簡(jiǎn)易順序控制器(湖南工程學(xué)院)-供參考

1、湖南工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱 數(shù)字電子技術(shù) 課題名稱 簡(jiǎn)易順序控制器 專 業(yè) 自 動(dòng) 化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 周京廣 2年 月 1 0 日湖南工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù) 題 目：簡(jiǎn)易順序控制器（自選參數(shù)） 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 周 京 廣 審 批： 任務(wù)書下達(dá)日期：2012 年 月 1 0 日設(shè)計(jì)完成日期 ：2011 年 月 2 2 日設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求 一、 任務(wù)與要求：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)易順序控制器，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的程序工作，要求如下：執(zhí)行機(jī)構(gòu)的加工程序步驟為五步，第一步 6 秒，第二步 12 秒，第三步為 21 秒，第四步

2、為 34秒，第五步為 4 秒，按順序依次動(dòng)作；用顯示器顯示順序控制器的各步加工時(shí)間（用倒計(jì)時(shí)方式）；用發(fā)光二極管顯示控制器的各道工序；用顯示器顯示加工步數(shù)；功能擴(kuò)展（自選其中一種）a：設(shè)計(jì)總循環(huán)次數(shù)b：設(shè)計(jì)總循環(huán)時(shí)間二、設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖；設(shè)計(jì)各單元電路，給出具體設(shè)計(jì)思路、電路器件；總電路設(shè)計(jì)；安裝調(diào)試電路；寫出設(shè)計(jì)報(bào)告；主要設(shè)計(jì)條件提供直流穩(wěn)壓電源、示波器； 提供 TTL集成電路芯片及插接用面包板、導(dǎo)線等。說明書格式課程設(shè)計(jì)封面；課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；說明書目錄；設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖；單元電路設(shè)計(jì)（各單元電路圖）；總電路設(shè)計(jì)（總電路圖）；安裝、調(diào)試步驟；故障分析與電路

3、改進(jìn)；總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì)；附錄（元器件清單）；參考文獻(xiàn)；課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)分表。進(jìn) 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(jì)星期三開始計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試元器件調(diào)試單元電路調(diào)試總電路第二周 星期三星期四 調(diào)試驗(yàn)收寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 星期五 答辯地 點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓四樓 電子綜合實(shí)驗(yàn)室參 考 文 獻(xiàn) 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)歷雅萍、易映萍編電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 彭介華、主編 高等教育出版社 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 謝自美主編華中理工出版社。目錄第1章 設(shè)計(jì)總體思路和框圖11.1 設(shè)計(jì)總體思路1第2章 單元電路設(shè)計(jì)32.1倒計(jì)時(shí)顯示模塊32.2 步驟計(jì)數(shù)模塊42.3

4、數(shù)據(jù)選擇模塊42.4 總循環(huán)次數(shù)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(jìn)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(jì)電路圖8第6章 總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì)9元器件清單10參考文獻(xiàn)10電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)分表11第1章 設(shè)計(jì)總體思路和框圖1.1 設(shè)計(jì)總體思路按照任務(wù)書的要求，我需要設(shè)計(jì)一個(gè)倒計(jì)時(shí)單元電路，一個(gè)步驟計(jì)數(shù)單元電路，一個(gè)發(fā)光二極管顯示單元電路，一個(gè)產(chǎn)生預(yù)置數(shù)的組合邏輯單元電路。步驟計(jì)數(shù)單元電路決定組合邏輯單元電路產(chǎn)生的數(shù)字，組合邏輯單元電路又要提前一步把數(shù)送到倒計(jì)時(shí)單元電路去，倒計(jì)時(shí)完所置的秒數(shù)后會(huì)給步驟計(jì)數(shù)單元電路一個(gè)脈沖使其加一，

5、這樣循環(huán)直到停止。依以上思路可畫出框圖，如下： 脈沖清零 兩位倒計(jì)時(shí)器譯碼器倒計(jì)時(shí)顯示 置位總循環(huán)次數(shù)步驟計(jì)數(shù)器步驟顯示譯碼器 清零五個(gè)LED顯示 譯碼器組合邏輯電路 （產(chǎn)生數(shù)字） 根據(jù)上面的框圖，可分四步完成所需電路。第一步，設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)單元電路；第二步，設(shè)步驟計(jì)數(shù)單元電路；第三步，設(shè)計(jì)產(chǎn)生預(yù)置數(shù)的組合邏輯單元電路；第四步，設(shè)計(jì)發(fā)光二極管顯示單元電路。第五步，設(shè)計(jì)總循環(huán)次數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，我不必在設(shè)計(jì)譯碼器和數(shù)碼管連接電路了（插接用面包板上已經(jīng)接好了），也不需要設(shè)計(jì)脈沖裝置（插接用面包板已提供）。所以在第一步，需要兩個(gè)十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)倒計(jì)時(shí)功能，只需兩個(gè)74ls192進(jìn)行級(jí)聯(lián)；在第

6、二步，需要一個(gè)十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)步驟的控制；在第三步，需要一個(gè)譯碼器與若干邏輯元件來產(chǎn)生預(yù)置數(shù)；第四步，需要四個(gè)發(fā)光二極管（插接用面包板已提供）來顯示加工步數(shù)；第五步，需要用到第二步中的十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)總循環(huán)次數(shù)控制。第2章 單元電路設(shè)計(jì)2.1倒 計(jì) 時(shí) 顯 示 模 塊由2片LED四段顯示器組成顯示模塊，用來顯示從計(jì)數(shù)器輸出端送來的數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)模塊由2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器集成芯片（74LS192）組成，它們之間是通過BO端進(jìn)行借位的，從低位到高位一級(jí)一級(jí)的借位，使顯示器從計(jì)數(shù)器集成芯片每個(gè)步驟所置的數(shù)循環(huán)顯示。計(jì)數(shù)個(gè)位的192脈沖由外信號(hào)控制，十位的脈沖由個(gè)位的192芯片借位端BO提供，顯示器個(gè)

7、位和十位通過兩塊74LS192進(jìn)行集所示聯(lián)，其聯(lián)結(jié)電路圖如下2.2步驟計(jì)數(shù)模塊 74LS161芯片的輸出端接74LS147譯碼器輸入端（實(shí)驗(yàn)是七顯示譯碼器），74LS147譯碼器輸出端再接顯示器，其中74LS161芯片的脈沖是從74LS192的輸出經(jīng)過與非得到的，實(shí)現(xiàn)一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)，倒計(jì)時(shí)減到零時(shí)就給步驟計(jì)數(shù)模塊一個(gè)脈沖，當(dāng)計(jì)到第五步時(shí)再將示數(shù)置為1，其原理圖如下圖所示： 2.3數(shù)據(jù)選擇模塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)的加工程序步驟為五步，第一步為6秒，第二步為12秒，第三步為21秒，第四步為34秒，第五步為04秒，可讓74ls138給74LS192的高低位輸入端，其原理圖設(shè)計(jì)如下：2.4 總循環(huán)次數(shù)模塊 當(dāng)步驟

8、計(jì)數(shù)模塊完成一次周期之后，總循環(huán)模塊自動(dòng)加一，當(dāng)循環(huán)三次之后，全部模塊清零操作。第3章 安裝、調(diào)試步驟把各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局會(huì)為以后的接線帶來很大的方便。這是最基本的一步。 現(xiàn)在就可以接線由于考慮到如果將所有銜接起來再檢查的話可能比較麻煩，改線路也可能因?yàn)榫€多而又要重接，所以我們按照各個(gè)模塊接好當(dāng)場(chǎng)檢查，并且再接線路之前我們還需要檢查我們的各個(gè)器件和工具箱是否可用。 先觀察面板和實(shí)驗(yàn)箱的相關(guān)器件是否完善，儀器的好壞直接決定了實(shí)習(xí)的功敗垂成。然后再觀察它們的構(gòu)造，因?yàn)楸容^熟悉其構(gòu)造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。 檢測(cè)各個(gè)芯片及導(dǎo)線，只有好的芯片和導(dǎo)線才有可能實(shí)現(xiàn)其功能。

9、如果是壞的芯片或?qū)Ь€，設(shè)計(jì)的再好的電路也不可能實(shí)現(xiàn)功能，所以不要小看這個(gè)步驟，這了。按照已經(jīng)設(shè)計(jì)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(duì)以后的線路檢查也會(huì)帶來方便。而對(duì)于接好了，但不能正常工作的部分需要進(jìn)行調(diào)試處理。對(duì)不能正確工作的模塊進(jìn)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(duì)該模塊的上級(jí)模塊進(jìn)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(cuò)，那么就成功了。 第4章 故障分析與電路改進(jìn)4.1常見的故障現(xiàn)象在本次課程設(shè)計(jì)中我們遇到了常見的幾個(gè)故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確

10、；（2）LED顯示不正常；（3）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(gè)原因在我們這個(gè)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(shí)候由于短路造成芯片損壞，換了一個(gè)芯片就可以了。3接線錯(cuò)誤。改成正確的接線。（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(gè)一個(gè)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(hào)。重新接線，確保接觸良好。

11、第5章 總設(shè)計(jì)電路圖第6章 總結(jié)與設(shè)計(jì)調(diào)試體會(huì) 經(jīng)過兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，也有一些體會(huì)。 剛開始接觸到這個(gè)課題時(shí)感覺好像很難，因?yàn)橐郧皩W(xué)的數(shù)電知識(shí)都不熟悉了，于就邊上網(wǎng)查，邊翻書，這樣才畫出一個(gè)框圖來。但給老師看了后，才發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的問題我的預(yù)置數(shù)用的是手動(dòng)開關(guān)，而課題要求的是自動(dòng)產(chǎn)生預(yù)置數(shù)。最后我們組經(jīng)過一天的修改達(dá)到了要求，進(jìn)行仿真，結(jié)果問題又出來了.最后發(fā)現(xiàn)是管腳接錯(cuò)了。仿真對(duì)了去接線時(shí)，又有故障，又花了半天才解決.雖然這其中有很多波折，但我們還是按要求完成了課題，但也因些學(xué)到了很多。 一開始，我連一些元件的功能都不清楚，這次課程設(shè)計(jì)后就對(duì)相關(guān)的元件熟悉了很多，鞏固了以前所學(xué)

12、的知識(shí)。在第二步仿真的時(shí)候，我們用的是EWB，但這個(gè)軟件太低級(jí)了，錯(cuò)了就錯(cuò)了，什么提示都沒有。最后我們還是用multisim才仿真成功的。這也告訴我們，一個(gè)好的工具，是成功的重要因素。在接線路的，我們?yōu)榱朔乐钩鲥e(cuò)，檢查了每根線的好壞，接線也很認(rèn)真，最后還是發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)故障。為了解決這兩個(gè)故障，我們查了資料，問了同學(xué)，終于在當(dāng)天晚上達(dá)到了任務(wù)書的要求。經(jīng)過這次排故，我發(fā)現(xiàn)，理論和實(shí)際總是有差距的，而且討論有時(shí)候比一個(gè)人苦想更能有效的解決問題。 總之，這次課程設(shè)計(jì)，我不僅鞏固了所學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)了實(shí)際的動(dòng)手能力，而且還讓我認(rèn)識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。元器件清單數(shù)量描述參考標(biāo)識(shí)封裝174LS, 74LS13

13、8DU10IPC-7351DO16274LS_IC, 74LS192DU5,U6IPC-7351DO16 274LS, 74LS04DU8, U7IPC-7351DO14 274LS, 74LS00DU14，U15 IPC-7351DO14274LS_IC, 74LS161DU9，U1IPC-7351DO16174LS, 74LS10DU20 IPC-7351DO14 參考文獻(xiàn)1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)歷雅萍、易映萍編2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 彭介華、主編 高等教育出版社3.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 謝自美主編華中理工出版社。4.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與仿真 孫勝麟 郭照南 主編 中南大學(xué)出版社電氣與信息工程系課程設(shè)計(jì)評(píng)分表項(xiàng) 目評(píng) 價(jià)優(yōu)良中及格差設(shè)計(jì)方案的合理性與創(chuàng)造性軟件設(shè)計(jì)完成情況硬件調(diào)試完成情況設(shè)計(jì)說明書與