簡(jiǎn)易順序控制器課程設(shè)計(jì)1

1、湖南工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 電 子 技 術(shù) 課題名稱 順序控制器 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)易順序控制器（自選參數(shù)） 專業(yè)班級(jí)： 電子信息0881 班 任務(wù)書下達(dá)日期 2010 年07月 05 日設(shè)計(jì)完成日期 2010 年07月 16 日設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求 一、 任務(wù)與要求：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)易順序控制器，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的程序工作，要求如下：1、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的加工程序步驟為五步，第一步 8秒，第二步 6 秒，第三步為 4秒，第四步為 2秒，第五步為 0秒，按順序依次動(dòng)作；2、 用顯示器顯示順序控制器的各步加工時(shí)間（用倒計(jì)時(shí)方式）；3、 用發(fā)光二極管顯

2、示控制器的各道工序；4、 用顯示器顯示加工步數(shù)；5、 功能擴(kuò)展（自選）二、設(shè)計(jì)要求：1、 設(shè)計(jì)思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖；2、 設(shè)計(jì)各單元電路，給出具體設(shè)計(jì)思路、電路器件；3、 總電路設(shè)計(jì)；4、 安裝調(diào)試電路；5、 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告；主要設(shè)計(jì)條件1. 提供直流穩(wěn)壓電源、示波器； 2. 提供 ttl集成電路芯片、電阻、電容及插接用面包板、導(dǎo)線等。說明書格式1、 課程設(shè)計(jì)封面；2、 課程設(shè)計(jì)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；5、 單元電路設(shè)計(jì)（各單元電路圖）；6、 總電路設(shè)計(jì)（總電路圖）；7、 安裝、調(diào)試步驟；8、 故障分析與電路改進(jìn)；9、 總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì)；10、 附錄

3、（元器件清單）；11、 參考文獻(xiàn)；12、 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)分表。進(jìn) 度 安 排 第一周 星期一 上午 安排任務(wù)、講課。 星期一 下午- 星期二 下午 查資料、設(shè)計(jì)星期四開始1、 計(jì)算機(jī)仿真2、 測(cè)試元器件3、 調(diào)試單元電路4、 調(diào)試總電路第二周 星期一星期四 1、 調(diào)試驗(yàn)收2、 寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 星期五 交報(bào)告及答辯地 點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓四樓 電子綜合實(shí)驗(yàn)室參 考 文 獻(xiàn) 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)歷雅萍、易映萍編電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 彭介華、主編 高等教育出版社 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 謝自美主編華中理工出版社。目 錄第1章 設(shè)計(jì)總體思路和框圖61.1 設(shè)計(jì)總體思路:61.2.框圖:7第2章 單元電路設(shè)計(jì)（各

4、單元電路圖）72.1倒計(jì)時(shí)顯示模塊72.2加工步數(shù)與顯示模塊112. 3數(shù)據(jù)選擇模塊.12第3章總電路設(shè)計(jì)（總電路圖）13第4章 安裝、調(diào)試步驟14第5章 故障分析與電路改進(jìn)15第6章 總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì)16第7章 附錄18第8章 參考文獻(xiàn)19第1章 設(shè)計(jì)總體思路和框圖1.1 設(shè) 計(jì) 總 體 思 路:當(dāng)秒脈沖進(jìn)入秒個(gè)位的cpd 時(shí)（cpu =1），根據(jù)其功能開始由9倒計(jì)時(shí)，當(dāng)由9走到0時(shí)，秒個(gè)位的 端輸出個(gè)0，兩塊74ls192進(jìn)行集聯(lián)，將秒個(gè)位的 作為秒十位cpd（cpu =1） 的脈沖輸入，秒個(gè)位每進(jìn)行一次循環(huán)就向高位秒十位輸入一個(gè)脈沖，高位就減1（如果秒十位大于等于1），如果秒十位是0，

5、當(dāng)秒個(gè)位每循環(huán)一次，兩塊級(jí)聯(lián)的74ls192就向74ls160送入一個(gè)脈沖，這時(shí)顯示步數(shù)的數(shù)碼管顯示的數(shù)值就加1，進(jìn)行下一步的計(jì)數(shù)，直到進(jìn)行第5步，如此循環(huán)往復(fù)。對(duì)于兩塊74ls192的預(yù)置數(shù)問題則用四個(gè)74ls151八選一數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)初始置數(shù)。每個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的輸出連到相應(yīng)的74ls192的輸入端以獲得每一步所需置的數(shù)，同時(shí)數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端a、b、c與74ls160的輸出端qa、qb、qc對(duì)應(yīng)相連以實(shí)現(xiàn)兩塊級(jí)聯(lián)的74ls192的初始置數(shù)與74ls160顯示的步數(shù)保持一致。然后再通過一些門電路的控制即可實(shí)現(xiàn)74ls192的初始置數(shù)走到00時(shí)向74ls160輸入一個(gè)脈沖而進(jìn)行下一步的倒計(jì)

6、時(shí)計(jì)數(shù)，從而完成任務(wù)設(shè)計(jì)要求。1.2 框 圖:脈沖2位倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)選擇器步驟計(jì)時(shí)器譯碼/驅(qū)動(dòng)譯碼/驅(qū)動(dòng)顯示顯示第2章 單元電路設(shè)計(jì)（各單元電路圖）2.1 倒 計(jì) 時(shí) 顯 示 模 塊由2片led四段顯示器組成顯示模塊，用來(lái)顯示從計(jì)數(shù)器輸出端送來(lái)的數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)模塊由2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器集成芯片（74ls192）組成，它們之間是通過bo端進(jìn)行借位的，從低位到高位一級(jí)一級(jí)的借位，使顯示器從計(jì)數(shù)器集成芯片每個(gè)步驟所置的數(shù)循環(huán)顯示。計(jì)數(shù)個(gè)位的192脈沖由外信號(hào)控制，十位的脈沖由個(gè)位的192芯片借位端bo提供。74ls192的外部引腳圖如下：74ls192的功能表如下：圖中：load'為置數(shù)端，up為

7、加計(jì)數(shù)端，down為減計(jì)數(shù)端，co'為非同步進(jìn)位輸出端，bo'為非同步借位輸出端，a、b、c、d為計(jì)數(shù)器輸入端，clr為清除端，q0、q1、q2、q3為數(shù)據(jù)輸出端。計(jì)數(shù)器的級(jí)連使用一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器只能顯示09十個(gè)數(shù)，為了擴(kuò)大計(jì)數(shù)器范圍，常用多個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)連使用。同步計(jì)數(shù)器往往設(shè)有進(jìn)位（或借位）輸出端，故可選用其進(jìn)位（或借位）輸出信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)下一級(jí)計(jì)數(shù)器。下圖是由74ls192利用進(jìn)位輸出控制高一位的加計(jì)數(shù)端構(gòu)成的加數(shù)級(jí)連示意圖：倒計(jì)時(shí)與顯示模塊的單元電路圖如下圖所示：2.2 加 工 步 數(shù) 顯 示 模 塊加工步數(shù)與顯示模塊的單元電路圖如下圖所示：74ls160是ttl集成同步

8、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的主要功能為：異步清除：當(dāng)cr的非為低電平時(shí)，不論有無(wú)cp，計(jì)數(shù)器立即清零，輸出端q3-q0均為0，稱為異步清零；同步預(yù)置：當(dāng)ld的非為低電平，mr的非為高電平時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)cp上升沿的作用下，使得輸出端q3-q0的狀態(tài)與輸入端p3-p0的狀態(tài)一致，即q3=p3,q2=p2,q1=p1,q0=p0；同步計(jì)數(shù)：當(dāng)使能端cet的非和cep的非都為高電平時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)上升沿作用下開始計(jì)數(shù)；2.3 數(shù) 據(jù) 選 擇 模 塊數(shù)據(jù)選擇模塊如下圖所示: 74151 是具有8選1邏輯功能的ttl集成數(shù)據(jù)選擇器。根據(jù)邏輯圖可得輸出邏輯表達(dá)式 可見，輸出函數(shù)是輸入最小項(xiàng)與對(duì)應(yīng)輸入數(shù)據(jù)乘積之邏輯和。

9、第3章總電路設(shè)計(jì)（總電路圖） 第4章 安裝、調(diào)試步驟1 首先要確定仿真圖的結(jié)果是否符合課程設(shè)計(jì)要求，仿真圖要盡可能的清晰，特別是線多的地方注意不要重疊，所以要仔細(xì)看清每條線的走向。并確定仿真圖中的元器件是否在學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心可以找到。若不能則要重新修改電路圖。2 按照仿真圖，到實(shí)驗(yàn)中心領(lǐng)取所需的元器件，注意，領(lǐng)元器件時(shí)記得多領(lǐng)一兩個(gè)備用。3 測(cè)驗(yàn)設(shè)備，領(lǐng)到器件和實(shí)驗(yàn)箱后，首先檢查實(shí)驗(yàn)箱的各個(gè)部件是否完好，特別是顯示管，因?yàn)轱@示管特別容易燒壞，再測(cè)驗(yàn)一下芯片插槽是否連接完好，第三，測(cè)線，用萬(wàn)能表或者顯示燈測(cè)驗(yàn)每一根導(dǎo)線連接是否良好，第四，測(cè)驗(yàn)芯片，按照各芯片的功能測(cè)驗(yàn)芯片是否能正常工作，不能工作的要

10、及時(shí)向老師調(diào)換。4 排版、接線，首先，根據(jù)仿真圖上各器件的位置，排好所要用的芯片，注意盡可能的排的合理，稀松，因?yàn)槲覀兯玫男酒灏逑鄬?duì)比較小的，且電路比較復(fù)雜。第二，接線時(shí)應(yīng)該一個(gè)一個(gè)模塊接，接好后依次檢查，切忌接完所有電路時(shí)再檢查，那樣一旦接錯(cuò)檢查就非常困難。5 調(diào)試。6 驗(yàn)收，當(dāng)電路完全符合要求且正確時(shí)，可讓指導(dǎo)老師驗(yàn)收并考慮做拓展功能。第5章 故障分析與電路改進(jìn)5.1 常見的故障現(xiàn)象在本次課程設(shè)計(jì)中我們遇到了常見的幾個(gè)故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確；（2）led顯示順序錯(cuò)誤；（3）不能正確置數(shù)。5.2 產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復(fù)雜，故障可以是由于一種原

11、因產(chǎn)生的也可能是由于多方面的因素導(dǎo)致線路產(chǎn)生了故障。在這里我就我們小組所遇到的困難分析原因及提出解決方法：（1）顯示管顯示不正確原因及解決方法：1導(dǎo)線接觸不好，這個(gè)原因在我們這個(gè)小組最明顯，我們不得不反復(fù)檢查線路，反復(fù)接線。2芯片損壞。在使用的時(shí)候由于短路造成芯片損壞，換了一個(gè)芯片就可以了。3接線錯(cuò)誤。改成正確的接線。（2）led顯示順序錯(cuò)誤原因及解決方法：1發(fā)光二極管接線順序錯(cuò)誤。按照電路圖重新接線（3）不能正確置數(shù) 原因及解決方法：1置數(shù)模塊線路接觸不良。一個(gè)一個(gè)排查導(dǎo)線和插槽。2被置數(shù)的192芯片沒有收到置數(shù)信號(hào)。重新接線，確保接觸良好。第6章 總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì)我們7月5號(hào)開始了課程設(shè)

12、計(jì)，本以為老師會(huì)邊上課邊設(shè)計(jì)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)我錯(cuò)了，課程設(shè)計(jì)完全是自由發(fā)揮的要自己挖掘的。首先我們進(jìn)行了分組，我們?nèi)齻€(gè)人一組，團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)總歸是一股力量，我們本著人多力量大意氣風(fēng)發(fā)的開始了我們?yōu)槠?周的課程設(shè)計(jì)旅程。經(jīng)過了兩周的課程設(shè)計(jì)，我收獲很大，這是一次理論聯(lián)系實(shí)際的過程，盡管過程很辛苦。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們經(jīng)常想著一個(gè)電路難題不知不覺就過去了幾個(gè)小時(shí)，沒解決的時(shí)候感覺到非常的困擾，但是在想通后也更加高興，我們時(shí)常相互提醒做電路時(shí)要十分仔細(xì)，不能放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)和小問題，任何成功的電路都是從一點(diǎn)一點(diǎn)的錯(cuò)誤總結(jié)出來(lái)的。這兩周我確實(shí)學(xué)到了很多東西，如會(huì)用仿真軟件了，也學(xué)到了許多芯片的功能如：7419

13、2，74125，74160，74138，74151等等，通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了做設(shè)計(jì)的基本框架，也學(xué)到了理論和實(shí)際有很大的區(qū)別，如在仿真做出的電路圖，在實(shí)際中不一定行得通，在連電路實(shí)物圖時(shí)，有很多的不確定因素，如導(dǎo)線的接觸是否完好，接觸電阻是否過大，以及外界電磁對(duì)電路脈沖的影響，以及芯片插槽是否連接完好。但有一點(diǎn)可以確定，那就是只要你用心去做，你一定會(huì)受益匪淺，一定會(huì)成功。這兩周讓我們明白團(tuán)隊(duì)是偉大的，當(dāng)老師告訴我們要做實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，我們泄氣了。這20多頁(yè)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告?。《虝旱谋г购?，我們堅(jiān)定信念，一定不能在設(shè)計(jì)尾聲落下瑕疵，仔細(xì)想想老師何嘗不是在考驗(yàn)我們做事的決心呢，所以我們不能辜負(fù)老師的期待，今天我們完成了！非常感謝老師的考驗(yàn)，正因?yàn)槟愕膰?yán)格要求才能造就我們。謝謝！八附錄（元器件清單）元器件清單芯片數(shù)量74l1514個(gè)74l1601個(gè)74l1922個(gè)74ls001個(gè)74ls021個(gè)74ls041個(gè)74ls112個(gè)接線板1個(gè)實(shí)驗(yàn)箱1個(gè)導(dǎo)線若干數(shù)碼顯示管 3個(gè)第8章 參考文獻(xiàn)電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)高等教育出版社-陳大欽 主編數(shù)字電子技術(shù)第五版 高等教育出版社-閻石 主編數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)高等教育出版社-王毓銀 主編數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)電子工業(yè)出版社 -鄧元慶 主編電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) - 歷雅萍、易映萍編電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)- 彭介華、主編高等教育出版社電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)分表項(xiàng)