数电课程设计电梯控制系统

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1、XX工程学院课程 设 计课程名称数字电子技术课题名称简易电梯控制系统专业 自动化班级1081学 号1姓名 罗超超指导教师龚志鹏2012年11月23日XX工程学院课程设计任务书课程名称 ： 数字电子技术题 目 ： 简易电梯控制系统专业班级：自动化 1081学生XX：罗 超 超 学号 :11指导老师：龚 志 鹏审 批：任务书下达日期2012 年 11 月 19 日 星期一设计完成日期2012 年 11 月 23 日 星期五设计内容与设计要求一.设计内容：1、显示方式：以LED数码管形式显示 0-3;2、主要功能：一共有四层楼，楼层标记用0-3表示，假 设每次只有有一层楼有呼叫，按下呼叫按钮后，呼叫

2、楼层指示灯亮，电梯将从当前楼层运行到呼叫楼层， 指示灯熄灭；3、超重报警：挡电梯超重时，报警灯亮，电梯拒绝运行；4、系统复位：系统能手动复位，复位后，电梯停在第。 层；5、其他功能（任选）二、设计要求：1、思路清晰，给由整体设计框图和总电路图；2、单元电路设计，给由具体设计思路和电路；3、写由设计报告；主要设计条件1. 提供调试用实验室；2. 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片;3. 所用设备及元件需在设计后归还。说明书格式1 .课程设计封面；2 .任务书；3 .说明书目录；4 .设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）5 .单元电路设计（各单元电路图）；6 .安装、调试步骤；7 .故障分析

3、与电路改进；8 .总结与体会；9 .附录（元器件清单）；10 .参考文献；11 .课程设计成绩评分表；12 .设计报告采用16k纸打印；进度安排第三周：星期一:课题内容介绍和查找资料；星期二星期五：总体电路设计和分电路设计，电路仿真，修改方案；第四周：星期一星期二：电路设计，电路仿真，修改方案星期三：安装、调试电路；星期四：验收电路，整理实验室及其它事情，写设计报告，打印相关图纸；星期五：答辩；参考文献1、电子系统设计高等教育马建国主编2、电子线路设计、实验、测试 （第二版）华中理工大学谢自美主编3、新型集成电路的应用 电子技术基础课程设计华中理工大学梁宗善主编3、现代电子设计技术机械工业李荣

4、良主编数字电路设计与制作科学汤山俊夫著目录一、系统总体设计方案及系统框图 91.1 设计方案：91.2 设计原理：91.3 系统总电路图： 10二、单元电路的设计122.1 信号的输入，锁存及显示： 122.2 控制编码发生器:132.3 系统电路的编码，数据比较及加减计数： 14三、安装与调试步骤153.1 安装步骤： 153.2 调试步骤 :15四、故障分析与电路改进164.1 故障分析： 16秒脉冲信号发生电路是否产生脉冲： 16数码显示管不能正常显示： 16信号灯不显示或不按仿真的状态显示： 174.2 电路改进： 17五、总结与体会17六、附录（元器件清单） 19、系统总体设计方案及

5、系统框图1.1 设计方案：系统的时钟脉冲信号是由函数发生器发生。时钟信号通 过一定与 门 和与非 门 输入 同 步 加减计数器 74LS192N ， 控制 其加 减计数。系统的开关控制电路是由D触发器和与非门构成，控制 信号灯的工作状态。 系 统 的 核 心 电 路 是 由 编 码 器 74LS148N ， 数 据 比 较 器 74LS85 ， 同 步 可 加 减 计 数 器 74LS192N ， 与 一 定 的 门 电 路 组 成 ， 实现对电梯的上升和下降的控制。1.2 设计原理：系统的信号灯控制部分是由开关和D触发器构成，开关先 接高电平，按下开关时，给了一个高电平触发信号输入给D触 发

6、器使其锁存高电平信号，从而使信号灯一直亮直到信号结束。 系 统 的 核 心 部 分 是 由 编 码 器 74LS148N ， 数 据 比 较 器 74LS85 ， 同 步 十 进 制 可 逆 计 数 器 74LS192N ， 译 码 器 CD4511 和 一定的门电路组成。按下开关时，产生的高电平信号由D触发 器 传 给 74LS148N 编 码 器 ，产 生 后 的 编 码 输 入 74LS85 数 据 比 较 器 ， 通 过 与 74LS192N 输 出 编 码 比 较 ， 产 生 的 信 号 再 连 接 时 钟信 号 通 过 一 定 的 门 电 路 输 入 74LS192N 计 数 器

7、， 控 制 计 数 器 的加减，从而实现电梯的上升与下降1.3 系统总电路图：5V1 .-V - P - 111 1昭江心匕一曲一 m心务中f船al皮RFIEE工IIEU二、单元电路的设计2.1 信号的输入，锁存及显示：该单元电路如下图所示：将D触发器的Q非端与D端相连组成T触发器，当时钟输入端CLK输入高点平， Q 端的状态翻转。 D 触发器的复位端输入复位信号， Q 端输出低电平，LED灯熄灭。2.2 控制编码发生器:VCC0 2Vcctw2 RCln3一 0.7R2C0 ；Vcc2.3 系统电路的编码，数据比较及加减计数:rxJLlJ1JIJJ.ra Th PXI * - * * B J

8、% *!M y_r :D触发器锁存高电平信号时，把高电平通过Q端输入编码器 74LS148N ,从而编码器开始编码，编码后的数据输入数据比较 器74LS85 ,同步加减计数器74LS192N的输出端的数据同时也 输入数据比较器，通过比较后，数据比较器的输出端，连接时 钟信号通过与非门电路，从而控制了计数器的加减，实现了电 梯的上升与下降。复位开关设置与74LS192的14号CLR管脚， 另一端用一高低电平控制。三、安装与调试步骤3.1 安装步骤：按照系统总的电路图，合理规划电路总布局，尽量使电 路连接简单、明了。首先一个模块一个模块连接，连接好一个模块，就检测 一个，包括芯片，电路板，及导线是

9、否接正确且接稳等，以防 整体检测时不必要的麻烦。整体连接完毕，进行调试，看是否和仿真结果相同。如 有出入，仔细检测电路，查出问题所在。这样不断调试，直到 达到预期结果。改进布线，力求精简。3.2 调试步骤 :打开电源开关，接通电源，观察信号灯和数码显示管的 变化。如有问题，首先检查是否有电线松动，然后再调试其它 部分。检查信号灯和数码显示管是否有损坏。如果以上都们问题的话，此时应该分成一个一个单元电 路来调试，包括芯片，电路板，及导线是否接正确且接稳等。四、故障分析与电路改进4.1 故障分析：秒脉冲信号发生电路是否产生脉冲：把万用 表调到 5V 电压档 ， 万用表负极 接地 ， 正极接 74L

10、S00 管 脚“ 1 ”针 脚 ，芯 片 通 电 后 ，看 电 压 变 化 是 否 变 化 明 显 ，高 电 平大于3V,低电平小于0.4V。如果不能产生脉冲，检测74LS00 管脚是否接对，电阻和电容是否接正确，如果不是这些问题， 就通过换芯片，看是否是芯片的问题，如果芯片也没问题，就 检测是不是电路板有问题。数码显示管不能正常显示：看数码管是怎样显示的，如果显示乱码，检查译码芯片 CD4511 是 否 接 线 正 常 ，然 后 检 查 各 针 脚 对 应 输 出 是 否 正 确 ，最 后检查数码管接线是否正确。如果数码管中某些段不亮，检查 接线是否正确，对应针脚电压是否变化。如果是某些段不

11、灭也 不完全亮，换一个数码管试试。信号灯不显示或不按仿真的状态显示：检 查信号灯是否能发光，然后检查信号灯接线 处是否良好， 最后检查接线是否按照状态方程连接正确。数码显示管与信号灯配合有问题：按下某楼层的开关时，信号灯亮，当数码显示管显示到相 应 的 楼 层 时 ，信 号 灯 熄 灭 。 如 果 不 是 以 上 的 结 果 ，首 先 检 查 JK 触发器的管脚是否连接好以及是否正确。然后再检查同步可加 减 计 数 器 74LS192N 的 管 脚 是 否 连 接 好 以 及 是 否 正 确 。 接 着 就 是数据 比较器 74LS85 以及编码器 74LS148N 的 管脚 连接正 确与 否

12、。一步步检查后，此问题便可解决。4.2 电路改进：总体来说，我觉得我设计的这个简易电梯控制系统电路已 经达到了最初的要求。简洁明了，功能模块清楚。唯一不妥的 是只具备单请求功能，多个楼层的请求则不再该设计的X围， 简易电梯的电路设计还有待进一步的完善五、总结与体会数 电课程设计是培养 学生综 合 运用 所学知 识 ，发 现 ，提 出 ， 分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实 际 工 作 能 力 的 具 体 训 练 和 考 察 过 程 . 回 顾 起 此 次 课 程 设 计 ，至 今 我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短 的几个星期内，可以说得是苦多于甜，但是

13、可以学到很多很多 的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到 了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计 使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远 远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论 中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一 次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设 计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解 得不够深刻，掌握得不够牢固。这次数电课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多 问 题 ， 最 后 在 龚老 师 的 辛 勤 指 导

14、 下 ， 终 于 达 到 了 预 期 的 效 果 。 同 时 ， 在 龚老 师 的 身 上 我 学 得 到 很 多 实 用 的 知 识 。 总 体 来 说 ， 这次实习我受益匪浅.在摸索该如何 设计程序使之实现所 需功 能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操 作 能 力 . 在 让 我 体 会 到 了 设 计 的 艰 辛 的 同 时 ，更 让 我 体 会 到 成 功 的喜悦和快乐. 这次数电课程设计， 虽然短暂但是让我得到多 方 面 的 提 高 ： 1 、提 高 了 我 们 的 逻 辑 思 维 能 力 ，使 我 们 在 逻 辑 电 路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电 路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外，我们还更加充分的认识到，数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2,查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西， 有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于 时间和资料有限我们更多的还是独立思考。六、附录（元器件清单）同步十进制可加减计数器（74LS192N）1个优先编码器（74LS148N ）2个数据比较器（74LS85 ）1个与非门（74LS00N）1个数码显示管1个电气与信息工程系课程设计评分表项目评价优良中及格差