電磁爐控制器課程設計說明書

1、燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書燕山大學課 程 設 計 說 明 書題目： 電磁爐控制器 學院（系）： 年級專業(yè)： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 學 號學生姓名專業(yè)（班級）設計題目電磁爐控制器設計技術參數 電磁爐有從低溫到高溫有5個檔，其中1表示最低溫，5表示最高溫電磁爐還具有定時功能，可以手動輸入定時時間，最高可定時9分鐘，定時結束蜂鳴5秒。設計要求 用數碼管顯示溫度檔1-5和定時時間 用3個撥碼開關輸入定時時間，用撥碼開關（個數可自選）控制高溫、低溫 用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴工作量學會使用ma

2、x+plusii軟件和實驗箱；獨立完成電路設計，編程下載、連接電路和調試；參加答辯并書寫任務書。工作計劃1. 了解eda的基本知識，學習使用軟件max+plusii，下發(fā)任務書，開始電路設計；2. 學習使用實驗箱，繼續(xù)電路設計；3. 完成電路設計；4. 編程下載、連接電路、調試和驗收；5. 答辯并書寫任務書。參考資料數字電子技術基礎.閻石主編.高等教育出版社.eda課程設計b指導書.指導教師簽字 基層教學單位主任簽字金海龍說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。年 月 日 目 錄第一章 摘要1 1. 關于eda1 2. 關于mus+plus ii1第二章 設計思路2 1.

3、 控溫靜態(tài)數碼管顯示2 2. 定時功能的實現 4 2.1 74168譯碼器 4 2.1.1 74168 4 2.1.2 74160 5 2.2 邏輯門電路 6 2.3 秒計時的設計 7 2.4 分鐘定時器的設計7 2.5蜂鳴部分的設計8 2.6定時器總體電路設計 9 3. 總體電路設計10第三章 管腳鎖定及硬件連接12 3.1 管腳鎖定 12 3.2 硬件連接 13第四章 總結14參考文獻15 第一章 摘要1.關于edaeda是電子設計自動化（electronic design automation）的縮寫，在20世紀90年代初從計算機輔助設計（cad）、計算機輔助制造（cam）、計算機輔助測

4、試（cat）和計算機輔助工程（cae）的概念發(fā)展而來的。eda技術就是以計算機為工具，設計者在eda軟件平臺上，用硬件描述語言hdl完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。eda技術的出現，極大地提高了電路設計的效率和可操作性，減輕了設計者的勞動強度。2.關于mus+plus iimus+plus ii開發(fā)系統(tǒng)是由美國altera公司自行設計的cad軟件平臺，是eda的開發(fā)系統(tǒng)，具有易學易用的特點。mus+plus ii的全稱是multiple array matrix and progr

5、ammable logic user system,該系統(tǒng)將數字電路設計集成在一個環(huán)境內，允許多種輸入設計邏輯文件，經過系統(tǒng)編譯、綜合等操作，對設計功能模擬，對數字電路的設計實現模擬分析，延長時間分析，編譯，最后將編譯好的電路分配到一個或多個器件中。 第二章 設計思路課程設計要求：設計一個電磁爐控制器，電磁爐有從低溫到高溫有5個檔，其中1表示最低溫，5表示最高溫，電磁爐還具有定時功能，最高定時九分鐘，定時結束時，蜂鳴5秒，用1個2位段控靜態(tài)數碼管顯示溫度檔1-5，用3個數碼管顯示定時時間，用3個撥碼開關控制高溫、低溫，用4個撥碼開關控制定時時間，用蜂鳴器發(fā)出蜂鳴。根據以上設計要求，對應兩種顯示

6、方式，應分為兩大部分：控溫靜態(tài)數碼管顯示、定時功能的實現。1.控溫靜態(tài)數碼管顯示靜態(tài)數碼管顯示中用三個撥碼開關控制，當輸入k3k2k1時數碼管作出相應顯示，除了1-5之外的狀態(tài)則不顯示。靜態(tài)數碼管需要顯示5個數，原理主要是bcd碼顯示，二進制數一一對應，并且要求顯示1-5檔，其余狀態(tài)不顯示，輸出為七個，對應數碼管七個可發(fā)光的線段，輸入為三個撥碼開關，通過相應的邏輯電路來實現要求。 其真值表如下： input output k3k2k1abcdefg00011111110011001111010001001001100001101001001100101010010011011111111111

7、111111 根據真值表可得： oa=（a2a1+a2a1a0） ob=(a2a1a0+a2a0+a2a1) oc=(a2a1+a2a0) od=a2a1a0+a2a1 oe=（a2a1a0） of=（a2a1） og=（a2a1+a2a1）通過上述邏輯式選取芯片連接可得出電路圖： 為了驗證電路圖是否連接正確，可已通過仿真來觀察其波形圖，是否與真值表一一對應，其波形圖如下： 確認無誤后，將此模塊封裝。 溫度控制模塊2.定時功能的實現表示分鐘的定時器與表示秒的計時器電路相連，將60進制減法計數器與10制減法計數器進行恰當合理的級聯，就構成了九分鐘以內計數器模塊。由74168的工作特性我們知道，當

8、ent或enp其中的一個為高電平時，計數器就會開始它的保持功能。要想讓它在結束了9分鐘以內的計數后讓它停止計數工作，那么我們就得想辦法去控制它的ent或enp端在結束了9分鐘以內計數后就保持在高電平。三片74168輸出都為0的狀態(tài)信號作為輸入控制信號，由一片或非門將輸入信號轉變?yōu)楦唠娖剑賹⒏唠娖浇拥饺?4168的enp端，這樣，當計數器進行完9分鐘以內倒計時工作后就自然而然地保持在了0000的狀態(tài)而不再計數。2.1 課設需用芯片1. 74138 本設計要求數碼管上顯示時間， 有自己設定的時間開始，到0：00停止，具有啟動功能，可確定由同步十進制加/減計數器74168的級聯來實現此功能。 同

9、步十進制加/減計數器74168的真值表： 通過觀察真值表可知當ldn為低電平時，計數器為置數功能，ldn端為高平時，并且entn與enpn同時為低電平，u/dn為高電平時器件開始加法計數，ldn端為高平時，entn與enpn同時為低電平，并且u/dn為低電平時開始減法計數。用低位器件的借位端控制高位的開始計數是這一課程設計的主要思路。74168實現自減功能是從9計到0時再進行下一輪計數，即從1001減至0000停止。 2. 74160 用一片74160芯片構成的置零功能的五進制加法計數器，原理是將分鐘和秒計數器輸出經過與門，再經反相器后送到控制端ldn，使芯片工作在置零狀態(tài)，通過進位輸出控制蜂

10、鳴器是否工作。 74160真值表如下 2.2邏輯門電路邏輯門電路通過邏輯門去對各個信號進行編譯后控制電路 組合邏輯電路控制個位輸入在09之間2.3 秒計時的設計秒計時的60進制設計電路圖如下所示，顯示為59-00.為了驗證電路圖是否連接正確，可已通過仿真來觀察其波形圖是否符合設計要求，其波形圖如下：如圖所示，當輸入控制端為低電平時，計數器為置數，則表示秒得十位顯示為5，表示個位的顯示9，控制端輸入低電平置數后，輸入高電平使計數器計數，即個位上顯示為又9遞減到0，再又0變?yōu)?時有向十位借位，用一個四輸入的或門實現這一功能，只有當輸入全為零時或門的輸出端才為全零，74168的使能端為低電平有效，此

11、時高位信號進行一次減法計數工作。如此反復，實現60進制減法計數器的功能。2.4 分鐘定時器的設計分鐘定時功能用四位撥碼開關和組合邏輯電路與10制減法計數器組合后實現。定時用四位撥碼開關和組合邏輯電路控制個位輸入在09之間，通過組合邏輯電路后，當輸入的定時時間個位大于9，輸入的數都變成了0。10制減法計數器的工作原理與表示秒得60進制減法計數器的工作原理相同。為了驗證電路圖是否連接正確，可已通過仿真來觀察其波形圖是否符合設計要求，其波形圖如下： 此時定時為六分鐘 2.5蜂鳴部分的設計 蜂鳴5秒，即在蜂鳴器前加一個十進制計數器，當計數到5時，蜂鳴停止。原理圖如下圖：結束時刻仿真波形圖如下：2.6定

12、時器總體電路設計圖如下所示 結束時前一分鐘仿真波形圖如下 結束時前30秒分仿真波形圖如下 確認無誤后，將此模塊封裝。 封裝后的定時器 3.總體電路設計 開始時刻仿真波形圖如下： 結束時刻仿真圖如下; 第三章.管腳鎖定及硬件連接 1. 管腳鎖定管腳名及作用管腳鎖定號1t撥碼開關392t撥碼開關403t撥碼開關41d0撥碼開關44d1撥碼開關45d2撥碼開關46d3撥碼開關47 ldn撥碼開關53clk提供時鐘脈沖75a輸入數碼管25b輸入數碼管26c輸入數碼管27d輸入數碼管28e輸入數碼管29f輸入數碼管30h輸入數碼管31z4輸入數碼管37gs1輸入數碼管127gs2輸入數碼管128gs3輸

13、入數碼管131gs4輸入數碼管132ss1輸入數碼管133ss2輸入數碼管134ss3輸入數碼管135ss4輸入數碼管136mz1輸入數碼管139mz2輸入數碼管140mz3輸入數碼管141mz4輸入數碼管142z1輸入數碼管94z2輸入數碼管95z3輸入數碼管96fmq輸入buuzer382. 硬件連接將實驗箱電源接好，再用傳輸線將實驗箱與電腦連接好，將1hz的時鐘信號即clk的21孔與芯片的75孔用細導線連接即可，其中21孔為1hz脈沖發(fā)出孔，75孔為鎖定的clk脈沖接入孔。 第四章. 總結 此次課設我設計了整整三天，我的設計不是最早完成，但是我一次就實現了所有的設計要求，因此對本次課設還

14、是比較滿意的，下面是我的一些體會： 在設計開始時，要做一個總體設計思想，以便于設計的總體框架的設計完成。在課設過程中，要多了解一些注意的事項，以避免一部分不必要的錯誤；如果遇到問題要冷靜思考，按部就班的分析自己的設計，切勿急躁。有時靈感來自于與老師和同學的交流，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路，因此要重視與別人的交流；另外，現如今網絡技術很很發(fā)達，要學會從網絡中吸取他人的精華來擴充自己的知識幫助自己完成課設?？傊诒敬蝒da課設中，使我加深了對各種芯片的理解及運用，也學到了很多eda的設計方法及過程。 在大學期間很少有動手實際操作的機會，在課設期間有很多不懂的知識，有些通過自主上網查詢或查閱資料得到解決；課設過程中也多次咨詢老師和同學，獲益匪淺，非常感謝！在此著重感謝一下鄭老師，期間我問了很多問題，鄭老師都耐心給予了解答，尤其是最后定時功能的設計受挫時，經過鄭老師的解答后，我放棄了原方案重新進行了設計，最后得以完成了課設。 最后恭祝各位指導老師工作順心如意，生活萬事如意！ 參考文獻1.數字電子技術基礎.閻石主編.高等教育出版社.2.eda課程設計b指導書. 燕山大學課程設計評審意見表指導教師評語：該生學習態(tài)度