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1、食品加工装置控制器设计一、 设计任务与要求1. 按下K1键，电热器Q开始加热，约8秒后停止加热。2. 使电动机M运转10秒后，电热器Q再加热10秒。3. 使电动机M运转5秒后，电热器Q加热3秒后停止加热。任何时候，按钮K2停止电动机或电热器加热。这里，蓝灯表示电动机M运行，绿灯表示加热器Q运行。二、 总体框图方案11. 设计思路 根据对功能要求的简要分析，使用延时电路会使电路复杂，因此用周期为1S的多谐振荡器和10进制加法计数器来进行计时。电路中使用3个10进制加法计数器，分别实现要求的第一、第二和第三步，用JK触发器和10进制加法计数器来控制后面的加法器的工作和停止。2. 原理框图方案21.
2、设计思路 采用状态机可预置数计数器可以接收状态机输出的预置数信号，并在t信号的控制下进行置数或减法计数，在计数值为0时，输出td信号到状态机。2.计算过程 这两种方案各有特色，因此两种方案都可以，这个课设比较简单，所以两个可以都做出来。三、 选择器件选择的主要器件如下：74LS160 ，74LS73， 74LS04 ，74LS11 ，74LS75，555等，以及绿色、蓝色的LED灯。各器件管脚图及功能表如下:1.74LS160芯片此芯片为十进制计数器，可加可减，本设计只用到加，其中RCO为进位端，CLR为清零端，ENT和ENP为使能端，必须接到一起接到高电平，LOAD为置数端，CLK为脉冲输入
3、端。其逻辑图如下图管脚图：74LS160为同步十进制计数器，其逻辑符号，逻辑功能表，内部原理图分别如下： 74LS160逻辑功能表CPEP ET工作状态0 置 零脉冲10 预置数110 1保 持11 0保持（RCO=0）脉冲111 1计 数由逻辑图与功能表知，在CT74LS160中LD为预置数控制端，D0-D3为数据输入端，C为进位输出端，RD为异步置零端，Q0-Q3位数据输出端，EP和ET为工作状态控制端。当RD=0时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。当RD=1、LD=0时，电路工作在预置数状态。这时门G16-G19的输出始终是1，所以FF0-FF1输入端J、K的
4、状态由D0-D3的状态决定。当RD=LD=1而EP=0、ET=1时，由于这时门G16-G19的输出均为0，亦即FF0-FF3均处在J=K=0的状态，所以CP信号到达时它们保持原来的状态不变。同时C的状态也得到保持。如果ET=0、则EP不论为何状态，计数器的状态也保持不变，但这时进位输出C等于0。当RD=LD=EP=ET=1时，电路工作在计数状态。从电路的0000状态开始连续输入10个计数脉冲时，电路将从1010的状态返回0000的状态，C端从高电平跳变至低电平。利用C端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。2.非门74LS04D仔细观察一下图中给出的三极管开关电路即 可发现，当输入为高电平时输
5、出等于低电平，而输入为低电平时输出等于高电平。因此输出与输入的电平之间是反向关系，它实际上就是一个非门。（亦称反向器）。当输入信号为高电平时，应保证三极管工作在深度饱和状态，以使输出电平接近于零。为此，电路参数的配合必须合适，保证提供给三极的基极电流大于 深度饱和的基极电流。 设计电路所用的芯片是74LS04，如下图所示： 3.555定时器（1）555定时器的内部结构和逻辑符号 （2）555定时器外部管脚功能管脚1：外接电源的负端VSS（或GND）。在一般情况下与地相连。管脚2：触发端或置位端。当输入信号自2脚输入电压低于（1/3）VCC时，则触发器置位，555定时器输出高电平，放电管截至。管
6、脚3：时钟脉冲输出端。管脚4：复位端。当4脚接低电平时，输出为低电平；正常工作时4脚接高电平。管脚5：控制端。平时输入（2/3）VCC作为比较器的参考电平，当脚5外接一个输入电压时，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压，通常接0.01F电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。管脚6：阀值电压端。当6脚输入电压大于（2/3）VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通。管脚7：放电端。管脚8：电源正端，外接VCC。（本芯片工作电压为DC 5伏。（3）555定时器功能表输入输出RESETTHRESTRIGOUTDISCH00接通12
7、Vcc/3Vcc/30接通12Vcc/3Vcc/3原状态原状态12Vcc/3Vcc/31关断4.74LS1174LS11为三输入的与门，由其逻辑功能表可得，其逻辑功能为“见0得0，全1得1”，即只要三个输入端口中有一个为0，则输出Z就为0，当输入全为1时，才有输出Z为1。“三输入与门”逻辑功能表ABCZ00000010010001101000101011001111其管脚图和内部原理图为： 其逻辑符号如下图：5.74LS73四、 功能模块方案11. 计数电路当按下控制开关A时，第一个加法计数器开始加法计数，加热器加热，通过给入周期为1秒的方波，当计数器记到8时（因开关延时问题计数器不是计到7而
8、是8），加热器停止加热，触发下一个计数器，且电机开始运行，计数完成后，电机停止运行，加热器加热，计数完成后，触发第三个计数器，加热器停止加热，电机运行，因非门的延迟，多计数一次，计到5时，电机停止运行，加热器加热，计到8时停止加热，整个过程完成。2. 秒脉冲发生电路秒脉冲产生电路采用555定时器来实现，图中利用了555定时器构成一个多谐振荡器。多谐振荡周期为:T=0.69（R1+2R2）C4=0.69（45+250）1000100.0000011s3. 各种门电路门电路用于反馈调节，控制线路通断。5、 总体设计电路方案1：方案2六、心得体会本次课程设计使我对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际
9、操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，要求我们在以后的学习中注意，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识更倾向于介绍各个元件，因此平时的学习并不能很好的把各个元件组合起来使用，所以在这次课程设计过程中，我了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。对元件间的配合使用有了深入的了解。比如信号传递的延时曾近对我造成很大的困扰。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。在今后的学习中，我一定要弄透彻问题，对待事情仔细认真，耐心地去完成每一件事。
