东北 石 油 大 学 课 程 设 计
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| 课 程 电子线路综合课程设计 题 目 电梯控制电路 院 系 电子科学学院 专业班级 电信14-1班 学生姓名 张 欣 学生学号 140901140107 指导教师 吕秀丽
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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。 2.系统框图
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| file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif |
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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: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif 图3 输入,锁存图 (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: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif 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 (1)按照系统总的电路图,合理规划电路总布局,尽量使电路简单、明了。 (2)首先将模块进行连接,连接好一个模块,进行检测,包括芯片,电路板,及导线是否正确且接稳,以防整体检测时不必要的麻烦。 (3)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。 (4)改进布线,力求精简。 (5)调试步骤: 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。 (二)仿真结果 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg 图8仿真结果 (1)电梯上行 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif 图9 电梯上行电路图 电梯处于底层,点击高层按钮时,电梯会上升到相应楼层。 (2)电梯下行 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) 数量 | | | | | | | | R12, R11, R10, R9, R8, R7, R6 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | J9, J8, J7, J6, J1, J5, J4, J3, J2 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
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
课程名称 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 按期圆满的完成了规定的任务,难易程度和工作量符合教学要求,工作努力,遵守纪律,出勤率高,工作作风严谨,善于与他人合作。 | |
| | | 课程设计选题合理,计算过程简练准确,分析问题思路清晰,结构严谨,文理通顺,撰写规范,图表完备正确。 | |
| | | 工作中有创新意识,对前人工作有一些改进或有一定应用价值。 | |
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指导教师: 2016年 7 月 15 日
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