電梯自動(dòng)控制系統(tǒng) 數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)學(xué)院：計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院參考資料：圖書館藏書和課本2010年7月2日計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所1、目的（1）讓學(xué)生掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測試方法；（2）進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，提高運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力；（3）初步掌握使用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路的方法，包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程；（4）經(jīng)過查資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、使學(xué)生得到一次較全面的工程實(shí)踐訓(xùn)練，通過理論聯(lián)系實(shí)際，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)后的工作打下基礎(chǔ)。2.課程設(shè)計(jì)題目

2、高樓電梯自動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求：(1)系統(tǒng)控制的電梯往返于1-9層樓。(2)乘客要去的樓層數(shù)可手動(dòng)輸入并顯示（設(shè)為A數(shù)）。(3)電梯運(yùn)行的樓層數(shù)可自動(dòng)顯示（設(shè)為B數(shù)）。(4)當(dāng)A>B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)序信號，使電梯上升；當(dāng)A<B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)序信號，使電梯下降；當(dāng)A=B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)停機(jī)的信號，使電梯停止運(yùn)行并開門；(5)梯是上升還是下降各層電梯門外應(yīng)有指示，各層電梯門外應(yīng)有使電梯上升或下降到乘客所在樓層的控制開關(guān)。3.所用主要器件和設(shè)備（1）數(shù)值比較器74LS85 一片；（2）十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器 74LS192 一片；（3）七段數(shù)

3、字譯碼顯示系統(tǒng)（4）十進(jìn)制至二進(jìn)制普通編碼器4.設(shè)計(jì)思想步驟<1>實(shí)驗(yàn)思想剛開始的實(shí)現(xiàn)是分模塊的，然后在每個(gè)模塊的功能都實(shí)現(xiàn)之把它們連接起來，分為三個(gè)模塊，即輸入的二進(jìn)制到十進(jìn)制的數(shù)值編碼轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)值比較模塊和可逆計(jì)數(shù)模塊。二進(jìn)制到十進(jìn)制的數(shù)值編碼轉(zhuǎn)換模塊包括樓層選擇器、狀態(tài)顯示器、譯碼器和樓層顯示器。乘客在電梯中選擇所要到達(dá)的樓層，選擇樓層是通過開關(guān)控制輸入的，為了是所想要去的樓層數(shù)更加直觀的顯示出來，將開關(guān)控制數(shù)入關(guān)又一次按高地位接到七段顯示系統(tǒng)上，然后用十進(jìn)制的方式顯示出來。電梯運(yùn)行時(shí)的樓層數(shù)也是通過接到七段數(shù)字譯碼顯示系統(tǒng)而直觀顯示的。七段數(shù)字譯碼顯示系統(tǒng)由譯碼/驅(qū)動(dòng)器7

4、5LS48和共陰極數(shù)碼管BS201A組成 數(shù)值比較模塊：我們假設(shè)用戶輸入想去的樓層數(shù)為A，電梯實(shí)際所在的樓層數(shù)為B，將三種比較結(jié)果接三個(gè)燈lamp1,lamp2,lamp3，用高低電平的不同來顯示電梯的三種不同狀態(tài)，（1表示燈亮，0表示燈滅）即：當(dāng)A>B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)序信號，使電梯上升，所用的顯示為lamp1=1，lamp2=0，lamp3=0；當(dāng)A<B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)序信號，使電梯下降，所用的顯示為lamp1=0，lamp2=0，lamp3=1；當(dāng)A=B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)停機(jī)的信號，使電梯停止運(yùn)行并開門，所用的顯示為lamp1=0，lamp

5、2=1，lamp3=0；所用的4位數(shù)值比較器的原理：集成數(shù)值比較器74LS85是位數(shù)值比較器，其功能如下： 從功能表可以看出，該比較器的比較原理和兩位比較器的比較原理相同。兩個(gè)位數(shù)的比較是從的最高位A3和的最高位B3進(jìn)行比較，如果它們不相等，則該位的比較結(jié)果可以作為兩數(shù)的比較結(jié)果。若最高位A3B3，則再比較次高位A2和B2，余類推。顯然，如果兩數(shù)相等，那么，比較步驟必須進(jìn)行到最低位才能得到結(jié)果。 真值表中的輸入變量包括A3與B3、A2與B2、A1與B1、A0與B0和與的比較結(jié)果。其中和是另外兩個(gè)低位數(shù)，IA>B、IA<B和IA=B是它們的比較結(jié)果。設(shè)置低位數(shù)比較結(jié)果輸入端是為了能與

6、其他數(shù)值比較器連接，以便組成位數(shù)更多的數(shù)值比較器。根據(jù)位數(shù)值比較器邏輯表達(dá)式可知： 再根據(jù)74LS85的功能表可得： 上式與邏輯圖一致。由上式可以看出，僅對位數(shù)進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)對IAB、IAB和IA=B進(jìn)行適當(dāng)處理，即IABIAB0，IA=B=1。 可逆計(jì)數(shù)模塊：用芯片74LS192來實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)數(shù)，首先考慮輸入端口，一個(gè)異步復(fù)位端口reset，用于在系統(tǒng)不正常時(shí)回到初始狀態(tài)；其次是輸出端口，用戶根據(jù)自己的需要輸入想去的樓層數(shù)位A，和電梯所在樓層數(shù)作比較，即有升降請求信號 ，如果是下降的情況，通過計(jì)數(shù)器一直遞減到B位置，此時(shí)只有l(wèi)amp2亮，表示所在的樓層已到，如果是上升情況，則通過計(jì)數(shù)

7、器顯示遞加到B，低價(jià)的過程只有l(wèi)amp1亮，表示電梯處于上升狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所在樓層變?yōu)閘amp2亮，電梯停止，提示用戶已到所在樓層。可逆計(jì)數(shù)器的實(shí)驗(yàn)原理：十進(jìn)制至二進(jìn)制普通編碼器： 74192引腳圖真值表： MRPLCPUCPDMODE工作模式HXXXReset (Asyn.)清除LLXXPreset (Asyn.)預(yù)置LHHHNo Change保持LHHCount Up加計(jì)數(shù)LHHCount DowN 減計(jì)數(shù)H=高電平 L=低電平 X=不定（高或低電平） =由“低”“高”電平的躍變引腳功能表：  CPU  Count Up Clock Pulse Input 計(jì)數(shù)芯片時(shí)鐘脈

8、沖輸入 CPD Count Down Clock Pulse Input 倒計(jì)時(shí)時(shí)鐘脈沖輸入 MR  Asynchronous Master Reset (Clear) Input 異步主復(fù)位（清除）輸入 PL Asynchronous Parallel Load (Active LOW) Input 異步并行負(fù)載（低電平）輸入 Pn Parallel Data Inputs 并行數(shù)據(jù)輸入 Qn Flip-Flop Outputs (Note b) 觸發(fā)器輸出（附注b ） TCD Terminal Count Down (Borrow) Output (Note b) 終端倒計(jì)時(shí)（借）輸出（注b ） TCU  Terminal Count Up (Carry) Output (Note b) 終端數(shù)最多輸出（注b ）<2>電梯控制的簡化邏輯圖如下，5、驗(yàn)收時(shí)間：7月2日上午十點(diǎn)左右6、總結(jié)：這次實(shí)驗(yàn)也算是讓我對74系列的芯片的原理和用法有了更進(jìn)一步的了解。其搜索資料和構(gòu)造構(gòu)思的過程是一個(gè)自我學(xué)習(xí)的過程，鍛煉了我的邏輯思維能力，同時(shí)與同學(xué)合作共同完成實(shí)驗(yàn)的過程也是一個(gè)相互取長補(bǔ)短的過程，讓我在理