數(shù)電課程設(shè)計

1、0一、系統(tǒng)總體設(shè)計方案及系統(tǒng)框圖.11.1 設(shè)計方案： .11.2 設(shè)計原理： .11.3 系統(tǒng)總電路圖： .2二、單元電路的設(shè)計.22.1 信號的輸入，鎖存及顯示:.22.2 時鐘信號發(fā)生器：.32.3 系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計數(shù)：.4三、pcb 板的繪制.5四、安裝與調(diào)試步驟.53.1 安裝步驟： .53.2 調(diào)試步驟 :.6四、故障分析與電路改進.64.1 故障分析： .64.2 電路改進： .7五、總結(jié)與體會 .8六、附錄（元器件清單）.10七、參考文獻 .111一一、系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體設(shè)設(shè)計計方方案案及及系系統(tǒng)統(tǒng)框框圖圖1.1 設(shè)設(shè)計計方方案案：系統(tǒng)的時鐘脈沖信號是由555 定

2、時器接成的多諧振蕩器。時鐘信號通過一定與門和與非門輸入同步加減 計數(shù)器cd40192，控制其加減計數(shù)。系統(tǒng)的開關(guān)控制電路是由d 觸發(fā)器和與非門構(gòu)成，控制信號燈的工作狀態(tài) 。系統(tǒng)的核心電路是由編碼器cd4532，數(shù)據(jù)比較器74ls85，同步可加減計數(shù)器cd40192,譯碼器 cd4511 和一定的門電路組成，實現(xiàn)對電梯的上升和下降的控制。1.2 設(shè)設(shè)計計原原理理： 系統(tǒng)的信號燈控制部分是由開關(guān)和d 觸發(fā)器構(gòu)成，開關(guān)先接高電平，按下開關(guān)時，給了一個高電平觸發(fā)信號輸入給d觸發(fā)器使其鎖存 高電平信號，從而使信號燈一直亮直到信號結(jié)束。系統(tǒng)的核心部分是由編碼器cd4532，數(shù)據(jù)比較器74ls85，同步十進

3、制可逆計數(shù)器cd40192,譯碼器 cd4511 和一定的門電路組成。按下開關(guān)時，產(chǎn)生的高電平信號由 d 觸發(fā)器傳給 cd4532 編碼器，產(chǎn)生后的編碼輸入74ls85 數(shù)據(jù)比較器，通過與 cd40192 輸出 編碼 比較，產(chǎn)生的信號再連接時鐘信號通過一定的門電路輸入cd40192 計數(shù)器，控制計數(shù)器的加減，從而實現(xiàn)電梯的上升與下降。系統(tǒng)的時鐘信號是由555 定時器接成的多諧振蕩器。時鐘信號通過一定與門和與非門輸入計數(shù)器cd40192，控制其加減2計數(shù)。1.3 系系統(tǒng)統(tǒng)總總電電路路圖圖：b0b1b2d1d2d3d4d5d6c7d7d1d2d3d4d5d6a0a1a2b0b1b2a0a1a2du

4、duc5d5c6d6c3d3c4d4c1d1c2d2d7d7abababababababrablec2c1c3c4c5c6c7rresetleresetr4dc7q3gnd1vcc8tr2th6cv5u20555r3210kr3382kc310uc40.1ud1led-bibyd2led-bibyd3led-bibyd4led-bibyd5led-bibyd6led-bibya15b1c10d9load11clear14qa3qb2qc6qd7tcd13tcu12clku5clkd4u240192a7b1c2d6lt3bi4le/stb5qa13qb12qc11qd10qe9qf15qg14u

5、34511d010d111d212d313d41d52d63d74ei5q09q17q26eo15gs14u74532d5q1clk3q2r4s6u4:a4013r610ka010a112a213a315b09b111b214b31ab2qab4qab5u174hc85123u10:a4011564u10:b4011r233000.1ufr24300c70.1ufr25300c80.1ur26300c90.1ufr27300c100.1ur2300d5q1clk3q2r4s6u5:a4013r410kd9q13clk11q12r10s8u5:b4013r510kd5q1clk3q2r4s6u6

6、:a4013r710kd9q13clk11q12r10s8u6:b4013r810kd5q1clk3q2r4s6u8:a4013r910kd9q13clk11q12r10s8u8:b4013r1010kr11300c20.1ufr12300c110.1ud23led-biby123u9:a4011r1310kr1410kr1510kr1610kr1710kr1810k121311u9:d4011d9q13clk11q12r10s8u4:b4013r1910kr2010kd71n4007d81n4007d91n4007d101n4007d111n4007d121n4007d131n4007r31

7、0k3二二、單單元元電電路路的的設(shè)設(shè)計計2.1 信信號號的的輸輸入入，鎖鎖存存及及顯顯示示：該單元電路如下圖所示：c5d5c6d6ababd5q1clk3q2r4s6u5:a4013r410kd9q13clk11q12r10s8u5:b4013r510kr1310kr1410k將 d 觸發(fā)器的 q 非端與 d 端相連組成 t 觸發(fā)器，當時鐘輸入端 clk 輸入高點平，q 端的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。d 觸發(fā)器的復(fù)位端輸入復(fù)位信號，q 端輸出低電平，led 燈熄滅。2.2 時時鐘鐘信信號號發(fā)發(fā)生生器器 : 時鐘信號產(chǎn)生電路主要由555 定時器組成震蕩器，產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號，送到狀態(tài)產(chǎn)生電路，狀態(tài)產(chǎn)生電路根據(jù)需

8、要產(chǎn)生一定的 “0” 、 “1 ”信號，如圖：所以時間周期就是： t=c)2(7 . 021rr 4resetr4dc7q3gnd1vcc8tr2th6cv5u20555r3210kr3382kc40.1u2.3 系系統(tǒng)統(tǒng)電電路路的的編編碼碼，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)比比較較及及加加減減計計數(shù)數(shù)：d 觸發(fā)器鎖存 高電平信號時，把 高電平通過 q 端輸入編碼器 cd4532，從而編碼器開始編碼，編碼后的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)比較器74ls85，同步加減計數(shù)器cd40192 的輸出端的數(shù)據(jù)同時也輸入數(shù)據(jù)比較 器，通過比較后，數(shù)據(jù)比較器的輸出端，連接時鐘信號通過與非門電路，從而控制crvvcrtccccw2227 . 031

9、0320lncrrvvvvcrrtccccccccw)(7 . 03231ln)(21211d1d2d3d4d5d6a0a1a2b0b1b2a0a1a2dd7rableresetud010d111d212d313d41d52d63d74ei5q09q17q26eo15gs14u74532a010a112a213a315b09b111b214b31ab2qab4qab5u174hc85123u10:a4011564u10:b4011123u9:a4011121311u9:d4011d9q13clk11q12r10s8u4:b4013r1910kr2010k5了計數(shù)器的加減，實現(xiàn)了電梯的上升與下降

10、。b0b1b2dulea15b1c10d9load11clear14qa3qb2qc6qd7tcd13tcu12clku5clkd4u240192a7b1c2d6lt3bi4le/stb5qa13qb12qc11qd10qe9qf15qg14u34511三三、pcb 板板繪繪制制6四四、安安裝裝與與調(diào)調(diào)試試步步驟驟4.1 安安裝裝步步驟驟：按照系統(tǒng)總的電路圖，合理規(guī)劃電路總布局，盡量使電路連接簡單、明了。首先一個模塊一個模塊連接，連接好一個模塊，就檢測一個，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等，以防整體檢測時不必要的麻煩。整體連接完畢，進行調(diào)試，看是否和仿真結(jié)果相同。如有出入，仔細檢測電

11、路，查出問題所在。這樣不斷調(diào)試，直到達到預(yù)期結(jié)果。改進布線，力求精簡。4.2 調(diào)調(diào)試試步步驟驟 :打開電源開關(guān)，接通電源，觀察信號燈和數(shù)碼顯示管的變化。如有問題，首先檢查是否有電線松動，然后再調(diào)試其它部分。檢查信號燈和數(shù)碼顯示管是否有損壞。如果以上都們問題的話，此時應(yīng)該分成一個一個單元電路來調(diào)試，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等。7五五、故故障障分分析析與與電電路路改改進進5.1 故故障障分分析析：秒秒脈脈沖沖信信號號發(fā)發(fā)生生電電路路是是否否產(chǎn)產(chǎn)生生脈脈沖沖：把萬用表調(diào)到20v 電壓檔，萬用表負極接地，正極接555定時器 “3”針腳，芯片通電后，看電壓變化是否變化明顯，高電平大于 3

12、v，低電平小于0.4v。如果不能產(chǎn)生脈沖，檢測555定時器的引腳是否接對，電阻和電容是否接正確，如果不是這些問題，就通過換芯片，看是否是芯片的問題，如果芯片也沒問題，就檢測是不是電路板有問題。數(shù)數(shù)碼碼顯顯示示管管不不能能正正常常顯顯示示：看數(shù)碼管是怎樣顯示的，如果顯示亂碼，檢查譯碼芯片cd4511 是否接線正常，然后檢查各針腳對應(yīng)輸出是否正確，最后檢查數(shù)碼管接線是否正確。如果數(shù)碼管中某些段不亮，檢查接線是否正確，對應(yīng)針腳電壓是否變化。如果是某些段不滅也不完全亮，換一個數(shù)碼管試試。信信號號燈燈不不顯顯示示或或不不按按仿仿真真的的狀狀態(tài)態(tài)顯顯示示：檢查信號燈是否能發(fā)光，然后檢查信號燈接線處是否良好

13、，最后檢查接線是否按照狀態(tài)方程連接正確。數(shù)數(shù)碼碼顯顯示示管管與與信信號號燈燈配配合合有有問問題題：按下某樓層的開關(guān)時，信號燈亮，當數(shù)碼顯示管顯示到相應(yīng)的樓層時，信號燈熄滅。如果不是以上的結(jié)果，首先檢查jk 觸發(fā)器的管腳是否連接好以及是否正確。然后再檢查同步可加減計數(shù)器 cd40192 的管腳是否連接好以及是否正確。接著就是數(shù)據(jù)比較器 74ls85 以及編碼器 cd4532 的管腳連接正確與否。一步步檢查后，此問題便可解決。85.2 電電路路改改進進： 總體來說，我覺得我設(shè)計的這個簡易電梯控制系統(tǒng)電路已經(jīng)達到了最初的要求。簡潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的是只具備單請求功能，多個樓層的請求則不再

14、該設(shè)計的范圍，簡易電梯的電路設(shè)計還有待進一步的完善六六、總總結(jié)結(jié)與與體體會會數(shù)電課程設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實際問題 ,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.回顧起此次課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在短短的 幾個 星期內(nèi)，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次數(shù)電課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實

15、際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做數(shù)電課程設(shè)計，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 這次數(shù)電課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在 蔡老師的辛勤指導(dǎo)下，終于達到了預(yù)期的效果 。同時，在蔡老師的身上我學得到很多實用的知識?？傮w來說,這次實習我受益匪淺 .在摸索該如何設(shè)計程序使之實現(xiàn)所需功能的過程中,特9別有趣 ,培養(yǎng)了我的設(shè)計思維,增加了實際操作能力.在讓我體會到了設(shè)計的艱辛的同時,更讓我體會到成功的喜悅和快樂. 這次數(shù)電課程設(shè)計 ,雖然短暫但是

16、讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分析與設(shè)計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認識到，數(shù)字電路這門課程在科學發(fā)展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設(shè)計電路時，遇到很多不理解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思考。七七、附附錄錄（元元器器件件清清單單）同步十進制可加減計數(shù)器（cd40192） 1 個優(yōu)先編碼器（ cd4532） 2 個數(shù)據(jù)比較器（ 74ls85） 1 個雙 d 觸發(fā)器（ cd4013） 4 個譯碼器（ cd4511