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基于FPGA的洗衣机控制器设计,主要通过使用VerilogHDL语言,在Quartus2上完成电路设计以及程序开发模拟。实现以洗衣机控制器为核心,加上必要的外围电路,能够对洗衣机工作状态自由控制。全部程序由控制器模块,分频模块,按键去抖模块,显示译码模块组成,顶层模块使用原理图实现,底层由Verilog HDL语句实现。核心控制器FPGA根据控制端口的信号输入,向洗衣机发出正传,反转,待机信号,并通过数码管和LED灯显示当前的工作状态以及工作时间。该洗衣机控制电路可以方便快捷的实现对洗衣机的控制和状态的显示功能,同时具有紧急暂停待机功能,保证控制的可靠性,以及洗涤循环次数报警功能,提高任务精度。
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基于 FPGA 的洗衣机控制器的设计
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基于FPGA的洗衣机控制器的设计
摘要:基于 FPGA 的洗衣机控制器设计,主要通过使用 VerilogHDL 语言,
在 Quartus2 上完成电路设计以及程序开发模拟。实现以洗衣机控制器为核心,
加上必要的外围电路,能够对洗衣机工作状态自由控制。全部程序由控制器模
块,分频模块,按键去抖模块,显示译码模块组成,顶层模块使用原理图实现,
底层由 Verilog HDL 语句实现。核心控制器 FPGA 根据控制端口的信号输入,向
洗衣机发出正传,反转,待机信号,并通过数码管和 LED 灯显示当前的工作状
态以及工作时间。该洗衣机控制电路可以方便快捷的实现对洗衣机的控制和状
态的显示功能,同时具有紧急暂停待机功能,保证控制的可靠性,以及洗涤循
环次数报警功能,提高任务精度。
关键词:洗衣机,FPGA,QuartusⅡ,Verilog HDL 语言
目录
一、系统设计······················································3
1 设计要求··················································3
2 总体设计方案··············································3
(1) 设计思路············································3
(2) 系统组成············································4
二、单元硬件电路设计··············································4
1 键盘模块··················································4
2 显示模块··················································4

3 中心控制模块··············································4
三、软件设计······················································5
1 控制模块程序设计··········································6
2 显示译码程序设计··········································6
3 分频模块程序设计··········································6
4 按键去抖程序设计··········································6
四、系统仿真测试··················································7
1 控制模块仿真··············································7
2 显示译码模块仿真··········································9
3 按键去抖模块仿真··········································9
4 分频模块仿真··············································9
附录一 使用说明··················································10
附录二 电路原理图················································10
附录三 程序清单··················································10
一、系统设计
1、设计要求
1.洗衣机的状态为待机 5s→正转 60s→待机 5s→反转 60s→,并用 3 个
LED 灯和 7 段显示器分别表示其工作状态和显示相应工作状态下的时间。
2.可自行设定洗衣机的循环次数,这里设置最大的循环次数为 15 次。
3.具有紧急情况的处理功能。当发生紧急情况时,立即转入待机状态,紧
急情况解除后,继续执行后续步骤;
4.洗衣机设定循环次数递减到零时立即报警,以表示洗衣机设定的循环次
数已经结束
2、总体设计方案

1、设计思路
题目要求设计一个洗衣机控制电路,实现对洗衣机工作状态的控制。
1. 中心控制模块基本实现要求功能,包括计时、LED 输出、电机正反转信
号输出、洗涤循环置数设置。
2. 分频模块实现从高频向低频转换,供中心控制模块使用
3.按键去抖模块,实现对按键的去抖功能。
4. 数码显示电路,将 10 进制时间通过数码管显示出来。
2、系统组成
洗衣机控制电路主要由中心控制模块、按键模块,显示模块,时钟分频模
块,四部分组成组成。
系统结构框图
二、单元硬件电路设计
1、按键模块
设有 1 个按键:add;1 个拨码开关 start。add 用于初始状态下设置循环
次数,没按一次循环次数加一,start 用于启动和停止洗衣机。
2、显示模块
设有 3 个 LED 灯,两个数码管,一个蜂鸣器。LED 灯用来表示当前状态,
数码管用来表示当前状态所剩余时间。蜂鸣器用来表示洗衣是否完成,洗衣完
成时蜂鸣器发出声音。
FPGA
键 盘 模 块
( 按 键 ,
拨 码 开 关
等)
显示模块(数码
管 , LED 灯
等)
晶 体 振 荡
模 块 ( 产
生 100Hz
信号)
报警功能
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