电梯控制电路 课程设计

东北 石 油 大 学

课  程  设  计

2016年7月14日

东北石油大学课程设计任务书

课程                       电子线路综合课程设计

题目                          电梯控制电路

专业 电信  姓名张欣学号  140901140107        

主要内容、基本要求、主要参考资料等

主要内容：

设计一个简易4层电梯控制电路。

基本要求：

1. 观察电梯的工作过程，描述出所设计电梯控制电路的逻辑功能；

2. 电梯升降一层所需时间可自行设计；

3. 能记忆电梯内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至执行后消失；

4. 采用Multisim软件进行仿真，验证和完善设计方案；

5. 按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。

主要参考资料：

[1]阎石. 数字电子技术基础(第五版) [M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]陈明义. 电子技术课程设计实用教程(第3版) [M]. 长沙：中南大学出版社，2010.

[3]高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.

完成期限 2016年7月14日

指导教师

专业负责人

2016 年 7 月 5 日

一、  任务技术指标

1、电梯升降一层所需时间为5秒。

    2、当有外呼信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3s后自动关门。

    3、当有内呼信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3s后自动关门。

    4、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。

二、总体设计思想

1.基本原理

   ⑴系统的信号灯控制部分是由开关和JK触发器构成，开关先接高电平，按下开关时，给了一个低电平触发信号输入给JK触发器使其锁存低电平信号，从而使信号灯一直亮直到信号结束。

   ⑵系统的核心部分是由编码器74LS148，数据比较器74LS85，同步十进制可逆计数器74 LS192,译码器74LS48和一定的门电路组成。按下开关时，产生的低电平信号由JK触发器传给74LS148编码器，产生后的编码输入74LS85数据比较器，通过与74LS192输出的数比较，产生的信号再连接时钟信号通过一定的门电路输入74LS192计数器，控制计数器的加减，从而实现电梯的上升与下降。

   ⑶系统的时钟信号是由555定时器接成的多谐振荡器。时钟信号通过一定与门和与非门输入计数器74LS192，控制其加减计数。

                              图1 系统框图

三、具体设计

1.总体设计电路

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif

                      图2 四层电梯总电路图

2.模块设计

（1）输入模块：

器件组成：74LS74（双D触发器），

功能说明：此D触发器为上升沿触发器，通过脉冲发生器产生一定时间的脉冲作为CP端输入。将每个D触发器的D端与Q’端相连构成T’触发器。 将四个T’触发器的清零端相连可实现复位，接控制电路的比较器输出。四个S端连触发信号。

电路图如图3所示：

（2）比较模块：

时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0” 、“1 ”信号，如图：

                    图4时钟信号电路图

所以时间周期就是 T=file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gifC,通过调节电位器R4可以改变电梯运行时间

（3）计数模块：

D触发器锁存低电平信号时，把低电平通过Q端输入编码器（74LS148），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（74LS192）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。如5图所示

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif

                    图6加减计数电路图

（4）显示模块：

译码显示电路采用74ls48译码和七段共阴数码管组成，电路如下所示file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif

                   图7  译码显示电路图

3.仿真及仿真结果分析

（一）仿真

a.打开电源开关，接通电源，观察信号灯和数码显示管的变化。

b.如有问题，首先检查是否有电线松动，然后再调试其它部分。

c.检查信号灯和数码显示管是否有损坏。

d.如果以上都有问题，此时应该分成一个一个单元电路进行调试，包括芯片，电路板，及导线是否接正确且接稳等。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg

                                 图8仿真结果

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif

                               图10电梯下行电路图

    电梯处于底层，点击高层按钮时，电梯会上升到相应楼层。

（3）结果分析

总体来说，这个电路简洁明了，功能模块清楚。唯一不妥的是开关模块这部分操作比较复杂，应该与实际电梯上的开关模块靠近，可使电路更简洁，操作更方便，而且不容易出错。此外，各方面的一些问题有待探讨和改进。

四、结论

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。

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。3，相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，比如电路设计中的分频器的设计，开始并不理解分频器的原理，但是和其他的专业同学讨论后，理解了分频器的基本原理后，很快的设计了电路原理图。

五、附录（元器件清单）

参考文献

     [1] 阎石. 数字电子技术基础(第五版) [M].北京：高等教育出版社，2008.

     [2] 陈明义. 电子技术课程设计实用教程(第3版) [M]. 长沙：中南大学出版社，2010.

     [3] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]马建国.电子系统设计[M].北京：高等教育出版社

[5]谢自美. 电子线路设计、实验、测试（第3版）[M] 华中理工大学出版社

[6]梁宗善.新型集成电路的应用[M] 华中理工大学出版社

东北石油大学课程设计成绩评价表

指导教师：                                               2016年 7 月 15 日