電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障檢測(cè)報(bào)警電路制作

1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的制作目 錄學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目要求項(xiàng)目引導(dǎo)項(xiàng)目學(xué)習(xí)制作指導(dǎo)項(xiàng)目驗(yàn)收學(xué)習(xí)目標(biāo) 能借助資料讀懂常用中規(guī)模集成電路（MSI）產(chǎn)品的型號(hào)，明確各引腳功能。 能完成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的制作。 會(huì)用中規(guī)模集成電路（MSI）設(shè)計(jì)組合邏輯電路。知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)能力目標(biāo) 了解數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器等中規(guī)模邏輯器件的邏輯功能和主要用途；熟悉數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器的基本應(yīng)用；初步掌握用中規(guī)模集成電路（MSI）設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法；了解大規(guī)模集成組合邏輯電路的結(jié)構(gòu)和工作原理。項(xiàng)目要求 某車間有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作，監(jiān)測(cè)電路對(duì)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用發(fā)光二極管顯示檢測(cè)結(jié)果：（1）

2、綠色發(fā)光二極管亮。表示3臺(tái)電動(dòng)機(jī)都正常工作。（2）黃色發(fā)光二極管亮。表示有1臺(tái)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。（3）紅色發(fā)光二極管亮。表示有2臺(tái)以上電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。制作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路要求：項(xiàng)目引導(dǎo)（1）小組制訂工作計(jì)劃。（2）識(shí)別電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路原理圖，明確元器件連接和電路連線。（3）畫出電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的安裝布線圖。（4）完成電路所需元器件的購(gòu)買與檢測(cè)。（5）根據(jù)安裝布線圖制作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路。（6）完成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的功能檢測(cè)和故障排除。（7）通過小組討論完成電路的詳細(xì)分析及編寫項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告。虛擬工作室虛擬工作室電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路圖項(xiàng)目學(xué)習(xí)知識(shí)

3、鏈接 數(shù)據(jù)選擇器與數(shù)據(jù)分配器知識(shí)拓展 大規(guī)模集成組合邏輯電路一、數(shù)據(jù)選擇器 在多路數(shù)據(jù)傳輸過程中，經(jīng)常需要將其中一路信號(hào)挑選出來(lái)進(jìn)行傳輸，這就需要用到數(shù)據(jù)選擇器。 在數(shù)據(jù)選擇器中，通常用地址輸入信號(hào)來(lái)完成挑選數(shù)據(jù)的任務(wù)。如一個(gè)4選1的數(shù)據(jù)選擇器，應(yīng)有2個(gè)地址輸入端，它共有22=4種不同的組合，每一種組合可選擇對(duì)應(yīng)的一路輸入數(shù)據(jù)輸出。同理，對(duì)一個(gè)8選1的數(shù)據(jù)選擇器，應(yīng)有3個(gè)地址輸入端。其余類推。根據(jù)地址碼的要求，從多路輸入信號(hào)中選擇其中一路輸出的電路。又稱多路選擇器或多路開關(guān)。D0YD1D2D3例如：4選1數(shù)據(jù)選擇器工作示意圖A1A0多路輸入地址碼輸入10Y=D1D1常用2選1、4選1、8選1和

4、16選1等數(shù)據(jù)選擇器。 數(shù)據(jù)選擇器的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)N與地址碼個(gè)數(shù)n的關(guān)系為：N = 2n一路輸出知識(shí)鏈接 數(shù)據(jù)選擇器與數(shù)據(jù)分配器* 選數(shù)據(jù)選擇器74LS15174LS151互補(bǔ)輸出端使能端，低電平有效74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1Y 74LS15174LS151的邏輯功能示意圖 STY地址信號(hào)輸入端8 路數(shù)據(jù)輸入端74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1STYY 74LS151邏輯功能示意圖 ST = 1 時(shí)時(shí)禁止數(shù)據(jù)選擇器工作8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151 真值表 D7D71110D6D60110D5D51010D4D40010D3D311

5、00D2D20100D1D11000D0D00000101YYA0A1A2ST輸輸 出出輸入輸入因?yàn)槿粢驗(yàn)槿鬉2A1A0=000，則，則因?yàn)槿粢驗(yàn)槿鬉2A1A0=010，則，則Y=D0Y=D2D7D71110D6D60110D5D51010D4D40010D3D31100D2D20100D1D11000D0D00000101YYA0A1A2ST輸輸 出出輸入輸入1 00 00 00 00 01 00 00 0Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7Y = A2A1A0

6、D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7 = m0D0+ m1D1+m2D2+ m3D3+ m4D4+m5D5+ m6D6+ m7D774LS151 輸出函數(shù)表達(dá)式集成8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151引腳圖 16 15 14 13 12 11 10 974LS151 1 2 3 4 5 6 7 8VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y Y S GND?？偸堑扔谡摰刂反a是什么，時(shí)，選擇器被禁止，無(wú)01YS 70012701210120iiimDAAADAA

7、ADAAADY70012701210120iiimDAAADAAADAAADY時(shí)0S數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用 實(shí)現(xiàn)任意的組合邏輯函數(shù)用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)Y=AB+BC+AC。解（1）將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng)表達(dá)式。YABBCACABCABCABCABCm(3,5,6,7)ABCABCABCABCm(3,5,6,7)（2）按照最小項(xiàng)的編號(hào)，將數(shù)據(jù)選擇器的相應(yīng)輸入端接高電平，其余的輸入端接低電平，如右圖所示。數(shù)據(jù)選擇器小結(jié) 數(shù)據(jù)選擇器是能夠從來(lái)自不同地址的多路數(shù)字信息中任意選出所需要的一路信息作為輸出的組合電路，至于選擇哪一路數(shù)據(jù)輸出，則完全由當(dāng)時(shí)的選擇控制信號(hào)決定。 數(shù)據(jù)選擇器具有

8、標(biāo)準(zhǔn)與或表達(dá)式的形式，提供了地址變量的全部最小項(xiàng)。并且一般情況下，Di可以當(dāng)作一個(gè)變量處理。因?yàn)槿魏谓M合邏輯函數(shù)總可以用最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)形式構(gòu)成。所以，利用數(shù)據(jù)選擇器的輸入Di來(lái)選擇地址變量組成的最小項(xiàng)mi，可以實(shí)現(xiàn)任何所需的組合邏輯函數(shù)。 當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)多于地址碼的個(gè)數(shù)時(shí)，這時(shí)如何用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)?思 考 選擇合適的數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)下列組合邏輯函數(shù)。YABCABC（1）（2）Ym(1,3,5,7)你會(huì)嗎？二、數(shù)據(jù)分配器 數(shù)據(jù)分配器的功能正好和數(shù)據(jù)選擇器的相反，它是根據(jù)地址碼的要求不同，將一路數(shù)據(jù)分配到指定輸出通道上輸出。 STC STA STB 數(shù)據(jù)輸出 1 Y0 Y1 Y2

9、STC 74LS138 Y3 Y4 STA Y5 STB Y6 Y7 A2 A1 A0 D 由74LS13874LS138構(gòu)成的8 8路數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)輸入端STA=1 STB=0地址輸入端 在許多通信應(yīng)用中通信線路是成本較高的資源，為了有效利用線路資源，經(jīng)常采用分時(shí)復(fù)用線路的方法。多個(gè)發(fā)送設(shè)備（如X0，X1，X2，）與多個(gè)接收設(shè)備（如Y0，Y1，Y2，）間只使用一條線路連接，如下圖所示。 當(dāng)發(fā)送設(shè)備X2需要向接收設(shè)備Y5發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送設(shè)備選擇電路輸出“010”，數(shù)據(jù)選擇器將X2的輸出接到線路上。而接收設(shè)備選擇電路輸出“101”，數(shù)據(jù)分配器將線路上的數(shù)據(jù)分配到接收設(shè)備Y5的接收端，實(shí)現(xiàn)了信息傳

10、送。這種方法稱為分時(shí)復(fù)用技術(shù)。例知識(shí)拓展 大規(guī)模集成組合邏輯電路 大規(guī)模集成電路技術(shù)，可以把一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)集成制作在一片硅片上，封裝成一塊集成電路。特點(diǎn)：體積小，重量輕，功耗小，可靠性高。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種通用型大規(guī)模集成器件。只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM按存取功能分 PLD（可編程邏輯器件）：功能可由用戶編程來(lái)確定的新型邏輯器件。ROM的分類掩膜ROM：不能改寫。PROM：只能改寫一次。EPROM：可以改寫多次。一、存儲(chǔ)器的分類RAM：在工作時(shí)既能從中讀出（取出）信息，又能隨時(shí)寫入（存入）信息，但斷電后所存信息消失。ROM：在工作時(shí)只能從中讀出信息，不能寫入信息，且斷電后其所存信

11、息仍能保持。地址譯碼存 儲(chǔ) 矩 陣MN輸 出 及 控 制 電 路地址輸入W0WM -1D0DN-1數(shù) 據(jù) 輸 出ROM存 儲(chǔ) 器 結(jié) 構(gòu) 圖存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)單元的總數(shù)字?jǐn)?shù)位數(shù) 1k1k= =2 21010= =10241024個(gè)存儲(chǔ)單元字線位線二、只讀存儲(chǔ)器ROM的結(jié)構(gòu) W0 W1 Wi 12 nW D0 D1 Db-1 位線 輸出數(shù)據(jù) 0 單元 1 單元 i 單元 2n-1 單元 存儲(chǔ)體 地址輸入 字線 地址譯碼器 A0 A1 An-1 存儲(chǔ)容量字線數(shù)位線數(shù)2 2n nb b（位）存儲(chǔ)單元地址ROM的結(jié)構(gòu)固定ROM的特點(diǎn)：使用者只能讀取數(shù)據(jù)不能改變芯片中數(shù)據(jù)內(nèi)容。二極管掩膜ROM的結(jié)構(gòu)D=1D

12、=0W0=1000W1 =0110W2 =1001W3 =0111W0W1W2W3D3D2D1D0(b)存儲(chǔ)矩陣簡(jiǎn)化圖MROM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖地址譯碼EN1111ENENENA0A1W0W1W2W3G1G2G3G4CSD3D2D1D0輸出緩沖器（a）44位二極管MROM1 0 000 00 010001 00 11 11 0 010 1 100 1 11010000010010固定ROM的工作過程 A1 A1 A0 A0 或門陣列(存儲(chǔ)矩陣) 與門陣列(地址譯碼器) Y3 Y2 Y1 Y0 m0 m1 m2 m3 地址譯碼器產(chǎn)生了輸入變量的全部最小項(xiàng)存儲(chǔ)體實(shí)現(xiàn)了有關(guān)最小項(xiàng)的或運(yùn)算與陣列固定或陣

13、列可編程連接斷開ROM的簡(jiǎn)化畫法ECWj（a ） 熔絲型兩種PROMPROM存儲(chǔ)單元 （b）結(jié)破壞型位線字線1、PROM存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)寫入0，燒斷溶絲寫入1，擊穿二極管三、可編程邏輯陣列PLA可編程只讀存儲(chǔ)器PROM的特點(diǎn)：一次可編程2、PROM的結(jié)構(gòu)制作指導(dǎo) 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路 第一步：明確電路功能。 電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)檢測(cè)輸出為邏輯量A、B、C，分別表示3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，例如，A=1表示第1臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作正常，A=0表示第1臺(tái)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。 通過分析對(duì)電路功能要求，本電路有3個(gè)輸出，分別為：L1綠色發(fā)光二極管狀態(tài)；L2黃色發(fā)光二極管狀態(tài)；L3紅色發(fā)光二極管狀態(tài)。 第二步：根據(jù)要求列出3個(gè)發(fā)光

14、二極管與3臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)邏輯關(guān)系的真值表。輸 入輸 出C B AL1（綠燈）L2（黃燈） L3（紅燈）0 0 00 0 10 0 10 0 10 1 00 0 10 1 10 1 01 0 00 0 11 0 10 1 01 1 00 1 01 1 11 0 0電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路真值表 第三步：根據(jù)真值表得到表達(dá)式，畫出電路圖。 安裝與調(diào)試安裝與調(diào)試（1）根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的邏輯電路圖，畫出安裝布線圖。（2）根據(jù)安裝布線圖完成電路的安裝。（3）驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障監(jiān)測(cè)報(bào)警電路的邏輯功能。項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容一：IC的識(shí)別與檢測(cè)（1）簡(jiǎn)述IC的引腳排列方法。（2）簡(jiǎn)述74LS08、74LS32、74LS04(CD40106)、74LS00(CD4011)等的功能及測(cè)試方法。（3）簡(jiǎn)述IC的使用注意事項(xiàng)。內(nèi)容二：項(xiàng)目功能測(cè)試（1）分組匯報(bào)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)與制作情況。（2）分組通電演示電路功能并回答有關(guān)問題。 內(nèi)容三：項(xiàng)目知識(shí)目標(biāo)測(cè)試?