简易电梯控制系统.doc

1、课程名称： 数字电子技术 题 目： 简易电梯控制系统 数字电子技术课程设计1设计内容与设计要求一 设计内容：1、 显示方式：以 LED 数码管形式显示 1-4；2、 主要功能：一共有四层楼，楼层标记用 1-4表示，假设每次只有有一层楼有呼叫，按下呼叫按钮后，呼叫楼层指示灯亮，电梯将从当前楼层运行到呼叫楼层，指示灯熄灭；3、 超重报警：当电梯超重时，报警灯亮，电梯拒绝运行；4、 系统复位：系统能手动复位，复位后，电梯停在第 1 层；5、 其他功能（任选） 二、设计要求：1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、写出设计报告；数字电子技术课程设计2主要

2、设计条件1 提供调试用实验室；2 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片；3 所用设备及元件需在设计后归还。说明书格式1 课程设计封面；2 任务书；3 说明书目录；4 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图） ；5 单元电路设计（各单元电路图） ；6 安装、调试步骤；7 故障分析与电路改进；8 总结与体会；9 附录（元器件清单） ；10 参考文献;11 课程设计成绩评分表;数字电子技术课程设计312 设计报告采用 16k 纸打印;进 度 安 排第 6 周：星期一:课题内容介绍和查找资料；星期二星期五:总体电路设计和分电路设计，电路仿真,修改方案；第 7 周：星期一星期二:电路设计，电路仿真,修改

3、方案星期三: 安装、调试电路；星期四: 验收电路，整理实验室及其它事情，写设计报告，打印相关图纸；星期五:答辩；参 考 文 献1、 电子系统设计高等教育出版社 马建国 主编2、 电子线路设计、实验、测试 （第二版）华中理工大学出版社 谢自美 主编数字电子技术课程设计43、 新型集成电路的应用-电子技术基础课程设计华中理工大学出版社 梁宗善 主编3、 现代电子设计技术机械工业出版社 李荣良主编数字电路设计与制作科学出版社 汤山俊夫 著数字电子技术课程设计5目录一 、 系 统 总 体 设 计 方 案 及 系 统 框 图 .11.1 设 计 方 案 ： .11.2 设 计 原 理 ： .11.3 系

4、 统 总 电 路 图 ： 2二 、 单 元 电 路 的 设 计 .22.1 信 号 的 输 入 ， 锁 存 及 显 示 :22.2 时 钟 信 号 发 生 器 ： .32.3 系 统 电 路 的 编 码 ， 数 据 比 较 及 加 减 计 数 ： .42.4 超 重 报 警 与 手 动 复 位 功 能 的 实 现 :5三 、 安 装 与 调 试 步 骤 .53.1 安 装 步 骤 ： .53.2 调 试 步 骤 :.6四 、 故 障 分 析 与 电 路 改 进 64.1 故 障 分 析 ： .64.2 电 路 改 进 ： .7五 、 总 结 与 体 会 .7六 、 附 录 （ 元 器 件 清

5、单 ） 9数字电子技术课程设计6七 、 参 考 文 献 .10一 、 系 统 总 体 设 计 方 案 及 系 统 框 图1.1 设 计 方 案 ： 系 统 的 时 钟 脉 冲 信 号 是 由 555 定 时 器 接 成 的 多 谐 振 荡 器 。时 钟 信 号 通 过 一 定 与 门 和 与 非 门 输 入 计 数 器 74LS192， 控 制 其加 减 计 数 。 系 统 的 开 关 控 制 电 路 是 由 JK 触 发 器 和 与 非 门 构 成 ， 控 制信 号 灯 的 工 作 状 态 。 系 统 的 核 心 电 路 是 由 编 码 器 74LS148， 数 据 比 较 器74LS85，

6、 同 步 可 加 减 计 数 器 74 LS192,译 码 器 74LS48 和 一 定 的门 电 路 组 成 ， 实 现 对 电 梯 的 上 升 和 下 降 的 控 制 。1.2 设 计 原 理 ： 系 统 的 信 号 灯 控 制 部 分 是 由 开 关 和 JK 触 发 器 构 成 ， 开 关先 接 高 电 平 ， 按 下 开 关 时 ， 给 了 一 个 低 电 平 触 发 信 号 输 入 给JK 触 发 器 使 其 锁 存 低 电 平 信 号 ， 从 而 使 信 号 灯 一 直 亮 直 到 信 号 结束 。 系 统 的 核 心 部 分 是 由 编 码 器 74LS148， 数 据 比 较

7、 器74LS85， 同 步 十 进 制 可 逆 计 数 器 74 LS192,译 码 器 74LS48 和 一定 的 门 电 路 组 成 。 按 下 开 关 时 ， 产 生 的 低 电 平 信 号 由 JK 触 发器 传 给 74LS148 编 码 器 ， 产 生 后 的 编 码 输 入 74LS85 数 据 比 较器 ， 通 过 与 74LS192 输 出 的 数 比 较 ， 产 生 的 信 号 再 连 接 时 钟 信 号通 过 一 定 的 门 电 路 输 入 74LS192 计 数 器 ， 控 制 计 数 器 的 加 减 ， 从而 实 现 电 梯 的 上 升 与 下 降 。 系 统 的 时

8、 钟 信 号 是 由 555 定 时 器 接 成 的 多 谐 振 荡 器 。 时 钟信 号 通 过 一 定 与 门 和 与 非 门 输 入 计 数 器 74LS192， 控 制 其 加 减计 数 。1.3 系 统 总 电 路 图 ：二 、 单 元 电 路 的 设 计2.1 信 号 的 输 入 ， 锁 存 及 显 示 ：该 单 元 电 路 如 下 图 所 示 ：2.2 时 钟 信 号 发 生 器 :时 钟 信 号 产 生 电 路 主 要 由 555 定 时 器 组 成 震 荡 器 ， 产 生稳 定 的 脉 冲 信 号 ， 送 到 状 态 产 生 电 路 ， 状 态 产 生 电 路 根 据 需 要

9、 产 生一 定 的 “0” 、 “1 ”信 号 ， 如 图 ：所 以 时 间 周 期 就 是 ： T= C)2(7.01R2.3 系 统 电 路 的 编 码 ， 数 据 比 较 及 加 减 计 数 ：JK 触 发 器 锁 存 低 电 平 信 号 时 ， 把 低 电 平 通 过 Q 端 输 入 编 码器 （ 74LS148） ， 从 而 编 码 器 开 始 编 码 ， 编 码 后 的 数 据 输 入 数 据 比较 器 （ 74LS85） ， 同 步 加 减 计 数 器 （ 74LS192） 的 输 出 端 的 数 据同 时 也 输 入 数 据 比 较 器 ， 通 过 比 较 后 ， 数 据 比

10、较 器 的 输 出 端 ， 连 接时 钟 信 号 通 过 与 非 门 电 路 ， 从 而 控 制 了 计 数 器 的 加 减 ， 实 现 了 电 梯CRVCRtW227.031lnRVCt CW)(7.0321ln2121的 上 升 与 下 降 。2.4 超 重 报 警 与 手 动 复 位 功 能 的 实 现 : 超 重 报 警 ：当 电 梯 超 重 时 ， 安 装 在 时 钟 信 号 输 入 上 的 重 力 感 应 开 关 断 开 ，从 而 没 有 了 时 钟 信 号 的 输 入 ， 此 时 电 梯 电 梯 拒 绝 运 行 ， 报 警 灯 亮 。 系 统 复 位 ：在 同 步 可 加 减 计

11、 数 器 （ 74LS192） 的 置 数 端 通 过 连 接 一 定 的门 电 路 后 ， 再 连 复 位 开 关 ， 便 可 实 现 系 统 能 手 动 复 位 ， 复 位 后 ， 电梯 停 在 第 1 层 得 功 能 。三 、 安 装 与 调 试 步 骤3.1 安 装 步 骤 ： 按 照 系 统 总 的 电 路 图 ， 合 理 规 划 电 路 总 布 局 ， 尽 量 使 电 路 连接 简 单 、 明 了 。 首 先 一 个 模 块 一 个 模 块 连 接 ， 连 接 好 一 个 模 块 ， 就 检 测 一 个 ，包 括 芯 片 ， 电 路 板 ， 及 导 线 是 否 接 正 确 且 接

12、稳 等 ， 以 防 整 体 检 测 时不 必 要 的 麻 烦 。 整 体 连 接 完 毕 ， 进 行 调 试 ， 看 是 否 和 仿 真 结 果 相 同 。 如 有 出入 ， 仔 细 检 测 电 路 ， 查 出 问 题 所 在 。 这 样 不 断 调 试 ， 直 到 达 到 预 期结 果 。 改 进 布 线 ， 力 求 精 简 。3.2 调 试 步 骤 : 打 开 电 源 开 关 ， 接 通 电 源 ， 观 察 信 号 灯 和 数 码 显 示 管 的 变 化 。 如 有 问 题 ， 首 先 检 查 是 否 有 电 线 松 动 ， 然 后 再 调 试 其 它 部 分 。 检 查 信 号 灯 和

13、数 码 显 示 管 是 否 有 损 坏 。 如 果 以 上 都 们 问 题 的 话 ， 此 时 应 该 分 成 一 个 一 个 单 元 电 路 来调 试 ， 包 括 芯 片 ， 电 路 板 ， 及 导 线 是 否 接 正 确 且 接 稳 等 。四 、 故 障 分 析 与 电 路 改 进4.1 故 障 分 析 ： 秒 脉 冲 信 号 发 生 电 路 是 否 产 生 脉 冲 ：把 万 用 表 调 到 20V 电 压 档 ， 万 用 表 负 极 接 地 ， 正 极 接 555定 时 器 “3”针 脚 ， 芯 片 通 电 后 ， 看 电 压 变 化 是 否 变 化 明 显 ， 高 电平 大 于 3V，

14、 低 电 平 小 于 0.4V。 如 果 不 能 产 生 脉 冲 ， 检 测 555定 时 器 的 引 脚 是 否 接 对 ， 电 阻 和 电 容 是 否 接 正 确 ， 如 果 不 是 这 些 问题 ， 就 通 过 换 芯 片 ， 看 是 否 是 芯 片 的 问 题 ， 如 果 芯 片 也 没 问 题 ， 就检 测 是 不 是 电 路 板 有 问 题 。 数 码 显 示 管 不 能 正 常 显 示 ：看 数 码 管 是 怎 样 显 示 的 ， 如 果 显 示 乱 码 ， 检 查 译 码 芯 片74LS48 是 否 接 线 正 常 ， 然 后 检 查 各 针 脚 对 应 输 出 是 否 正 确

15、 ， 最 后检 查 数 码 管 接 线 是 否 正 确 。 如 果 数 码 管 中 某 些 段 不 亮 ， 检 查 接 线 是否 正 确 ， 对 应 针 脚 电 压 是 否 变 化 。 如 果 是 某 些 段 不 灭 也 不 完 全 亮 ，换 一 个 数 码 管 试 试 。 信 号 灯 不 显 示 或 不 按 仿 真 的 状 态 显 示 ：检 查 信 号 灯 是 否 能 发 光 ， 然 后 检 查 信 号 灯 接 线 处 是 否 良 好 ， 最后 检 查 接 线 是 否 按 照 状 态 方 程 连 接 正 确 。 数 码 显 示 管 与 信 号 灯 配 合 有 问 题 ：按 下 某 楼 层 的

16、 开 关 时 ， 信 号 灯 亮 ， 当 数 码 显 示 管 显 示 到 相 应 的楼 层 时 ， 信 号 灯 熄 灭 。 如 果 不 是 以 上 的 结 果 ， 首 先 检 查 JK 触发 器 的 管 脚 是 否 连 接 好 以 及 是 否 正 确 。 然 后 再 检 查 同 步 可 加 减 计 数器 （ 74LS192） 的 管 脚 是 否 连 接 好 以 及 是 否 正 确 。 接 着 就 是 数 据 比较 器 （ 74LS85） 以 及 编 码 器 （ 74LS148） 的 管 脚 连 接 正 确 与 否 。一 步 步 检 查 后 ， 此 问 题 便 可 解 决 。4.2 电 路 改

17、进 ：总 体 来 说 ， 我 觉 得 我 设 计 的 这 个 简 易 电 梯 控 制 系 统 电 路 已 经 相当 完 美 了 。 简 洁 明 了 ， 功 能 模 块 清 楚 。 唯 一 不 妥 的 是 开 关 模 块 这 部分 操 作 比 较 复 杂 ， 我 觉 得 应 该 与 实 际 电 梯 上 的 开 关 模 块 靠 近 ， 那 样可 是 电 路 更 简 洁 ， 操 作 更 方 便 ， 而 且 不 容 易 出 错 。 此 外 ， 各 方 面 的一 些 问 题 有 待 探 讨 和 改 进 。五 、 总 结 与 体 会数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻

18、炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短的两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自

19、己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 这次数电课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在王老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在龚老师的身上我学得到很多实用的知识。总体来说,这次实习我受益匪浅.在摸索该如何设计程序使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增加了实际操作能力.在让我体会到了设计的艰辛的同时,更让我体会到成功的喜悦和快乐. 这次数电课程设计,虽然短暂但是让我得到多方面的提高：1、提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件

20、的了解。另外，我们还更加充分的认识到，数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2，查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。3，相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，比如电路设计中的分频器的设计，开始并不理解分频器的原理，但是和其他的专业同学讨论后，理解了分频器的基本原理后，很快的设计了电路原理图。六 、 附 录 （ 元 器 件 清 单 ）同 步 十 进 制 可 加 减 计 数 器 （ 74LS192） 1 个优 先 编 码 器 （ 74LS148）

21、1 个数 据 比 较 器 （ 74LS85） 1 个双 JK 触 发 器 （ 74LS76） 2 个译 码 器 （ 74LS48） 1 个555 定 时 器 1 个与 非 门 (74LS00) 1 个与 门 （ 74LS08） 1 个电 容 2 个数 码 显 示 管 1 个信 号 灯 4 个开 关 6 个电 阻 若 干七 、 参 考 文 献1、 电 子 系 统 设 计 高 等 教 育 出 版 社 马 建 国 主 编2、 电 子 线 路 设 计 、 实 验 、 测 试 （ 第 二 版 ）华 中 理 工 大 学 出 版 社 谢 自 美 主 编3、 新 型 集 成 电 路 的 应 用 -电 子 技

22、术 基 础 课 程 设 计华 中 理 工 大 学 出 版 社 梁 宗 善 主 编4、 现 代 电 子 设 计 技 术 机 械 工 业 出 版 社 李 荣 良 主 编 数 字 电 路 设 计 与 制 作 科 学 出 版 社 汤 山 俊 夫 著5、 数 字 电 子 技 术 基 础 高 等 教 育 出 版 社 阎 石 主 编6、 电 子 技 术 基 础 实 验 与 仿 真 中 南 大 学 出 版 社 孙 胜 麟 郭 照 南 主 编湖南工程学院课程设计评分表项 目 评 价设计方案的合理性与创造性硬件制作或软件编程完成情况*硬件制作测试或软件调试结果*设计说明书质量设计图纸质量答辩汇报的条理性和独立见解答辩中对所提问题的回答情况完成任务的情况独立工作能力组织纪律性（出勤率）综合评分指导教师签名：_日 期：_注： 表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填类容；此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、平分表、附件（非 16K 大小的图纸及程序清单） 。