课程设计--基于FPGA的全自动洗衣机设计

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1、 . 数字电子技术课程设计 题目题目：基于 FPGA 的全自动洗衣机设计 目 录 1 课题背景. 1 2 Quartus II 软件、FPGA 硬件介绍 1 2.1 Quartus II 软件介绍 2 2.2 FPGA 硬件介绍 2 3 全自动洗衣机的总体方案. 4 3.1 方案内容. 4 3.2 设计原理. 4 3.3 设计框架. 5 4 全自动洗衣机各模块解析. 6 4.1 LED 状态灯模块. 6 4.1.1 LED 状态灯模块流程图 . 6 4.1.2 LED 状态灯模块仿真结果和分析 . 6 4.2 BCD 译码器模块 . 7 4.2.1 BCD 译码器模块流程图 . 7 4.2.2

2、 BCD 译码器模块仿真结果和分析 . 7 4.3 报警器模块 8 4.3.1 报警器模块流程图和仿真 . 8 5 全自动洗衣机整体电路仿真 10 5.1 全自动洗衣机整体流程图 10 5.2 全自动洗衣机整体仿真结果和分析 10 6 程序下载调试图 11 7 设计总结 13 参考文献 14 附 录 15 1 1 课题背景 洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,而全自动式 洗衣机因使用方便更加得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干 等一系列过程自动完成,控制器通常设有几种洗涤程序,对不同的衣物可选 择不同的洗涤方式。 从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机

3、出现以 前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、 冲刷、甩打这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛 苦劳累。1911 年美国人又研制了世界上第一台电动洗衣机。1920 年美国的 玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝制桶体，第二年又把铝制桶体改 为外层铸铝、内层为铜板的双层结构。1936 年，他们又将搪瓷用于洗衣机 桶体。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷 流式洗衣机和滚筒式洗衣机 1。 第二次世界大战结束后，洗衣机得到了迅速的发展，研制出具有独特 风格的波轮式洗衣机。这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣桶底，又称涡卷 式洗衣机。 全自动

4、洗衣机的发展首先表现在洗涤方式发生巨大变化。原先大多侧 重于水流的改变、动力的加大。现在，超音波、电解水、臭氧和蒸汽洗涤 的运用，使洗衣机的去污能力从单纯依靠洗衣粉、洗涤剂的化学作用和强 弱变化的水流机械作用，向更高层次的健康、环保洗涤方式转变，特别是 电解水、超音波技术在洗衣机行业的运用几乎改变了洗衣机的历史洗 衣不用或少用洗衣粉、洗涤剂，减少化学品对皮肤的损害和对环境的污染。 电解水、臭氧、蒸汽的杀菌除味及消毒功能倍受青睐，引发了洗衣机消费 健康潮。另一变化就是高度自动化、智能化、人性化。从半自动、全自动 到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定 2。 2 2 Quartus

5、 II 软件、FPGA 硬件介绍 2.1 Quartus II2.1 Quartus II 软件介绍软件介绍 Quartus II 是 Altera 公司的综合性 PLD/FPGA 开发软件， 支持原理图、 VHDL、VerilogHDL 以及 AHDL（Altera Hardware Description Language） 等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输 入到硬件配置的完整 PLD 设计流程。 Quartus II 可以在 XP、Linux 以及 Unix 上使用，除了可以使用 Tcl 脚本完成设计流程外，提供了完善的用户图形界面设计方式。具有运行速 度

6、快，界面统一，功能集中，易学易用等特点 3。 Quartus II 支持 Altera 的 IP 核， 包含了 LPM/MegaFunction 宏功能模 块库，使用户可以充分利用成熟的模块，简化了设计的复杂性、加快了设 计速度。对第三方 EDA 工具的良好支持也使用户可以在设计流程的各个阶 段使用熟悉的第三方 EDA 工具。 此外，Quartus II 通过和 DSP Builder 工具与 Matlab/Simulink 相 结合，可以方便地实现各种 DSP 应用系统;支持 Altera 的片上可编程系统 (SOPC)开发，集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体， 是一种综合性的开发平台 4。 Maxplus II 作为 Altera 的上一代 PLD 设计软件，由于其出色的易 用性而得到了广泛的应用。 目前 Altera 已经停止了对 MaxplusII 的更新支 持，Quartus II 与之相比不仅仅是支持器件类型的丰富和图形界面的改 变。Altera 在 Quartus II 中包含了许多诸如 SignalTap II、Ch