簡易循環(huán)電路設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上湖南工程學(xué)院課 程 設(shè) 計課程名稱 數(shù)字電子技術(shù) 課題名稱 簡易順序控制 專 業(yè) 自動化 班 級 1101 學(xué) 號 11 姓 名 謝飛 指導(dǎo)教師 周京廣 2013 年 11 月 27 日湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù) 題 目：簡易順序控制器（自選參數(shù)） 專業(yè)班級： 自動化1101 學(xué)生姓名： 謝飛 學(xué) 號： 11 指導(dǎo)老師： 周京廣 審 批： 任務(wù)書下達日期：2013年 11月 27日設(shè)計完成日期 ：2013年 12月 10日設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求 一、 任務(wù)與要求：設(shè)計并制作一個簡易順序控制器，使執(zhí)行機構(gòu)按一定的程序工作，要求如下：1、 執(zhí)行機構(gòu)的

2、加工程序步驟為五步，第一步 6 秒，第二步 8 秒，第三步為 12秒，第四步為16秒，第五步為 32秒，按順序依次動作；2、 用顯示器顯示順序控制器的各步加工時間（用倒計時方式）；3、 用發(fā)光二極管顯示控制器的各道工序；4、 用顯示器顯示加工步數(shù)；5、 功能擴展（自選）二、設(shè)計要求：1、 設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖；2、 設(shè)計各單元電路，給出具體設(shè)計思路、電路器件；3、 總電路設(shè)計；4、 安裝調(diào)試電路；5、 寫出設(shè)計報告；主要設(shè)計條件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)計封面；2、 課程設(shè)計任務(wù)書；3、

3、說明書目錄；4、 設(shè)計總體思路，基本原理和框圖；5、 單元電路設(shè)計（各單元電路圖）；6、 總電路設(shè)計（總電路圖）；7、 安裝、調(diào)試步驟；8、 故障分析與電路改進；9、 總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會；10、 附錄（元器件清單）；11、 參考文獻；12、 課程設(shè)計成績評分表。進 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)計星期三開始1、 計算機仿真2、 測試元器件3、 調(diào)試單元電路4、 調(diào)試總電路第二周 星期三星期四 1、 調(diào)試驗收2、 寫課程設(shè)計報告書 星期五 答辯地 點：實驗樓四樓 電子綜合實驗室參 考 文 獻 電子技術(shù)課程設(shè)計歷雅萍、易映萍編電子技術(shù)課

4、程設(shè)計指導(dǎo) 彭介華、主編 高等教育出版社 電子線路設(shè)計、實驗、測試 謝自美主編華中理工出版社。專心-專注-專業(yè)目錄第1章 設(shè)計總體思路和框圖11.1 設(shè)計總體思路11.2 設(shè)計方框圖2第2章 單元電路設(shè)計32.1倒計時顯示模塊32.2 步驟計數(shù)模塊42.3 數(shù)據(jù)選擇模塊5第3章 安裝和調(diào)試步驟6第4章 故障分析與電路改進74.1 常見的故障現(xiàn)象74.2 產(chǎn)生故障的主要原因及解決方法7第5章 總設(shè)計電路圖8第6章 總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會9元器件清單11參考文獻12電氣與信息工程系課程設(shè)計評分表13第1章 設(shè)計總體思路和框圖1.1設(shè) 計 總 體 思 路當(dāng)秒脈沖進入低位192芯片的CP時，根據(jù)其功能開始

5、由4倒計時，當(dāng)由4走到0時，顯示器個位和十位的輸出端輸出都是0，將兩塊74LS192進行集聯(lián)，將個位的借位作為十位CP 的脈沖輸入，秒個位每進行一次循環(huán)就向高位十位輸入一個脈沖，高位就減1（如果秒十位大于等于1），如果秒十位是0，當(dāng)個位每循環(huán)一次，兩塊級聯(lián)的74LS192就向74LS160送入一個脈沖，這時顯示步數(shù)的數(shù)碼管顯示的數(shù)值就加1，進行下一步的計數(shù)，直到進行第5步，如此循環(huán)往復(fù)。對于兩塊74LS192的預(yù)置數(shù)問題則用74LS138和數(shù)個門電路來進行數(shù)據(jù)選擇從而實現(xiàn)初始置數(shù)。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)，同時數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C與74

6、LS160的輸出端QA、QB、QC對應(yīng)相連以實現(xiàn)兩塊級聯(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現(xiàn)74LS192的初始置數(shù)走到00時向74LS160輸入一個脈沖而進行下一步的倒計時計數(shù)，從而完成任務(wù)設(shè)計要求。1.2 設(shè)計方框圖:由設(shè)計思路可以得到方框圖，通過給倒計時計數(shù)器脈沖和數(shù)據(jù)選擇器送數(shù)來控制倒計時模塊，再通過倒計時模塊來控制步驟計數(shù)器，然后步驟計數(shù)器控制數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)庫選擇器又控制倒計時模塊，如此循環(huán)下去。其設(shè)計方框圖如下所示：數(shù)據(jù)選擇器脈沖2位倒計時計數(shù)器步驟計時器譯碼顯示譯碼顯示第2章 單元電路設(shè)計2.1倒 計 時 顯 示 模

7、塊由2片LED四段顯示器組成顯示模塊，用來顯示從計數(shù)器輸出端送來的數(shù)據(jù)。計數(shù)模塊由2個十進制計數(shù)器集成芯片（74LS192）組成，它們之間是通過BO端進行借位的，從低位到高位一級一級的借位，使顯示器從計數(shù)器集成芯片每個步驟所置的數(shù)循環(huán)顯示。計數(shù)個位的192脈沖由外信號控制，十位的脈沖由個位的192芯片借位端BO提供，顯示器個位和十位通過兩塊74LS192相連接，具體連接如下圖：2.2步驟計數(shù)模塊 74LS160芯片的輸出端接顯示器，其中74LS160芯片的脈沖是從74LS192的輸出經(jīng)過或門得到的，倒計時減到零時就給步驟計數(shù)模塊一個脈沖，當(dāng)計到第五步時再將示數(shù)置為零，其原理圖如下圖所示： 2.

8、3數(shù)據(jù)選擇模塊執(zhí)行機構(gòu)的加工程序步驟為五步，第一步為6秒，第二步為8秒，第三步為12秒，第四步為16秒，第五步為32秒。使用74LS138進行制數(shù)，真值表如下：Q2Q1Q0D7D6D5D4D3D2D1D0制數(shù)00100000110Y1601000001000Y2801100010010Y31210000010110Y41610100110010Y532由上表可得：D1=Y1Y3Y4Y5 D4=Y3Y4Y5 D2=Y1Y4 D5=Y5 D3=Y2 D0=D6=D7=0 由上式一一對應(yīng)74LS138芯片一一對應(yīng)管角Y1Y5結(jié)合門電路就可以得到相應(yīng)的D1D5，從而達到制數(shù)的目的。具體模塊如下第3章

9、安裝、調(diào)試步驟在安裝的過程中，通過上上下下幾次的接線經(jīng)驗，我覺得接線最重要的就是合理的布局，前幾次失敗就是因為線路太過復(fù)雜，沒有做到接線的整潔性。而合理的布局會為以后的接線帶來很大的方便，不僅使實驗誤差減少，最重要的是方便我們檢查線路，還有就是檢查芯片的好壞這也是關(guān)鍵的一步，再者就得說實驗臺的插槽選擇，要選那些有標記的插槽，以保證芯片的連接。 接線的時候切不能著急，要仔細，認真的接好每一根線，還有就是我們要一步一步來，接好一個芯片就應(yīng)該馬上檢查，看是否有漏接。確保沒有問題之后，再接下一個芯片，尤其注意芯片與芯片之間的聯(lián)線，模塊接好當(dāng)場檢查。接好每一個芯片之后，接下來一定不要忘了每個芯片的電源和

10、地線是否接好。對每一個芯片的引腳我們應(yīng)該記好他們的輸入和輸出端，不要接錯，芯片應(yīng)該多備份幾個，有些芯片可能引腳太短，導(dǎo)致接觸不良。 檢測各個芯片及導(dǎo)線，只有好的芯片和導(dǎo)線才有可能實現(xiàn)其功能。如果是壞的芯片或?qū)Ь€，設(shè)計的再好的電路也不可能實現(xiàn)功能，所以不要小看這個步驟。按照已經(jīng)設(shè)計好的電路圖接線，由于線路比較復(fù)雜，所以接線也要合理，美觀。這樣對以后的線路檢查也會帶來方便。而對于接好了，但不能正常工作的部分需要進行調(diào)試處理。對不能正確工作的模塊進行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進行檢查。直到檢查出問題并解決出現(xiàn)的問題為止。當(dāng)然最后還

11、是通電看看所有功能是否能按照任務(wù)書上的顯示，如果沒錯，那么就成功了。第4章 故障分析與電路改進4.1常見的故障現(xiàn)象在本次課程設(shè)計中我們遇到了常見的幾個故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確；（2）不能正確置數(shù)。4.2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，這個原因在我們這個小組最明顯，我們不得不反復(fù)檢查線路，反復(fù)接線。2芯片損壞。在使用的時候由于短路造成芯片損壞，換了一個芯片就可以了。3接線錯誤。改成

12、正確的接線。（2）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。一個一個排查導(dǎo)線和插槽。2被置數(shù)的192芯片沒有收到置數(shù)信號。重新接線，確保接觸良好。 第5章 總設(shè)計電路圖 第6章 總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會當(dāng)老師說我們要進行兩周的電子設(shè)計的時候，我一臉茫然，不知道該從哪里下手，其實一開始的時候，由于實驗臺不足，所以我被分配到了一個箱子，用箱子辛辛苦苦的將芯片接好在電路板上之后，打開實驗箱通電時卻發(fā)現(xiàn)實驗箱的顯示器是壞的，就這樣白白的浪費了一天。第二天就跑去問老師，經(jīng)過仔細詢問老師叫我們?nèi)嶒炁_上完成。在老師的幫助下我們找到了一個實驗臺。開始的時候由于沒有測試芯片的好壞，接的第一遍沒有出結(jié)果，

13、經(jīng)過商討我們果斷的決定拆線重接，經(jīng)過上次的教訓(xùn)我們將每個芯片好好的檢查了一遍，最好發(fā)現(xiàn)原來有個192是損壞的。接第二遍的時候又因為在實驗臺上沒有選好布局，只管著選實驗臺上好的插槽，導(dǎo)致接線太過復(fù)雜，無法檢查到底何處出了錯誤，實驗失敗.也不知道經(jīng)過了多少次失敗，多次的移動芯片，多次的接線方法，最后我們決定一個一個芯片的來接，從最基本的弄起，每個芯片的引腳圖牢記在心里，這次是我們接線最久的一次，也是我們最仔細的一次，每根線都檢查了好幾遍。感謝課程設(shè)計是這么一個可以讓我們自由發(fā)揮的舞臺，因為在這說長不長說短不短的兩周時間里我重新拾起了很多以前忘記的知識，現(xiàn)在想起來發(fā)現(xiàn)原來我們學(xué)習(xí)的很多東西都是互相聯(lián)

14、系的，并且與實際也密切相關(guān)，在課程設(shè)計當(dāng)中我有因為成功開心過，也曾因為電路試驗失敗而沮喪過，但是在操作過程中我真正感覺到了課程設(shè)計的魅力。這次實驗不僅給了我們一次鍛煉的機會，也帶給了我們很多快樂，當(dāng)我們看到實驗一步一步正確時，我們很激動，雖然我們接受更多的是失敗，但我們并沒有放棄，一步一個腳印，直到最后的成功。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(xué)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(xué)到了團隊、信心和耐心。感謝我的合作伙伴，感謝學(xué)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(dǎo)，謝謝！

15、電子器件借還情況登記表班 級： 姓 名： 時 間：聯(lián)系電話： 組（桌）號： 指導(dǎo)教師：課題名稱：名稱型號領(lǐng)取數(shù)量（個）丟失數(shù)量備注四2輸入與非門74LS00四2輸入正或非門74LS02六反向器74LS04四2輸入正與門74LS08四2輸入正與門（oc）74LS09三3輸入正與非門74LS10雙四輸入正與非門74LS20四2輸入正或門74LS324線-10線譯碼器74LS48雙上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器74LS74雙JK觸發(fā)器74LS76四位數(shù)值比較器74LS85四異或門74LS86雙下降沿JK觸發(fā)器74LS112單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121四總線緩沖器74LS1253線-8線譯碼器74LS1383線-8線優(yōu)先編碼器74LS1488選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153二進制同步計數(shù)器（異）74LS161十進制同步加/減計數(shù)器74LS192移位寄存器74LS194四2輸入正與非門CD4011十進制同步計數(shù)器74LS160555定時器555顯示器8段共陰三極管