《順序控制器》解讀

1、武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：電信1204指導教師：工作單位：信息工程學院題目：順序控制器初始條件：具備電子電路的基礎知識和設計能力；具備查閱資料的基本方法；熟悉常用的電子器件；熟悉電子設計常用軟件的使用；要求完成的主要任務： （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等 具體要求）1、設計順序控制電路；2、其中第一步和第二步各 20S，第三步2分鐘，第四步5分鐘，第五步3分鐘，第六步1分鐘；3、用發(fā)光二極管顯示步驟，數(shù)碼管顯示時間；4、掌握數(shù)字電路的設計及調試方法；5、撰寫符合學校要求的課程設計說明書。時間安排：時間一周，其中2天原理設計，

2、3天電路調試指導教師簽名：年 月 日系主任（或責任教師）簽名：年 月 日摘要：順序控制器是根據(jù)生產工藝規(guī)定的時間順序或邏輯關系編制程序，對生產過程 各階段依次進行控制的裝置，簡稱順控器。順序控制器在生活及工業(yè)生產中發(fā)揮 著極其重要的作用，其方便又實用，在自動控制領域占據(jù)著重要地位。 順序控制 器分為時序控制和條件控制兩種，本課設所設計的為時間順序控制器。關鍵詞：順序控制器時序控制武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書目錄1設計思路與框圖及原理圖 11.1 設計總框圖11.2 實驗原理圖21.2.1 74IS192引腳與功能圖 21.2.2 74IS48引腳與功能圖31.2.3 CD4017

3、引腳圖與功能52 Multism 仿真與分析62.1 仿真電路圖62.2仿真結果62.2.1 仿真結果圖63實物調試中的問題與解決方法 73.1 實物圖73.2 調試中發(fā)現(xiàn)的問題 74小結與感想95參考文獻9附表一：本科生課程設計成績評定表 10武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書1設計思路與框圖及原理圖1.1設計總框圖脈CD4017順序控制給計數(shù)器固數(shù)*4三位計數(shù)器脈沖分別控制&個L三D燈亮暗LED 燈 X674LS48 譯碼管 X3七段數(shù)碼管顯示器X3圖1-1 總設計圖設計分析：從任務書來看,要求分別實現(xiàn)20秒，20秒，2分，5 分，3分，1分的倒計時。要完成這些功能主要有四

4、大模塊：第一個 是計數(shù)模塊，第二個是控制計數(shù)模塊，第三個是組合邏輯控制置數(shù)模 塊，第四個是顯示模塊。在本課設中，計數(shù)模塊采用3個74LS190的組合來實現(xiàn) 20,20,120,300,180,60 等6種進制；控制計數(shù)模塊采用了 CD4017， 當CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，以此來控 制不同進制，并同時分別控制6個指示燈的亮暗。組合邏輯控制置數(shù)模塊采用五 個或門鏈接CD4017與技術器；顯示模塊采用3個七段數(shù)碼管和74LS48顯示。1武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書1.2實驗原理圖1.2.1 74IS192 引腳與功能圖74LS192引腳圖如下：U

5、J |zj LJj LU L2J |LJ UJ L gJ Pl Ol Cg CF>b fi Qj (>3 GNDPOPlP2CPu CPd PLMRQQQQ圖1-2 74LS192引腳圖74LS192的功能表如下：輸岀服71CPuCPdP3P2PlPOQ3Q2QIQO1XXXXXXX000000KXDCBADcBA011XXXXWr1數(shù)011XXXXSt圖1-3 74LS192功能圖圖中：LOAD為置數(shù)端，UP為加計數(shù)端，DOW為減計數(shù)端，CO'為非同步進 位輸出端，BO'為非同步借位輸出端，A、B、C、D為計數(shù)器輸入端，CLR為清除 端, Q0 Q1、Q2、Q3為

6、數(shù)據(jù)輸出端。計數(shù)器的級連使用一個十進制計數(shù)器只能顯示09十個數(shù)，為了擴大計數(shù)器范圍，常用多個十 進制計數(shù)器級連使用。同步計數(shù)器往往設有進位（或借位）輸出端，故可選用其 進位（或借位）輸出信號來驅動下一級計數(shù)器。2武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書3武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書122 74IS48引腳與功能圖74ls48引腳圖如下:#武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書#武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書nnnnnnnri11121314嗎16171319Af.CBEFGHIJ1LIupWAMM)紀is功能LIEEIDcB止abcdfEE0I1000011:1

7、I1101JC0001010Qfl031Jf00I11110110131K00I11111001g11fl1001011001151fl1011101101161Kfl1110Q11111T1tfl111111100fl01E1I10001:11I119I1Q0I11:10011101Jf10I71000110I111JC10I:0Q110fl11x:100101s0011E111101110010111411110100R1111IB11111100000fl061JXXIz00QR00fl02RBI10 00Q0000Q00003LI0?XXiX11111I1420CLTAFCD彥詳碼語驅

8、云”器圖1-5 74IS48 引腳圖74ls48功能圖如下：圖1-6 74IS48 引腳圖功能圖74LS48除了有實現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA和輸出（YaYg） 端外，7448還引入了燈測試輸入端（LT和動態(tài)滅零輸入端（RBI）,以及既有 輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動態(tài)滅零輸出（BI/RBO）端。由7448真值表可獲知7448所具有的邏輯功能：（1）7 段譯碼功能（LT=1, RBI=1）在燈測試輸入端（LT）和動態(tài)滅零輸入端（RBI）都接無效電平時，輸入 DCBA 經7448譯碼，輸出高電平有效的7段字符顯示器的驅動信號，顯示相應字符。除DCBA = 0000外，RBI也

9、可以接低電平，見表 1中116行。（2）消隱功能（BI=0）此時BI/RBO端作為輸入端，該端輸入低電平信號時，表1倒數(shù)第3行，無論LT和 RBI輸入什么電平信號，不管輸入 DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“ 0” 7段顯示器 熄滅。該功能主要用于多顯示器的動態(tài)顯示。（3）燈測試功能（LT= 0）此時BI/RBO端作為輸出端， 端輸入低電平信號時，表1最后一行，與 及DCBA 輸入無關，輸出全為“ 1”顯示器7個字段都點亮。該功能用于7段顯示器測試， 判別是否有損壞的字段。（4）動態(tài)滅零功能（LT=1, RBI=1）此時BI/RBO端也作為輸出端，LT端輸入高電平信號，RBI端輸入低電平信號， 若

10、此時DCBA = 0000表1倒數(shù)第2行，輸出全為“ 0”，顯示器熄滅，不顯示這 個零。DCBA0，則對顯示無影響。該功能主要用于多個 7段顯示器同時顯示時 熄滅高位的零。4武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書123 CD4017 引腳圖與功能其引腳圖如下：V5 -11VY1 2nR¥0MClBENCT >1017Yfi"'512(X)Y7_6HY9¥3 71089Y倉圖1-7 CD4017引腳圖十進制計數(shù)/分頻器CD4017,其內部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是00、01、02、09依次出現(xiàn)與時鐘

11、同步的高電平，寬度等于時鐘周期。CD4017有 10個輸出端（0曠09和1個進位輸出端05-9。每輸入10個計 數(shù)脈沖，05-9就可得到1個進位正脈沖，該進位輸出信號可作為下一級的時 鐘信號。CD4017有 3個輸入端（MR CP0和CP1，MF為清零端，當在 MF端上加高電 平或正脈沖時其輸出00為高電平，其余輸出端（0109均為低電平。CP0和 CPI是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由CPI端輸入。設置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便， 可驅動更多二極管發(fā)光。由此可見，當CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)， 故

12、可直接用作順序脈沖發(fā)生器。5武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書6武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書2 Multism仿真與分析2.1仿真電路圖IICQPHlEIIWIMGIPPNwnrJ1FI7 NLMIT4LWWF1LitCF.： !- 瓷wwIUS WllfWaa »*WT4LAHnIN圖2-1總電路圖電路圖解析：如上圖所示，電路功能的實現(xiàn)主要是通過 CD4017的順序輸出高 電平特性來依次控制計數(shù)器不同進制，然后通過 74LS48譯碼管和七段顯示管顯 示。并通過CD4017的輸出再經過幾個或門來控制置數(shù)模塊。2.2仿真結果221仿真結果圖7武漢理工大學數(shù)字電子電

13、路基礎課程設計說明書#武漢理工大學數(shù)字電子電路基礎課程設計說明書1UI1 1-IIUUVLJ K " TBI圖2-2仿真結果圖如上圖所示，電路按20-0-20-0-120-0-300-0-180-0-60-0 變化，達到設計要求。3實物調試中的問題與解決方法3.1實物圖 二一 *二-LEtccccfcccc cccooe-ccrf .>3>3-l$2 fcccGcQ 1 06c-Goer - pmnao 匚£££-£>£: ccccc mun 一 £ r-cc_GC oaQecct* dgHQaob 口 一

14、 £cccc匚 O £ T吞*dooficl- de總 -cc亠 39. 二Q 一 E崔i 33- 20- 54 一 xcJo -*.s4-QCC畫 亠 O0GO0-OG一 009009 -cfi-tc匚 Q«C-CQD -b -aOQdplaQ -rcb 'C匚C£G«Q 圖3-1作品實物圖3.2調試中發(fā)現(xiàn)的問題在調試過程中，發(fā)現(xiàn)電路始終沒有按仿真出來的結果變化，顯示器顯示不規(guī) 律，后面通過檢查發(fā)現(xiàn)是其中一個芯片壞了， 讓后有調試了幾下，又不小心把剩 下的幾個芯片燒壞了。因所購買的材料不多，而且元器件已焊牢固定，課設只能 到此為此，不

15、能不說這是一個遺憾。4小結與感想通過本次課設，我對數(shù)字電子電路域邏輯設計這門課程有了更為深入的理解， 同時在做課設的過程中加深了所學知識，并在對電路進行仿真的過程中對 multism這個工具的了解更加深刻。過程中通過對比自己與隊友的方案了解許多 設計上的不足。當我們看著線路一次比一次正確，我們組人的心里都有了一中很 強的成就感，雖然最后由于種種原因有一小部分功能不能實現(xiàn)， 但是這并不能掩 蓋我們在這兩周時間里的收獲，從設計到動手，從難點到解決，我們一步一步讓 自己充實，讓我們自已感覺到自己沒錯，在這過程中我們也學會了團的力量， 從 各個模塊的分工到工具箱的輪番接線再到一起在寢室解決難點，我們學到了團 隊、信心和耐心。感謝我的合作伙伴，感謝學校給我們提供了這樣一個自由的時 間舞臺，最重要的是要感謝老師給我們的細心輔導，謝謝！5參考文獻1 沈尚賢，電子技術導論，高等教育出版社，19862 何金茂，童詩白，電子技術基礎匯編，高等教育出版社，19923 王小海，張安元，集成電子技術基礎教程，高等教育出版社，20024 汪建民，電子線路設計與應用，高等教育出版社，2004 劉京，數(shù)字集成電子技術基礎，東南大學出版社，1994附表一：本科