如减法计数器用于倒计时，时序控制电路负责状态转换，预置时间和编码电路处理定时设置，数码管显示用户界面，译码器处理控制信号。例如，数码管显示模块通过接收BCD（二进制编码十进制）信号，转化为七段显示驱动信号，以显示预置时间和当前工作状态。 在实现过程中，每个模块都有相应的VHDL程序来描述其逻辑行为。例如，`Entity encode`是用于数码管显示的实体，它接收4位BCD输入并产生7段LED驱动信号。通过这样的方式，每个模块的功能被逐一实现并集成，最终形成完整的洗衣机控制器。 此设计展示了EDA技术在家电控制领域的应用，通过高度集成和灵活的FPGA实现复杂控制逻辑，提高了洗衣机的智能化程度和用户体验。此外，通过VHDL的模块化设计，使得代码可读性、可维护性和重用性大大提高，降低了系统设计的复杂度。