數(shù)電課程設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)教材

1、湖南工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱數(shù)字電子技術(shù)課題名稱簡(jiǎn)易電梯控制系統(tǒng)專業(yè)自動(dòng)化班級(jí)1081學(xué)號(hào)201013110111姓名羅超超指導(dǎo)教師龔志鵬2012年11月23日湖南工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)題 目：簡(jiǎn)易電梯控制系統(tǒng)專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化1081學(xué)生姓名：羅超超 學(xué)號(hào):11指導(dǎo)老師：龔志鵬審 批：任務(wù)書下達(dá)日期2012年11月19日星期一設(shè)計(jì)完成日期2012年11月23日 星期五設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求一. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、顯示方式：以LED數(shù)碼管形式顯示 0-3;2、 主要功能：一共有四層樓，樓層標(biāo)記用0-3表示，假設(shè)每次只有有一層樓有呼叫，按下呼叫按鈕后，呼叫樓層指示燈亮，電梯將從

2、當(dāng)前樓層運(yùn)行到呼叫樓層， 指示燈熄滅；3、超重報(bào)警：擋電梯超重時(shí)，報(bào)警燈亮，電梯拒絕運(yùn)行；4、系統(tǒng)復(fù)位：系統(tǒng)能手動(dòng)復(fù)位，復(fù)位后，電梯停在第O 層；5、其他功能（任選）二、設(shè)計(jì)要求：1、思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；2、單元電路設(shè)計(jì)，給出具體設(shè)計(jì)思路和電路；3、寫出設(shè)計(jì)報(bào)告；主要設(shè)計(jì)條件1 . 提供調(diào)試用實(shí)驗(yàn)室；2. 提供調(diào)試用實(shí)驗(yàn)箱和電路所需元件及芯片;3. 所用設(shè)備及元件需在設(shè)計(jì)后歸還。說明書格式1. 課程設(shè)計(jì)封面；2. 任務(wù)書；3. 說明書目錄；4. 設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖（總電路圖）5. 單元電路設(shè)計(jì)（各單元電路圖）；6. 安裝、調(diào)試步驟；7. 故障分析與電路改進(jìn)；&

3、; 總結(jié)與體會(huì)；9. 附錄（元器件清單）；10. 參考文獻(xiàn)；11. 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)分表；12. 設(shè)計(jì)報(bào)告采用16k紙打印；進(jìn)度安排第三周：星期一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；星期二星期五：總體電路設(shè)計(jì)和分電路設(shè)計(jì)，電路仿真，修改 方案；第四周：星期一星期二：電路設(shè)計(jì)，電路仿真，修改方案星期三：安裝、調(diào)試電路；星期四：驗(yàn)收電路，整理實(shí)驗(yàn)室及其它事情，寫設(shè)計(jì)報(bào)告，打 印相關(guān)圖紙；星期五：答辯；參考文獻(xiàn)1、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)高等教育出版社馬建國(guó)主編2、 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試（第二版）華中理工大學(xué)出版社謝自美主編3、 新型集成電路的應(yīng)用 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)華中理工大學(xué)出版社梁宗善主編3、現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)

4、械工業(yè)出版社李榮良主編數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作科學(xué)出版社湯山俊夫著目錄一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖 81.1設(shè)計(jì)方案： 81.2設(shè)計(jì)原理：81.3系統(tǒng)總電路圖：9二、單元電路的設(shè)計(jì)102.1信號(hào)的輸入，鎖存及顯示： 102.2控制編碼發(fā)生器：112.3系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計(jì)數(shù)： 12三、安裝與調(diào)試步驟133.1安裝步驟：133.2調(diào)試步驟： 13四、故障分析與電路改進(jìn) 144.1故障分析：14秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖： 14數(shù)碼顯示管不能正常顯示： 14信號(hào)燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示： 144.2電路改進(jìn)：15五、總結(jié)與體會(huì) 15六、附錄（元器件清單）16、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)

5、框圖1.1設(shè)計(jì)方案：系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)是由函數(shù)發(fā)生器發(fā)生。時(shí)鐘信號(hào)通 過一定與門和與非門輸入同步加減計(jì)數(shù)器74LS192N，控制其加 減計(jì)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(hào)燈的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的核心電路是由編碼器74LS148N ，數(shù)據(jù)比較器 74LS85，同步可加減計(jì)數(shù)器74LS192N，與一定的門電路組成， 實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的上升和下降的控制。1.2設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)的信號(hào)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(shí)，給了一個(gè)高電平觸發(fā)信號(hào)輸入給D 觸發(fā)器使其鎖存高電平信號(hào)，從而使信號(hào)燈一直亮直到信號(hào)結(jié) 束。系統(tǒng)的核心部分是由編碼器74LS148N ，數(shù)據(jù)比較

6、器 74LS85，同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192N ，譯碼器CD4511 和一定的門電路組成。按下開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生的高電平信號(hào)由D觸 發(fā)器傳給74LS148N編碼器，產(chǎn)生后的編碼輸入74LS85數(shù)據(jù)比 較器，通過與74LS192N 輸出編碼比較，產(chǎn)生的信號(hào)再連接時(shí)鐘信號(hào)通過一定的門電路輸入74LS192N計(jì)數(shù)器，控制計(jì)數(shù)器 的加減，從而實(shí)現(xiàn)電梯的上升與下降。1.3系統(tǒng)總電路圖：IBI8 ! ! ! BJ I- ! ! *JfA孔E劇ru -Q卜>«p馳觀 - M - W -COilBlM帥如 瀚. JJ-TTi1 a - 7ILS148II口 口 ” 口口 誹口口H -仙-S

7、-&_v 74Ln v i¥CE-M1Bi'* Al眇-Al'M'，葉昕，EDHI-i I- 1EL腳曲it敢 邙-4?*iI1 JB1 ? - B.Y*A-F 屮證 kr* IM ML- ic BLBn"U11A：:741 soon : *_U44B:74LSQ0D：:二、單元電路的設(shè)計(jì)2.1信號(hào)的輸入，鎖存及顯示:該單元電路如下圖所示：將D觸發(fā)器的Q非端與D端相連組成T觸發(fā)器，當(dāng)時(shí)鐘輸入端CLK輸 入高點(diǎn)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(hào)，Q端輸出 低電平，LED燈熄滅。2.2控制編碼發(fā)生器：N1482-Vcctw2 = R

8、2C In 10-3血= 0.7RC2.3系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計(jì)數(shù):胡 m1!£$uumm+UTtt » h kADH -CJ ._oo敘-tt-ff-waff lAl'55rflA-打廠說lok4.»il-mKMB5-Rly-mlw-71L-fttu花農(nóng)苗tssz lA2B-l?iA-*i:!Yi®F HD觸發(fā)器鎖存高電平信號(hào)時(shí)，把高電平通過Q端輸 入編碼器74LS148N，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(jì)數(shù)器74LS192N 的輸出端的數(shù) 據(jù)同時(shí)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

9、， 連接時(shí)鐘信號(hào)通過與非門電路，從而控制了計(jì)數(shù)器的加減，實(shí) 現(xiàn)了電梯的上升與下降。復(fù)位開關(guān)設(shè)置與74LS192 的14號(hào) "CLR"管腳，另一端用一高低電平控制。三、安裝與調(diào)試步驟3.1安裝步驟：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(jiǎn)單、明了。首先一個(gè)模塊一個(gè)模塊連接，連接好一個(gè)模塊，就檢測(cè) 一個(gè)，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(cè)時(shí)不必要的麻煩。整體連接完畢，進(jìn)行調(diào)試，看是否和仿真結(jié)果相同。如 有出入，仔細(xì)檢測(cè)電路，查出問題所在。這樣不斷調(diào)試，直到 達(dá)到預(yù)期結(jié)果。改進(jìn)布線，力求精簡(jiǎn)。3.2調(diào)試步驟：打開電源開關(guān)，接通電源，觀察信

10、號(hào)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(dòng)，然后再調(diào)試其它 部分。檢查信號(hào)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(shí)應(yīng)該分成一個(gè)一個(gè)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。四、故障分析與電路改進(jìn)4.1故障分析：秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖：把萬(wàn)用表調(diào)到5V電壓檔，萬(wàn)用表負(fù)極接地，正極接74LS00 管腳“ 1 ”針腳，芯片通電后，看電壓變化是否變化明顯，高電 平大于3V ,低電平小于0.4V。如果不能產(chǎn)生脈沖，檢測(cè)74LS00 管腳是否接對(duì)，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(cè)是

11、不是電路板有問題。數(shù)碼顯示管不能正常顯示：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(duì)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(duì)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(gè)數(shù)碼管試試。信號(hào)燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示：檢查信號(hào)燈是否能發(fā)光，然后檢查信號(hào)燈接線處是否良好， 最后檢查接線是否按照狀態(tài)方程連接正確。數(shù)碼顯示管與信號(hào)燈配合有問題：按下某樓層的開關(guān)時(shí)，信號(hào)燈亮，當(dāng)數(shù)碼顯示管顯示到相 應(yīng)的樓層時(shí)，信號(hào)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

12、再檢查同步可加 減計(jì)數(shù)器74LS192N 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74LS148N的管腳連接正確與 否。一步步檢查后，此問題便可解決。4.2電路改進(jìn)：總體來說，我覺得我設(shè)計(jì)的這個(gè)簡(jiǎn)易電梯控制系統(tǒng)電路已 經(jīng)達(dá)到了最初的要求。簡(jiǎn)潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的 是只具備單請(qǐng)求功能，多個(gè)樓層的請(qǐng)求則不再該設(shè)計(jì)的范圍， 簡(jiǎn)易電梯的電路設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步的完善五、總結(jié)與體會(huì)數(shù)電課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出， 分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí) 際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今 我仍感慨頗多，的確，

13、從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在短短 的幾個(gè)星期內(nèi)，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多 的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到 了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次數(shù)電課程設(shè)計(jì) 使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論 中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在設(shè)計(jì)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(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè) 計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解 得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)終于順利完成了

14、，在設(shè)計(jì)中遇到了很多 問題，最后在龔老師的辛勤指導(dǎo)下，終于達(dá)到了預(yù)期的效果。 同時(shí)，在龔老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)?？傮w來說， 這次實(shí)習(xí)我受益匪淺.在摸索該如何設(shè)計(jì)程序使之實(shí)現(xiàn)所需功 能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操 作能力.在讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)的艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功 的喜悅和快樂.這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)，雖然短暫但是讓我得到多 方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們?cè)谶壿嬰?路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對(duì)組合邏輯電 路與時(shí)序邏輯電路的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增進(jìn)了對(duì)一些常見邏輯器件 的了解。另外，我們還更加充分的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字電路這門課程 在科學(xué)發(fā)展中的至關(guān)重要性2,查閱參考書的獨(dú)立思考的能力以 及培養(yǎng)非常重要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，遇到很多不理解的東西， 有的我們通過查閱參