數(shù)字電子技術(shù)課設(shè)

1、摘要本文介紹了通過識(shí)別溫度控制冷暖風(fēng)機(jī)工作的數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)，連接，仿真。該電路采用組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路相結(jié)合，集成電路與分立元件相結(jié)合的方法，將檢測(cè)到的溫度以二進(jìn)制方式輸入組合電路中控制風(fēng)機(jī)工作，由時(shí)序電路來定時(shí)和維持信號(hào)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的調(diào)控。該電路高度自動(dòng)化，一旦啟動(dòng)，就會(huì)自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)到的溫度控制風(fēng)機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)將溫度控制在某個(gè)范圍中。關(guān)鍵詞：組合電路；時(shí)序電路；二進(jìn)制；自動(dòng)化3AbstractThis paper introduces the design, digital logic circuit to control heating and cooling fan work

2、by identifying the temperature of the connection, simulation. The circuit uses combinational logic circuit and sequential logic circuit combination method, integrated circuits and discrete components combination, the detected temperature input in binary mode combination circuit to control the fan by

3、 the timing circuit, timing and maintain the signal to control the temperature. The circuit is highly automated, once started, automatic identification can control the fan working temperature is detected, the temperature control in a certain range.Keywords: combinational circuit; timing circuit; bin

4、ary; automation5目 錄一 設(shè)計(jì)內(nèi)容1二 原理框圖1三 電路組成及工作原理21 單元電路設(shè)計(jì)：2（1）溫度控制器2（2）計(jì)時(shí)器4(3) SR鎖存器52 總電路6四 仿真電路7五 設(shè)計(jì)中遇到的主要問題13六 設(shè)計(jì)所需儀器及設(shè)備15七 結(jié)論與體會(huì)15八 參考文獻(xiàn)16一 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制邏輯電路，其輸入為四位二進(jìn)制數(shù)A.B.C.D，代表檢測(cè)到的溫度。輸出為X和Y,分別用來控制暖風(fēng)機(jī)和冷風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)。當(dāng)溫度低于5時(shí)，暖風(fēng)機(jī)工作，冷風(fēng)機(jī)不工作，工作60分鐘后自動(dòng)關(guān)機(jī)；當(dāng)溫度高于10時(shí)，冷風(fēng)機(jī)工作，暖風(fēng)機(jī)不工作，工作60分鐘后自動(dòng)關(guān)機(jī)；都溫度介于5和10之間時(shí)，暖風(fēng)機(jī)和冷風(fēng)機(jī)都不工作

5、。設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。二 原理框圖反饋路線1反饋路線2計(jì)時(shí)器溫度控制器輸入輸出整個(gè)裝置處于運(yùn)行狀態(tài)，輸入溫度后，風(fēng)機(jī)開始工作，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，反饋路線1反饋回風(fēng)機(jī)工作信號(hào)，鎖死溫度控制器，在計(jì)時(shí)過程中，溫度變化后不改變輸出狀態(tài)。當(dāng)60分鐘過后，反饋路線2反饋回計(jì)時(shí)截止信號(hào)，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，反饋路線1反饋回風(fēng)機(jī)停止信號(hào)，溫度控制器解鎖，識(shí)別此時(shí)的輸入溫度，進(jìn)入下一個(gè)工作狀態(tài)。當(dāng)冷暖風(fēng)機(jī)都不工作時(shí)，計(jì)時(shí)器不計(jì)時(shí)，溫度控制器開通。三 電路組成及工作原理1 單元電路設(shè)計(jì)：（1）溫度控制器由設(shè)計(jì)內(nèi)容得真值表如下：輸入輸出ABCDXY000010000110001010001110010010

6、010100011000011100100000100100101000101101110001110101111001111101邏輯表達(dá)式如下：X=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD=m0+m1+m2+m3+m4=(m0m1m2m3m4)Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD=m11+m12+m13+m14+m15=(m11m12m13m14m15)用兩片3線8線譯碼器74HC138組成4線16線譯碼器來實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能，電路圖如下：（2）計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)功能有兩種方式可供選擇，一種是555定時(shí)器的單穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，一種是計(jì)數(shù)器，在這里選擇計(jì)數(shù)器，在N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)下

7、，給予一個(gè)周期為T的脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過N×T時(shí)間后，計(jì)數(shù)截止?，F(xiàn)在需要計(jì)時(shí)60分鐘，計(jì)數(shù)器進(jìn)制越大，脈沖周期越短，計(jì)時(shí)越精確。在這里選用由兩片16進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成的240進(jìn)制計(jì)數(shù)器和周期為15s，頻率為0.07Hz的脈沖來實(shí)現(xiàn)。電路圖如下：(3) SR鎖存器在該溫度控制裝置中，當(dāng)任一風(fēng)機(jī)工作時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)過程中，向譯碼器中輸入任意四位二進(jìn)制數(shù)不改變風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，譯碼器輸出端必須被全部鎖定在高電頻狀態(tài)，同時(shí)，原有的輸出信號(hào)也隨之消失。因此，在該過程中必須使用SR鎖存器保持原有信號(hào)直到計(jì)時(shí)截止，譯碼器開通。電路圖如下：特性表SDRDQQ*00000011100110

8、1101000110110不定111不定2 總電路當(dāng)冷暖風(fēng)機(jī)都不工作時(shí)，計(jì)數(shù)器始終處于清零狀態(tài)，進(jìn)位輸出端輸出“0”，SD,RD輸入“0”，鎖存器保持原有信號(hào)，譯碼器開通。向譯碼器輸入“0000”，暖風(fēng)機(jī)開始工作，譯碼器被鎖在高電平，計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)過程中，進(jìn)位輸出端輸出“0”，鎖存器置1保持原有信號(hào)，向譯碼器輸入“1111”，暖風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作。當(dāng)進(jìn)位輸出端輸出“1”時(shí)，鎖存器狀態(tài)不定，暖風(fēng)機(jī)停止工作，計(jì)數(shù)器清零，譯碼器開通，識(shí)別此時(shí)輸入溫度為“1111”，冷風(fēng)機(jī)開始工作，整個(gè)裝置開始下一循環(huán)。當(dāng)在風(fēng)機(jī)工作時(shí)輸入“0110”時(shí)，風(fēng)機(jī)停運(yùn)識(shí)別溫度后，冷暖風(fēng)機(jī)都不工作。四 仿真電路1 輸入“00

9、00”，暖風(fēng)機(jī)指示燈亮。2 計(jì)時(shí)過程中，輸入“1111”，暖風(fēng)機(jī)指示燈仍亮。3 計(jì)時(shí)截止后，冷風(fēng)機(jī)指示燈亮。4 輸入“0110”，冷風(fēng)機(jī)指示燈仍亮。5 計(jì)時(shí)截止后，兩燈都滅。五 設(shè)計(jì)中遇到的主要問題1 如圖所示，譯碼器只鎖住了第一片，沒有完全鎖住第二片，第二片的S1端接到了二進(jìn)制數(shù)輸入端，當(dāng)該輸入端輸入“1”時(shí)，譯碼器仍處于譯碼狀態(tài)，達(dá)不到設(shè)計(jì)目的。修改后：2 設(shè)計(jì)電路有缺陷，第一次設(shè)計(jì)的電路如下圖所示，該電路有以下問題：（1） 當(dāng)計(jì)時(shí)截止，風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，脈沖被鎖死，進(jìn)位輸出端停留在“1”狀態(tài)不變，再一次輸入任何溫度，輸出的X和Y都保持在低電平，必須手動(dòng)重啟裝置，計(jì)數(shù)器才會(huì)清零，再一次識(shí)別溫度后進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，不符題意。（2） 在計(jì)時(shí)過程中，改變輸入狀態(tài)，輸出狀態(tài)也隨之改變。修改思路：（1） 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)，鎖死譯碼器，計(jì)數(shù)器清零時(shí)，開通譯碼器。（2） 譯碼器被鎖死后，要保持原有輸出狀態(tài)直到計(jì)時(shí)截止。六 設(shè)計(jì)所需儀器及設(shè)備儀器名稱型號(hào)數(shù)量3線8線譯碼器74HC138216進(jìn)制計(jì)數(shù)器741612SR鎖存器2TTL門電路若干導(dǎo)線若干脈沖發(fā)生器15v交流電源1七 結(jié)論與體會(huì)1 該電路完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別外界溫度控制風(fēng)機(jī)工作以及風(fēng)機(jī)工作過程中溫度的變化不會(huì)改變其運(yùn)行狀態(tài)。2 在時(shí)間的控制上有一定的誤差，該誤差在可接受范圍內(nèi)。3 深刻體