數(shù)電課程設(shè)計 電梯控制系統(tǒng)

1、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 簡易電梯控制系統(tǒng) 專 業(yè) 自 動 化 班 級 1081 學(xué) 號 201013110111 姓 名 羅 超 超 指導(dǎo)教師 龔 志 鵬 2012年 11月 23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： 簡易電梯控制系統(tǒng) 專業(yè)班級： 自動化1081 學(xué)生姓名： 羅 超 超 學(xué)號:11 指導(dǎo)老師： 龔 志 鵬 審 批：任務(wù)書下達日期 2012年11月19日 星期一 設(shè)計完成日期 2012年11月23日 星期五 設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求一 設(shè)計內(nèi)容：1、 顯示方式：以LED數(shù)碼管形式顯示0-3；2、 主要功能：一共有四層樓，樓

2、層標(biāo)記用0-3表示，假設(shè)每次只有有一層樓有呼叫，按下呼叫按鈕后，呼叫樓層指示燈亮，電梯將從當(dāng)前樓層運行到呼叫樓層，指示燈熄滅；3、 超重報警：擋電梯超重時，報警燈亮，電梯拒絕運行；4、 系統(tǒng)復(fù)位：系統(tǒng)能手動復(fù)位，復(fù)位后，電梯停在第層；5、 其他功能（任選） 二、設(shè)計要求：1、思路清晰，給出整體設(shè)計框圖和總電路圖；2、單元電路設(shè)計，給出具體設(shè)計思路和電路；3、寫出設(shè)計報告； 主要設(shè)計條件1 提供調(diào)試用實驗室；2 提供調(diào)試用實驗箱和電路所需元件及芯片；3 所用設(shè)備及元件需在設(shè)計后歸還。 說明書格式1 課程設(shè)計封面；2 任務(wù)書；3 說明書目錄；4 設(shè)計總體思路，基本原理和框圖（總電路圖）；5 單元電

3、路設(shè)計（各單元電路圖）；6 安裝、調(diào)試步驟；7 故障分析與電路改進；8 總結(jié)與體會；9 附錄（元器件清單）；10 參考文獻;11 課程設(shè)計成績評分表;12 設(shè)計報告采用16k紙打印; 進 度 安 排第三周：星期一:課題內(nèi)容介紹和查找資料；星期二星期五:總體電路設(shè)計和分電路設(shè)計，電路仿真，修改方案；第四周：星期一星期二:電路設(shè)計，電路仿真，修改方案星期三: 安裝、調(diào)試電路；星期四: 驗收電路，整理實驗室及其它事情，寫設(shè)計報告，打印相關(guān)圖紙；星期五:答辯； 參 考 文 獻1、電子系統(tǒng)設(shè)計 高等教育出版社 馬建國 主編2、電子線路設(shè)計、實驗、測試（第二版） 華中理工大學(xué)出版社 謝自美 主編3、新型集

4、成電路的應(yīng)用-電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 華中理工大學(xué)出版社 梁宗善 主編3、現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù) 機械工業(yè)出版社 李榮良主編數(shù)字電路設(shè)計與制作 科學(xué)出版社 湯山俊夫 著目 錄一、系統(tǒng)總體設(shè)計方案及系統(tǒng)框圖- 2 -1.1設(shè)計方案：- 2 -1.2設(shè)計原理：- 2 -1.3系統(tǒng)總電路圖：- 3 -二、單元電路的設(shè)計- 3 -2.1信號的輸入，鎖存及顯示：- 3 -2.2控制編碼發(fā)生器:- 4 -2.3系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計數(shù)：- 5 -三、安裝與調(diào)試步驟- 6 -3.1安裝步驟：- 6 -3.2調(diào)試步驟:- 6 -四、故障分析與電路改進- 7 -4.1故障分析：- 7 -秒脈沖信號發(fā)生電路是否

5、產(chǎn)生脈沖：- 7 -數(shù)碼顯示管不能正常顯示：- 7 -信號燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示：- 7 -4.2電路改進：- 8 -五、總結(jié)與體會- 8 -六、附錄（元器件清單）- 9 -一、系統(tǒng)總體設(shè)計方案及系統(tǒng)框圖1.1設(shè)計方案：系統(tǒng)的時鐘脈沖信號是由函數(shù)發(fā)生器發(fā)生。時鐘信號通過一定與門和與非門輸入同步加減計數(shù)器74LS192N，控制其加減計數(shù)。系統(tǒng)的開關(guān)控制電路是由D觸發(fā)器和與非門構(gòu)成，控制信號燈的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的核心電路是由編碼器74LS148N，數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步可加減計數(shù)器74LS192N，與一定的門電路組成，實現(xiàn)對電梯的上升和下降的控制。1.2設(shè)計原理： 系統(tǒng)的信號燈控制部分是

6、由開關(guān)和D觸發(fā)器構(gòu)成，開關(guān)先接高電平，按下開關(guān)時，給了一個高電平觸發(fā)信號輸入給D觸發(fā)器使其鎖存高電平信號，從而使信號燈一直亮直到信號結(jié)束。系統(tǒng)的核心部分是由編碼器74LS148N，數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步十進制可逆計數(shù)器74LS192N，譯碼器CD4511和一定的門電路組成。按下開關(guān)時，產(chǎn)生的高電平信號由D觸發(fā)器傳給74LS148N編碼器，產(chǎn)生后的編碼輸入74LS85數(shù)據(jù)比較器，通過與74LS192N輸出編碼比較，產(chǎn)生的信號再連接時鐘信號通過一定的門電路輸入74LS192N計數(shù)器，控制計數(shù)器的加減，從而實現(xiàn)電梯的上升與下降。1.3系統(tǒng)總電路圖：二、單元電路的設(shè)計2.1信號的輸入，鎖存及顯示

7、：該單元電路如下圖所示：將D觸發(fā)器的Q非端與D端相連組成T觸發(fā)器，當(dāng)時鐘輸入端CLK輸入高點平，Q端的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。D觸發(fā)器的復(fù)位端輸入復(fù)位信號，Q端輸出低電平，LED燈熄滅。2.2控制編碼發(fā)生器:2.3系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計數(shù)： D觸發(fā)器鎖存高電平信號時，把高電平通過Q端輸入編碼器74LS148N，從而編碼器開始編碼，編碼后的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步加減計數(shù)器74LS192N的輸出端的數(shù)據(jù)同時也輸入數(shù)據(jù)比較器，通過比較后，數(shù)據(jù)比較器的輸出端，連接時鐘信號通過與非門電路，從而控制了計數(shù)器的加減，實現(xiàn)了電梯的上升與下降。復(fù)位開關(guān)設(shè)置與74LS192的14號CLR管腳，另一端用一

8、高低電平控制。三、安裝與調(diào)試步驟3.1安裝步驟：按照系統(tǒng)總的電路圖，合理規(guī)劃電路總布局，盡量使電路連接簡單、明了。首先一個模塊一個模塊連接，連接好一個模塊，就檢測一個，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等，以防整體檢測時不必要的麻煩。整體連接完畢，進行調(diào)試，看是否和仿真結(jié)果相同。如有出入，仔細檢測電路，查出問題所在。這樣不斷調(diào)試，直到達到預(yù)期結(jié)果。改進布線，力求精簡。3.2調(diào)試步驟:打開電源開關(guān)，接通電源，觀察信號燈和數(shù)碼顯示管的變化。如有問題，首先檢查是否有電線松動，然后再調(diào)試其它部分。檢查信號燈和數(shù)碼顯示管是否有損壞。如果以上都們問題的話，此時應(yīng)該分成一個一個單元電路來調(diào)試，包括芯片

9、，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等。四、故障分析與電路改進4.1故障分析：秒脈沖信號發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖：把萬用表調(diào)到5V電壓檔，萬用表負極接地，正極接74LS00管腳“1”針腳，芯片通電后，看電壓變化是否變化明顯，高電平大于3V，低電平小于0.4V。如果不能產(chǎn)生脈沖，檢測74LS00管腳是否接對，電阻和電容是否接正確，如果不是這些問題，就通過換芯片，看是否是芯片的問題，如果芯片也沒問題，就檢測是不是電路板有問題。數(shù)碼顯示管不能正常顯示：看數(shù)碼管是怎樣顯示的，如果顯示亂碼，檢查譯碼芯片CD4511是否接線正常，然后檢查各針腳對應(yīng)輸出是否正確，最后檢查數(shù)碼管接線是否正確。如果數(shù)碼管中某些段不亮，

10、檢查接線是否正確，對應(yīng)針腳電壓是否變化。如果是某些段不滅也不完全亮，換一個數(shù)碼管試試。信號燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示：檢查信號燈是否能發(fā)光，然后檢查信號燈接線處是否良好，最后檢查接線是否按照狀態(tài)方程連接正確。數(shù)碼顯示管與信號燈配合有問題：按下某樓層的開關(guān)時，信號燈亮，當(dāng)數(shù)碼顯示管顯示到相應(yīng)的樓層時，信號燈熄滅。如果不是以上的結(jié)果，首先檢查JK觸發(fā)器的管腳是否連接好以及是否正確。然后再檢查同步可加減計數(shù)器74LS192N的管腳是否連接好以及是否正確。接著就是數(shù)據(jù)比較器74LS85以及編碼器74LS148N的管腳連接正確與否。一步步檢查后，此問題便可解決。4.2電路改進： 總體來說，我覺得我設(shè)計

11、的這個簡易電梯控制系統(tǒng)電路已經(jīng)達到了最初的要求。簡潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的是只具備單請求功能，多個樓層的請求則不再該設(shè)計的范圍，簡易電梯的電路設(shè)計還有待進一步的完善五、總結(jié)與體會數(shù)電課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.回顧起此次課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在短短的幾個星期內(nèi)，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次數(shù)電課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的

12、，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做數(shù)電課程設(shè)計，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 這次數(shù)電課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在龔老師的辛勤指導(dǎo)下，終于達到了預(yù)期的效果。同時，在龔老師的身上我學(xué)得到很多實用的知識。總體來說，這次實習(xí)我受益匪淺.在摸索該如何設(shè)計程序使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力.在讓我體會到了設(shè)計的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂. 這次數(shù)電課程設(shè)計，雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分析與設(shè)計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認(rèn)識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認(rèn)識到，數(shù)字電路這門課程在科學(xué)發(fā)展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設(shè)計電路時，遇到很多不理解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思