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(cè)試方法；（2）進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(hào)，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(hào)，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(hào)，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)字

3、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75

4、LS48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(hào)，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(hào)，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(hào)，使電梯停止運(yùn)行并開門，所用的顯示為lamp1=0，lamp2

5、=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其

6、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(duì)位數(shù)進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)對(duì)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(qǐng)求信號(hào) ，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)器

7、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)鐘脈沖輸入&

8、#160;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(jiǎn)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(duì)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(zhǎng)補(bǔ)短的過程，讓我在理