数字电子技术课程设计报告简易电梯控制系统设计.docx
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数字电子技术课程设计报告简易电梯控制系统设计.docx
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数字电子技术课程设计报告简易电梯控制系统设计
课程设计
课程名称数字电子技术
课题名称简易电梯控制系统
任务书下达日期2012年11月19日星期一
设计完成日期2012年11月23日星期五
设计内容与设计要求
一.设计内容:
1、显示方式:
以LED数码管形式显示0-3;
2、主要功能:
一共有四层楼,楼层标记用0-3表示,假设每次只有有一层楼有呼叫,按下呼叫按钮后,呼叫楼层指示灯亮,电梯将从当前楼层运行到呼叫楼层,指示灯熄灭;
3、超重报警:
挡电梯超重时,报警灯亮,电梯拒绝运行;
4、系统复位:
系统能手动复位,复位后,电梯停在第○层;
5、其他功能(任选)
二、设计要求:
1、思路清晰,给出整体设计框图和总电路图;
2、单元电路设计,给出具体设计思路和电路;
3、写出设计报告;
主要设计条件
1.提供调试用实验室;
2.提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片;
3.所用设备及元件需在设计后归还。
说明书格式
1.课程设计封面;
2.任务书;
3.说明书目录;
4.设计总体思路,基本原理和框图(总电路图);
5.单元电路设计(各单元电路图);
6.安装、调试步骤;
7.故障分析与电路改进;
8.总结与体会;
9.附录(元器件清单);
10.参考文献;
11.课程设计成绩评分表;
12.设计报告采用16k纸打印;
进度安排
第三周:
星期一:
课题内容介绍和查找资料;
星期二~星期五:
总体电路设计和分电路设计,电路仿真,修改方案;
第四周:
星期一~星期二:
电路设计,电路仿真,修改方案
星期三:
安装、调试电路;
星期四:
验收电路,整理实验室及其它事情,写设计报告,打印相关图纸;
星期五:
答辩;
参考文献
1、《电子系统设计》
高等教育出版社马建国主编
2、《电子线路设计、实验、测试》(第二版)
华中理工大学出版社谢自美主编
3、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计
华中理工大学出版社梁宗善主编
3、《现代电子设计技术》
机械工业出版社李荣良主编
《数字电路设计与制作》
科学出版社汤山俊夫著
一、系统总体设计方案及系统框图
1.1设计方案:
⑴系统的时钟脉冲信号是由函数发生器发生。
时钟信号通过一定与门和与非门输入同步加减计数器74LS192N,控制其加减计数。
⑵系统的开关控制电路是由D触发器和与非门构成,控制信号灯的工作状态。
⑶系统的核心电路是由编码器74LS148N,数据比较器74LS85,同步可加减计数器74LS192N,与一定的门电路组成,实现对电梯的上升和下降的控制。
1.2设计原理:
⑴系统的信号灯控制部分是由开关和D触发器构成,开关先接高电平,按下开关时,给了一个高电平触发信号输入给D触发器使其锁存高电平信号,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74LS148N,数据比较器74LS85,同步十进制可逆计数器74LS192N,译码器CD4511和一定的门电路组成。
按下开关时,产生的高电平信号由D触发器传给74LS148N编码器,产生后的编码输入74LS85数据比较器,通过与74LS192N输出编码比较,产生的信号再连接时钟信号通过一定的门电路输入74LS192N计数器,控制计数器的加减,从而实现电梯的上升与下降。
1.3系统总电路图:
、单元电路的设计
2.1信号的输入,锁存及显示:
该单元电路如下图所示:
将D触发器的Q非端与D端相连组成T触发器,当时钟输入端CLK输入高点平,Q端的状态翻转。
D触发器的复位端输入复位信号,Q端输出低电平,LED灯熄灭。
2.2控制编码发生器:
2.3系统电路的编码,数据比较及加减计数:
D触发器锁存高电平信号时,把高电平通过Q端输入编码器74LS148N,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74LS192N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。
复位开关设置与74LS192的14号"CLR"管脚,另一端用一高低电平控制。
三、安装与调试步骤
3.1安装步骤:
⑴按照系统总的电路图,合理规划电路总布局,尽量使电路连接简单、明了。
⑵首先一个模块一个模块连接,连接好一个模块,就检测一个,包括芯片,电路板,及导线是否接正确且接稳等,以防整体检测时不必要的麻烦。
⑶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。
⑷改进布线,力求精简。
3.2调试步骤:
⑴打开电源开关,接通电源,观察信号灯和数码显示管的变化。
⑵如有问题,首先检查是否有电线松动,然后再调试其它部分。
⑶检查信号灯和数码显示管是否有损坏。
⑷如果以上都们问题的话,此时应该分成一个一个单元电路来调试,包括芯片,电路板,及导线是否接正确且接稳等。
四、故障分析与电路改进
4.1故障分析:
⑴秒脉冲信号发生电路是否产生脉冲:
把万用表调到5V电压档,万用表负极接地,正极接74LS00管脚“1”针脚,芯片通电后,看电压变化是否变化明显,高电平大于3V,低电平小于0.4V。
如果不能产生脉冲,检测74LS00管脚是否接对,电阻和电容是否接正确,如果不是这些问题,就通过换芯片,看是否是芯片的问题,如果芯片也没问题,就检测是不是电路板有问题。
⑵数码显示管不能正常显示:
看数码管是怎样显示的,如果显示乱码,检查译码芯片CD4511是否接线正常,然后检查各针脚对应输出是否正确,最后检查数码管接线是否正确。
如果数码管中某些段不亮,检查接线是否正确,对应针脚电压是否变化。
如果是某些段不灭也不完全亮,换一个数码管试试。
⑶信号灯不显示或不按仿真的状态显示:
检查信号灯是否能发光,然后检查信号灯接线处是否良好,最后检查接线是否按照状态方程连接正确。
⑷数码显示管与信号灯配合有问题:
按下某楼层的开关时,信号灯亮,当数码显示管显示到相应的楼层时,信号灯熄灭。
如果不是以上的结果,首先检查JK触发器的管脚是否连接好以及是否正确。
然后再检查同步可加减计数器74LS192N的管脚是否连接好以及是否正确。
接着就是数据比较器74LS85以及编码器74LS148N的管脚连接正确与否。
一步步检查后,此问题便可解决。
4.2电路改进:
总体来说,我觉得我设计的这个简易电梯控制系统电路已经达到了最初的要求。
简洁明了,功能模块清楚。
唯一不妥的是只具备单请求功能,多个楼层的请求则不再该设计的范围,简易电梯的电路设计还有待进一步的完善
五、总结与体会
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.回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在短短的几个星期内,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做数电课程设计,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
这次数电课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在龚老师的辛勤指导下,终于达到了预期的效果。
同时,在龚老师的身上我学得到很多实用的知识。
总体来说,这次实习我受益匪浅.在摸索该如何设计程序使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增加了实际操作能力.在让我体会到了设计的艰辛的同时,更让我体会到成功的喜悦和快乐.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、提高了我们的逻辑思维能力,使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。
加深了我们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。
六、附录(元器件清单)
同步十进制可加减计数器(74LS192N)1个
优先编码器(74LS148N)2个
数据比较器(74LS85)1个
与非门(74LS00N)1个
数码显示管1个
电气与信息工程系课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
设计方案的合理性与创造性
软件设计完成情况
硬件调试完成情况
设计说明书与设计图纸质量
答辩情况
独立工作能力
完成任务情况
出勤情况
综合评分
指导教师签名:
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日期:
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- 数字 电子技术 课程设计 报告 简易 电梯 控制系统 设计
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