電梯控制電路設計

1、-作者xxxx-日期xxxx電梯控制電路設計【精品文檔】電 子 技 術課 程 設 計成績評定表設計課題 ： 電梯控制電路設計 學院名稱 ： 專業(yè)班級 ： 學生姓名 ： 學 號 ： 指導教師 ： 設計地點 ： 31-225 設計時間 ： 2014-7-72014-7-14 指導教師意見：成績: 簽名： 年 月 日【精品文檔】電 子 技 術課 程 設 計課程設計名稱： 電梯控制電路設計 專 業(yè) 班 級 ： 學 生 姓 名 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 課程設計地點： 課程設計時間： 2014-7-72014-7-14 電子技術 課程設計任務書學生姓名專業(yè)班級學號題 目電梯控制電路設計課題性質

2、工程設計課題來源自擬指導教師 劉林芝主要內容（參數(shù)）設計一個簡易4層電梯控制電路，具體指標如下：（1）觀察電梯的工作過程，描述出所設計電梯控制電路的邏輯功能。（2）電梯升降一層所需時間可自行設計。（3）能記憶電梯內、外的所有請求信號，并按照電梯運行規(guī)則按順序響應，每個信號保留至執(zhí)行后消失。任務要求（進度）第1-2天：熟悉課程設計任務及要求，查閱技術資料，確定設計方案。第3-4天：按照確定的方案設計單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據，各單元電路的設計要有詳細論述。第5-6天：撰寫課程設計報告。要求內容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設計正確，篇幅合理。主要參考

3、資料1 康華光電子技術基礎（模擬部分）（第5版）M北京：高等教育出版社，20042 閻石數(shù)字電子技術基礎（第5版）M北京：高等教育出版社，20063 陳光明.電子技術書課程設計與綜合實訓M北京航空航天出版社. 2007審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目 錄一課程設計目的5二.課程設計的內容及要求5 5課程設計要求5三.正文部分7 .7 .7 .10 . .11 12 12  CD4510（可逆計數(shù)器）組成電路16 17 、17 3.3.2、6S脈沖發(fā)生器18 3.4、LED滾動顯示模塊19 3.4.1、LED顯示電路譯碼器19 20 3.4.3、LED顯示器22 23四.

4、設計總結23附錄1.整體電路圖24電梯控制電路設計一、課程設計目的：通過本課程設計，使學生加強對電子技術課程內容的理解和掌握，學會使用半導體元件和集成電路，掌握電子電路的基本分析方法和設計方法，進一步提高分析解決實際問題的綜合能力。二、課程設計的內容及要求： 課程設計內容： 設計集中控制電梯的控制、信號顯示電路 課程設計要求：1、 基本技術要求:(1)設計模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生器,脈沖周期為6秒; (2)設計由模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生器驅動的樓層號數(shù)碼管顯示電路,設置樓層號07號(0號為地下室); (3)設計LED滾動箭頭方向顯示電路; (4)設計電梯集

5、中控制電路,要求具有以下功能： 采用起動鍵和樓層號鍵實現(xiàn)起動控制（兩種鍵均按下時電梯起動）； 電梯起動后LED滾動箭頭方向顯示電路開始按圖5（A）或圖5（B）從起始狀態(tài)工作，循環(huán)周期為1.6秒（每個圖案顯示0.2秒）。當電梯停止時，要求復位起始狀態(tài)； 電梯運行時，樓層號數(shù)碼管顯示電路在電梯到達某層時（對應模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生器輸出的下降沿）顯示該層樓號； 電梯運行至目標樓層時，電梯自動停止； 圖5（A）上行方向循環(huán)顯示 圖5（B）下行方向循環(huán)顯示目標樓層號按鈕編碼電路 與邏輯動控制 比較制動電路 按鈕起動控制模擬位移傳感器信號脈沖發(fā)生器M進制可逆

6、計數(shù)器 顯示譯碼器（樓層號顯示） 數(shù)碼管顯示器  脈沖發(fā)生器 N進制可逆計數(shù)器 顯示譯碼器（方向箭頭移動顯示）LED顯示器標志輸出制動信號（A=B）A=B保持CR有效A=B時置0CR有效CR有效方向信號復位圖6 參考電路原理框圖 三、正文部分 器件組成：74148（83編碼器），八個限流電阻，八個開關。  74148是一個八線-三線優(yōu)先級編碼器。  如圖所示的是八線-三線編碼器74148的慣用符號及管腳圖引腳圖。 74148優(yōu)先編碼器為16腳的集成芯片，除電源腳VCC(16)和GND(8)外，其余輸入、輸出腳的作用和腳號如圖中所標。其中I0I7

7、為輸入信號，A2,A1,A0為三位二進制編碼輸出信號，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端。   由74148真值表可列輸出邏輯方程為 A2 = (I4+I5+I6+I7)IE   A1 = (I2I4I5+I3I4I5+I6+7)·IE   A0 = (I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)·IE   使能輸出端OE的邏輯方程為：   OE =I0·I1·

8、;I2·I3·I4·I5·67·IE   當使能輸入IE=1時，禁止編碼、輸出(反碼)： A2,A1,A0為全1(如表第一行所示)。   當使能輸入IE=0時，允許編碼，在I0I7輸入中，輸入I7優(yōu)先級最高，其余依次為：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等級排列。   OE為使能輸出端，它只在允許編碼(IE=0)， 而本片又沒有編碼輸入時為0（如表中第二行所示)。 擴展片優(yōu)先編碼輸出端GS的邏輯方程為：   GS = (

9、I0+I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7)·IE   GS為片優(yōu)先編碼輸出端，作為與邏輯起動控制的一個輸入控制信號，它在允許編碼(IE=0)，且有編碼輸入信號時為0(如表中第三至第十行)；若允許編碼而無編碼輸入信號時為1(如表第二行)；在不允許編碼(IE=1)時，它也為1(如表第一行)。   GS = 0表示“電路工作，而且有編碼輸入”  功能表如下（74148優(yōu)先編碼器真值表）:輸 入輸 出IEI0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSOI1XXXXXXXX11111011111111111

10、100XXXXXXX0000010XXXXXX01001010XXXXX010100XXXX010110XXX011000XX011010X01110001111  器件組成:CD4585功能說明：CD4585為四位數(shù)值比較器，輸入端十號接A0，七號接A1，二號接A2，十五號接A3。A0、A1、A2、A3分別接八進制可逆計數(shù)器的輸出端。輸入端十一號接B0，九號接B1，一號接B2，十四號接B3。B0、B1、B2分別接編碼器的輸出端，B3接地。A與B進行比較，輸出端F（A>B）作為與三位二進制可逆計數(shù)器中的異或門控制輸入端，F(xiàn)（A=B）通過與非門與上述起動控制中的與門相連

11、作為制動信號。當A=B時使八進制可逆計數(shù)器停止計數(shù)并保持。脈沖發(fā)生器的清零端有效，停止產生脈沖并保持。三位可逆計數(shù)器復位。輸出端（A>B）（A<B）作為方向信號控制八進制可逆計數(shù)器、三位二進制可逆計數(shù)器，使其實現(xiàn)加計數(shù)和減計數(shù)。為了輸出F（A=B）的輸出控制信號，應使輸入端的A<B接地，A>B，A=B接高電平。 電路圖如下：補充說明：CD4585是四位數(shù)字比較器，可比較他的兩個輸入，比較后在A>B，A=B，A<B這三個輸出端輸出，輸入形式可以是二進制，也可以是BCD碼。 器件組成：CD4073（三3與門）、CD4069（六反相器）、開關、

12、限流電阻。 功能說明：按鈕起動控制、編碼電路輸出標示GS有效與比較制動電路A=B不成立，三者均滿足時，與邏輯起動控制輸出為高電平，控制D觸發(fā)器構成的三位二進制可逆計數(shù)器的清零端，和555定時器組成的0.2S和6S周期脈沖發(fā)生器的清零端。 當此與邏輯起動控制的輸出為高電平時，脈沖發(fā)生器產生正常脈沖，三位二進制可逆計數(shù)器正常計數(shù)。 當此與邏輯起動控制的輸出為高電平時，脈沖發(fā)生器產生正常脈沖，三位二進制可逆計數(shù)器正常計數(shù)。 當此與邏輯起動控制的輸出為低電平時，脈沖發(fā)生器停止產生脈沖，并保持，三位二進制可逆計數(shù)器停止計數(shù)，并保持。 開關閉合為高電平有效

13、。  電路圖如下： 3.2.1顯示譯碼器組成電路如下： 組成器件：CD4511顯示譯碼器、 LED（數(shù)碼管）顯示器CD4511是一個用于驅動共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼七段碼譯碼器，特點是：具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅動LED顯示器。CD4511芯片圖及引腳如下： 圖3-2CD4511的引腳圖 CD4511引腳功能： BI：4腳是消隱輸入控制端，當BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)是怎么樣的，七段數(shù)碼管都會處于消隱也就是不顯示的狀態(tài)。 LE：鎖

14、定控制端，當LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。 LT：3腳是測試信號的輸入端，當BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮全部顯示。它主要用來檢測數(shù)7段碼管是否有物理損壞。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、 b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。CD4511的里面有上拉電阻，可直接或者接一個電阻與七段數(shù)碼管接口。CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反向器作輸出級，通常用以驅動

15、LED。  其引腳圖如上圖所示。  各引腳名稱：其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D。5、4、3分別表示LE、BI、LT。 13、12、11、10、9、15、14分別表示a、b、c、d、e、f、g。左邊引腳表示輸入，右邊引腳表示輸出，還有兩個引腳8、16分別表示的是接地和VDD.  CD4511的工作原理   2. 譯碼器:CD4511譯碼器用兩級或非門擔任，為了簡化電路先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據B、C進行組合，得出00、01、10、11（用二進制對B、C編碼）四項，然后將輸入的數(shù)據A、D一起用或非門譯碼。  3.鎖存功能:譯碼

16、器的鎖存電路由傳輸門和反向器組成，傳輸門的導通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)。  當LE為低電平導通時，TG2截止；當LE為高電平時，TG1截止，TG2導通，此時有鎖存作用。  4.消隱:BI為消隱功能端，該端施加低電平后，迫使七段數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字，即字形消隱。  消隱輸出J=(B+C)D+BI。如不考慮消隱BI項，便得J=(B+C)D。根據上式，當輸入BCD代碼從10101111時，J端都為高電平，從而使顯示器中的字形消隱。   輸入輸出LEBILIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX11111118X01XXXX

17、0000000消隱01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱0111111000000消隱111XXXX緩存消隱 CD4511的真值表  CD4510（可逆計數(shù)器）組成電路

18、  器件組成：CD4510（可逆計數(shù)器）  功能說明：CD4510器件的1號接地，15號接CP端，9號接地。10號UP/DOWN接F(A<B)，以控制加減計數(shù)。5號CARRYIN接F(A=B)為低電平時，UP/DOWN為高，進行加計數(shù)，UP/DOWN為低，進行減計數(shù)。2號DOUT，14號COUT，11號BOUT，6號AOUT，分別接CD4510的D，C，B，A作為地址端以驅動顯示譯碼器。在使用時先將9號接高電平，使CD4510復位，然后再使9號接地。  CD4510為可預置BCD可逆計數(shù)器，該器件主要尤四位具有同步時鐘的D型觸發(fā)器（具有選通結構，提供T型觸發(fā)

19、器功能）構成。具有可預置數(shù)、加減計數(shù)器和多片級聯(lián)使用等功能。CD4510具有復位CR，置數(shù)控制LD、并行數(shù)據D0D3、加減控制U/D、時鐘CP和進位CI等輸入。CR為高電平時，計數(shù)器清零。當LD為高電平時，D0D3上的數(shù)據置入計數(shù)器中，CI控制計數(shù)器的計數(shù)操作，CI0時，允許計數(shù)。此時，若U/D為高電平，在CP時鐘上升沿計數(shù)器加1計數(shù)；反之，在CP時鐘上升沿減1計數(shù)。除了四個Q輸出外，還有一個進位/錯位輸出CO/BO。 電路圖如下： 功能表如下：CRLDCIU/DCPQ1XXXX清零01XXX預置數(shù)0001加計數(shù)0000減計數(shù)001XX保持  器件組成：NE555

20、定時器，電阻，電容。 功能說明：根據NE555定時器構成多諧振蕩器，使其周期為0.2S，周期公式為：T=（R1+2R2）*C/1.43，R1=10K，R2=10K，C=10UF。 與之間的0.015UF電容為抗干擾電容。清零端和與邏輯起動控制輸出端即CD4073的輸出相連，可實現(xiàn)清零。只有當按鈕起動控制、編碼電路輸出標識GS有效與比較控制電路A=B不成立三者均滿足時，與邏輯起動控制的輸出為高電平，清零端無效，脈沖發(fā)生器產生正常脈沖； 當上述三者只要有一個不成立時，與邏輯起動控制的輸出為低電平，清零端有效，脈沖發(fā)生器停止產生脈沖，并保持。 電路圖如下：&#

21、160;555定時器功能表：閾值輸入（VN） 觸發(fā)輸入（VN） 復位（RD） 輸出（VO） 放電管（T）X X 0 0 導通 1 1 截止 1 0 導通 1 不變 不變3.3.2、6S脈沖發(fā)生器 器件組成：NE555定時器，電阻電容。 功能說明：根據NE555定時器構成多諧振蕩器，使其周期為6S，周期公式為：T=（R1+2R2）*C/1.43，R1=82K，R2=390K，C=10UF。與之間的0.015UF電容為抗干擾電容。清零端和與邏輯起動控制輸出端即CD4073的輸出相連，可實現(xiàn)清零。只有當按鈕起動控制、編碼電路輸出標識GS有效與比較控制電路A=B不成立三者均滿足時，

22、與邏輯起動控制的輸出為高電平，脈沖發(fā)生器產生正常脈沖；當上述三者只要有一個不成立時，與邏輯起動控制的輸出為低電平，清零端有效，脈沖發(fā)生器停止產生脈沖，并保持。 電路圖如下：  3.4、LED滾動顯示模塊 3.4.1、LED顯示電路譯碼器 LED顯示電路譯碼器功能概述： 根據真值表化簡得如上邏輯表達式，通過門電路實現(xiàn)此譯碼器的功能。 此譯碼器由五個兩輸入與門（4081），一個三輸入與門，三個三輸入或門組成。地址端為三位二進制可逆計數(shù)器的輸出，通過此門電路組成的譯碼器驅動LED顯示器，通過可逆計數(shù)實現(xiàn)上行方向和下行方向的循環(huán)顯示。

23、0;其真值表為：Q2Q1Q0Y3Y2Y1Y000011110011100010110001110001000000101000111000111110111電路圖如下所示：  門電路組成的LED顯示電路譯碼器 器件組成：CD4013（雙D觸發(fā)器），CD4070（四2與或門） 功能說明：此D觸發(fā)器為上升沿觸發(fā)器，通過脈沖發(fā)生器產生0.2S脈沖作為CP端輸入。將每個D觸發(fā)器的D端與Q端相連構成T觸發(fā)器。 將三個T觸發(fā)器的清零端相連可實現(xiàn)復位，接控制電路三與門的輸出。三個S端連在一起接地。Q2，Q1，Q0作為輸出驅動顯示譯碼器的地址端。 將Q與EI通過異或門實現(xiàn)加計數(shù)和減計數(shù)：EI=0時減計數(shù)，下行；EI=1時加計數(shù)，上行。 EI與CD4585的F（A>B）=0端即與13號相連，因為B>A時，即編碼器的輸入比此時電梯顯示的樓層號大，應該上行，而此時F（A<B）=1即EI=1加計數(shù)恰好可實現(xiàn)上行； 當B=A計數(shù)器被鎖定，故保持不變；B<A時F（A<B）=0即EI=0減計數(shù)，恰好可以實現(xiàn)下行。 下面對此構成可逆計數(shù)器的器件進行介紹： CD40