數(shù)電課程設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)

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)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，電梯將從當(dāng)前樓層運(yùn)

2、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。 層；5、其他功能（任選）二、設(shè)計(jì)要求：1、思路清晰，給由整體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；2、單元電路設(shè)計(jì)，給由具體設(shè)計(jì)思路和電路；3、寫由設(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)；8 .總結(jié)與體會(huì)；9

3、 .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)高等教育由版社馬建國(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)生版社3、新型集成電路的應(yīng)用華中理工大學(xué)生版社3、現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)械工業(yè)由版社數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作 科學(xué)生版社謝自美主編電子技術(shù)基礎(chǔ)

4、課程設(shè)計(jì)梁宗善主編李榮良主編湯山俊夫著目錄一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖 61.1 設(shè)計(jì)方案：61.2 設(shè)計(jì)原理：61.3 系統(tǒng)總電路圖：7二、單元電路的設(shè)計(jì) 72.1 信號(hào)的輸入，鎖存及顯示： 72.2 控制編碼發(fā)生器：82.3 系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計(jì)數(shù)： 8三、安裝與調(diào)試步驟93.1 安裝步驟：93.2 調(diào)試步驟：9四、故障分析與電路改進(jìn) 104.1 故障分析： 10秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖： 10數(shù)碼顯示管不能正常顯示：10信號(hào)燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示： 104.2 電路改進(jìn)： 11五、總結(jié)與體會(huì) 11六、附錄（元器件清單）12一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖1.1 設(shè)

5、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)比較器 7

6、4LS85,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：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

7、滅。2.2 控制編碼發(fā)生器:2.3 系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計(jì)數(shù):-W心au-火加一二刪 /曲鵬的lM第臚兒爸7ILD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， 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

8、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)

9、4.1 故障分析：秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖：把萬用表調(diào)到5V電壓檔，萬用表負(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

10、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)

11、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，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，

12、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，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考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時(shí)間和資