數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)監(jiān)控器 邏輯電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)學(xué)生姓名：潘壘堅(jiān)學(xué) 院：電力學(xué)院班 級(jí)：自動(dòng)化13-1指導(dǎo)教師：王艷榮2015年7月 日內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_摘 要自動(dòng)化系統(tǒng)不僅已成為了工業(yè)和社會(huì)生活的一個(gè)組成部分，而且是經(jīng)濟(jì)發(fā)展平的重要標(biāo)志。工業(yè)生產(chǎn)中常常需要自動(dòng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的數(shù)量并實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的整體控制，本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)監(jiān)控器采用光電傳感器與計(jì)數(shù)器相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)物件的數(shù)目統(tǒng)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)產(chǎn)生正弦脈沖，通過(guò)放大濾波整形電路將信號(hào)整形為矩形脈沖。將該脈沖通過(guò)“罐、箱”計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)罐和箱的計(jì)數(shù)，最終在數(shù)碼

2、顯示管上顯示所計(jì)數(shù)目。設(shè)計(jì)還可以通過(guò)一系列控制電路實(shí)現(xiàn)在箱子未滿時(shí)持續(xù)加入飲料罐，在箱子已滿時(shí)設(shè)備停止工作直到下一空箱到來(lái)后設(shè)備再次啟動(dòng)并重新加入飲料罐，同時(shí)整體電路也可以手動(dòng)啟動(dòng)、停止和清零控制。本設(shè)計(jì)經(jīng)Multisim和實(shí)測(cè)驗(yàn)證均可達(dá)到預(yù)期要求。關(guān)鍵詞：光電傳感器；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；計(jì)數(shù)監(jiān)控器；濾波整形；控制電路內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)概述 . 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1設(shè)計(jì)題目 . 11.2設(shè)計(jì)目的 . 21.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 . 21.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 21.3.2設(shè)計(jì)要求 . 2二、設(shè)計(jì)方案論證及方框圖 . 22.1題目要求簡(jiǎn)析 . 22.2方案設(shè)計(jì)與論證

3、 . 22.2.1方案一 . 22.2.2方案二 . 22.2.3方案選擇 . 22.3電路分塊 . 32.4電路結(jié)構(gòu)方框圖 . 3三、電路組成及工作原理 . 43.1信息采集電路 . 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1.1信號(hào)產(chǎn)生 . 43.1.2信號(hào)放大 . 43.1.3信號(hào)整形 . 53.2計(jì)數(shù)顯示電路 . 53.2.1罐計(jì)數(shù)顯示電路 . 63.2.2箱計(jì)數(shù)顯示電路 . 63.2.3計(jì)數(shù)顯示總電路 . 73.3狀態(tài)控制電路 . 73.4總電路原理圖 . 9四、電路元器件選擇與實(shí)際測(cè)試 . 9內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_4.1放大、整形部分測(cè)試 . 94.1.1放大部分測(cè)量 . 94.

4、1.2整形部分測(cè)量 . 104.2計(jì)數(shù)顯示部分測(cè)試 . 124.2.1裝罐24計(jì)數(shù)顯示部分 . 124.2.2裝箱18計(jì)數(shù)顯示部分 . 144.3工作狀態(tài)控制部分測(cè)試 . 15總結(jié) . 17致謝 . 18參考文獻(xiàn) . 19設(shè)計(jì)所需儀器設(shè)備及元器件清單 . 20附件 . 21一、設(shè)計(jì)任務(wù)概述1.1設(shè)計(jì)題目生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)監(jiān)控器邏輯電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)1.2設(shè)計(jì)目的（1）掌握基本時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)能力。（2）掌握基本邏輯故障識(shí)別與診斷基本方法，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。（3）掌握學(xué)習(xí)總結(jié)報(bào)告和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的基本書(shū)寫(xiě)方法，培養(yǎng)技術(shù)交流能力。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)

5、容設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)監(jiān)控器邏輯電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝箱計(jì)件控制。對(duì)罐裝飲料裝箱，每箱24個(gè)。計(jì)數(shù)器對(duì)裝箱飲料罐進(jìn)行計(jì)數(shù)，未滿24個(gè)運(yùn)送設(shè)備繼續(xù)工作。當(dāng)裝滿24個(gè)時(shí)，停止飲料運(yùn)送設(shè)備運(yùn)行，直到下一個(gè)空箱到來(lái)時(shí)，再啟動(dòng)運(yùn)送飲料設(shè)備工作，進(jìn)行飲料運(yùn)送、裝箱。在監(jiān)控器上加顯示電路，顯示計(jì)數(shù)過(guò)程?？蓪?shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)、停止、清零控制。1.3.2設(shè)計(jì)要求(1)查找資料，比較實(shí)現(xiàn)邏輯功能的幾種設(shè)計(jì)方法(要求2種以上，主要根據(jù)器件選型不同來(lái)進(jìn)行對(duì)比分析)，理解原理，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，完成框架設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)任務(wù)邏輯抽象、設(shè)計(jì)方案選擇、選収器件材料、設(shè)計(jì)制作、測(cè)試分析等方面歸納闡述并總結(jié)成文，列出選用器件清單；列出參考

6、文獻(xiàn)目錄清單。(2)確定電路設(shè)計(jì)方案，繪制原理框圖或流程圖，簡(jiǎn)述所選電路設(shè)計(jì)方案的工作原理或設(shè)計(jì)思路；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行邏輯抽象、變量賦值，列出真值表。(3)選擇小規(guī)模/中規(guī)模/可編程邏輯器件，繪制完整實(shí)驗(yàn)電路原理圖或接線圖，說(shuō)明主要元件在電路中的作用，說(shuō)明整體電路工作原理或工作流程。(4)搭建Multisim仿真電路，完成所設(shè)計(jì)邏輯電路的仿真測(cè)試。(5)安裝、調(diào)試實(shí)測(cè)電路，完成電路性能指標(biāo)測(cè)試，記錄并分析實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。(6)得出結(jié)論(是否針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)完成電路設(shè)計(jì)，通過(guò)什么方式驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，設(shè)計(jì)電路的性能如何，還可以在哪些方面做進(jìn)一步改進(jìn)等)。(7)寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程

7、中出現(xiàn)故障的原因及排除方法。(8)創(chuàng)意設(shè)計(jì)或自主擴(kuò)展設(shè)計(jì)。想一想白己的設(shè)計(jì)作品具有哪些方面的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是否可以通過(guò)進(jìn)一步拓展和深化，開(kāi)展項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，參加創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，怎樣才能銷(xiāo)售出去等。1內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_二、設(shè)計(jì)方案論證及方框圖2.1題目要求簡(jiǎn)析本設(shè)計(jì)中整體控制信號(hào)與裝罐計(jì)數(shù)器記錄情況有如下關(guān)系（見(jiàn)表1）表1 設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)析 擴(kuò)展功能：（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)已裝箱數(shù)的記錄；（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)裝罐整體電路的手動(dòng)暫?？刂?；2.2方案設(shè)計(jì)與論證通過(guò)光電元件產(chǎn)生脈沖信號(hào)，再通過(guò)放大電路、濾波整形電路產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)，用該信號(hào)觸發(fā)罐計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖輸入24個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)至箱計(jì)數(shù)器

8、，同時(shí)罐計(jì)數(shù)電路暫停工作。當(dāng)罐計(jì)數(shù)電路接收到下一空箱到位脈沖信號(hào)后，罐計(jì)數(shù)器清零并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。2.2.1方案一信號(hào)源選用光敏電阻組成的傳感器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。當(dāng)有飲料罐通過(guò)時(shí)，LED燈的燈光被遮擋，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的減弱而增大，相應(yīng)電壓信號(hào)為低電平，通過(guò)放大電路放大信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波整形電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)，觸發(fā)罐計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并在七段數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)值。當(dāng)罐計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)24時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)至箱計(jì)數(shù)器，罐計(jì)數(shù)電路暫停工作。同時(shí)通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)整體電路的啟動(dòng)、清零和停止控制。2.2.2方案二采用壓力傳感器采集信號(hào)，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)有飲料罐到來(lái)時(shí)，壓力傳感器感受壓力，阻值發(fā)生變

9、化。產(chǎn)生電信號(hào)并經(jīng)過(guò)放大、整形電路處理后將脈沖信號(hào)傳給計(jì)數(shù)器，并在七段數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)值。2.2.3方案選擇方案一在使用放大、濾波整形電路后脈沖信號(hào)比較穩(wěn)定且有效，再傳遞給計(jì)數(shù)顯示電路和控制電路后，可以較容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。而方案二在理想條件下可以實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中由于單個(gè)飲料罐對(duì)傳感器壓力變化并不明顯，信號(hào)產(chǎn)生有困難，所以不容易實(shí)現(xiàn)。故我們采用方案一進(jìn)行設(shè)計(jì)。2內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_2.3電路分塊（1）信息采集電路：對(duì)光敏傳感器輸出電壓進(jìn)行放大、濾波整形處理。（2）計(jì)數(shù)顯示電路：信息采集電路將脈沖信號(hào)傳遞到罐計(jì)數(shù)器并通過(guò)數(shù)碼顯示管顯示具體數(shù)目，罐計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)24時(shí)

10、將進(jìn)位信號(hào)傳遞到箱計(jì)數(shù)器，同時(shí)箱計(jì)數(shù)顯示器數(shù)目。（3）狀態(tài)控制電路：罐計(jì)數(shù)器工作開(kāi)始、暫停、停止和清零控制電路。2.4電路結(jié)構(gòu)方框圖（見(jiàn)圖1）圖1 電路結(jié)構(gòu)方框圖3內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_三、電路組成及工作原理3.1信息采集電路信息采集電路部分用于對(duì)電路信號(hào)的產(chǎn)生、放大和整形，此處將信號(hào)產(chǎn)生、放大和整形電路設(shè)置為模塊子電路以方便調(diào)試和控制。3.1.1信號(hào)產(chǎn)生該部分由光敏電阻及提供光源的發(fā)光二極管組成（見(jiàn)圖2）。每當(dāng)有一個(gè)飲料罐通過(guò)傳感器擋住光時(shí)，傳感器就開(kāi)始工作。無(wú)罐經(jīng)過(guò)時(shí)光不斷照到光敏電阻，光敏電阻阻值很小相當(dāng)與短路；當(dāng)有一個(gè)飲料罐經(jīng)過(guò)擋住光時(shí)，光敏電阻阻值升至無(wú)限大，此過(guò)

11、程產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)脈沖。圖2 光敏傳感器電路3.1.2信號(hào)放大該部分由運(yùn)算放大器構(gòu)成的同向放大器組成（見(jiàn)圖3）。由于虛斷，Vi=V-即反向輸入端沒(méi)有電流輸入輸出。通過(guò)R1和R2的電流相等，設(shè)此電流為I，由歐姆定律得：I=Vout/(R1+R2)。Vi等于R2上的分壓即：Vi=I*R2。綜上可得Vout=Vi*(R1+R2)/R2。圖3 放大電路4內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_3.1.3信號(hào)整形該部分由555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器組成對(duì)波形進(jìn)行整形（見(jiàn)圖4）。555定時(shí)器是一種集模擬，數(shù)字于一體的中規(guī)模的集成電路，可用于信號(hào)的產(chǎn)生和信號(hào)的變換，只需要外接電阻，電容，就可以實(shí)現(xiàn)施密特觸發(fā)

12、器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。圖4 整形電路3.2計(jì)數(shù)顯示電路這是此次課程設(shè)計(jì)的核心電路，利用計(jì)數(shù)器，顯示器來(lái)完成計(jì)數(shù)功能。計(jì)數(shù)器是常用的時(shí)序電路之一，它不僅可用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還可以用于分頻，定時(shí)，產(chǎn)生節(jié)拍脈沖以及其它時(shí)序信號(hào)。計(jì)數(shù)器可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器，還可分為加計(jì)數(shù)器和減計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)罐計(jì)數(shù)器時(shí)用置數(shù)法獲得二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即用兩片74LS160N芯片可以實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制的計(jì)數(shù)。同理設(shè)計(jì)出十八進(jìn)制的箱計(jì)數(shù)器。當(dāng)罐計(jì)數(shù)到24時(shí)，通過(guò)與非門(mén)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，傳遞至脈沖輸入端并加與門(mén)使脈沖信號(hào)暫時(shí)截止，同時(shí)為箱計(jì)數(shù)器提供一個(gè)脈沖信號(hào)，箱計(jì)數(shù)器遞加一。此處設(shè)

13、計(jì)將計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)置為模塊子電路以方便調(diào)試和控制。5內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_3.2.1罐計(jì)數(shù)顯示電路罐計(jì)數(shù)顯示電路由兩片74LS160N和七段數(shù)碼顯示管兩部分構(gòu)成，并將該部分做成一個(gè)子電路（見(jiàn)圖5）。圖5 24進(jìn)制罐計(jì)數(shù)顯示電路3.2.2箱計(jì)數(shù)顯示電路箱技術(shù)顯示電路組成和原理與罐計(jì)數(shù)顯示電路類似（見(jiàn)圖6）。圖6 18進(jìn)制箱計(jì)數(shù)顯示電路6內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_3.2.3計(jì)數(shù)顯示總電路（見(jiàn)圖7）圖6 計(jì)數(shù)顯示總電路3.3狀態(tài)控制電路本次設(shè)計(jì)我用了多個(gè)門(mén)電路作為控制電路的一部分，如：非門(mén)，與門(mén)，與非等。在這里我以與非門(mén)作模板。與非門(mén)電路其作用是將被測(cè)信號(hào)與作為標(biāo)

14、準(zhǔn)的信號(hào)做與非計(jì)算，得出需要被計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量的信號(hào)脈沖。具體的工作過(guò)程由下圖可以具體了解（見(jiàn)圖7）。圖7 與非門(mén) 圖8 與非門(mén)真值表與非門(mén)是與門(mén)和非門(mén)的結(jié)合，先進(jìn)行與運(yùn)算，再進(jìn)行非運(yùn)算。與運(yùn)算輸入要求有兩個(gè)，如果輸入都用0和1表示的話，那么與運(yùn)算的結(jié)果就是這兩個(gè)數(shù)的乘積。如輸入1和1（兩端都有信號(hào)），則輸出為0；輸入1和0，則輸出為1；輸入0和0，則輸出為1。其真值表如圖8所示。7內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_3.4總電路原理圖（見(jiàn)圖9）圖9 總電路原理圖8內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_四、電路元器件選擇與實(shí)際測(cè)量4.1放大、整形部分測(cè)量4.1.1放大部分測(cè)量放大部

15、分我們選用的是NE5532AI四運(yùn)算放大器。NE5532AI內(nèi)部電路見(jiàn)圖10，管腳排列見(jiàn)圖11。圖10 NE5532AI內(nèi)部電路圖11 NE5532AI管腳排列仿真結(jié)果分析：通過(guò)仿真，我們可以成功地將50mV左右的電壓放100倍，放大到4-5V，以至于輸出信號(hào)可以滿足我們的要求，繼而方便下一步驟的實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖12）。9內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖12 放大電路仿真結(jié)果4.1.2整形部分測(cè)量整形部分我們選用的是LM555CM 555定時(shí)器。LM555CM內(nèi)部電路見(jiàn)圖13，管腳排列見(jiàn)圖14。圖13 LM555CM內(nèi)部電路10內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖14 LM555

16、CN管腳排列它的各個(gè)引腳功能如下：GND腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 TRI腳：TL低觸發(fā)端 OUT腳：輸出端VoDIS腳：RD是直接清零端。當(dāng)RD端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TL、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。CON腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。THR腳：TH高觸發(fā)端RST腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。VCC腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍

17、為3 18V。一般用5V。表2 555定時(shí)器的功能表11內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_仿真結(jié)果分析：通過(guò)仿真，我們可以成功地將正弦波脈沖整形成矩形波脈沖，以至于可以滿足我們的要求，繼而方便進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖15）。圖15 整形電路仿真結(jié)果4.2計(jì)數(shù)顯示部分測(cè)試4.2.1裝罐24計(jì)數(shù)顯示部分裝罐24計(jì)數(shù)顯示部分我們選用的是74LS160N十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS160N內(nèi)部電路圖，管腳排列及功能表見(jiàn)圖16、圖17和圖18。圖16 74LS160N內(nèi)部電路12內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖17 74LS160N管腳排列圖18 74LS160N功能表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：把2片7

18、4LS160N接成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器后，在CLK端接入已整形好的矩形脈沖，在數(shù)碼顯示管上可以顯示1到24數(shù)字（見(jiàn)圖19）。圖19 24進(jìn)制罐計(jì)數(shù)器實(shí)測(cè)13內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_4.2.2裝箱18計(jì)數(shù)顯示部分裝箱18計(jì)數(shù)顯示部分我們選用的也是兩片74LS160N十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。在CLK端接入已整形好的矩形脈沖，在數(shù)碼顯示管上可以顯示1到18數(shù)字（見(jiàn)圖20）。圖20 18進(jìn)制箱計(jì)數(shù)器實(shí)測(cè)我們把裝罐計(jì)數(shù)器的進(jìn)位接到了裝箱計(jì)數(shù)器的EP,ET端。使得罐計(jì)數(shù)器可以滿24向箱計(jì)數(shù)器提供一個(gè)脈沖信號(hào)（見(jiàn)圖21）。圖21 罐、箱計(jì)數(shù)器整體電路實(shí)測(cè)14內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_4.3

19、工作狀態(tài)控制部分測(cè)量工作狀態(tài)控制電路通過(guò)非門(mén)，非門(mén)和與門(mén)與實(shí)現(xiàn)，這里用到了74LS00P，74LS04P和74LS08P芯片，芯片管腳排列圖見(jiàn)圖22、圖23和圖24。圖22 74LS00P管腳排列 圖23 74LS04P管腳排列 圖24 74LS08P管腳排列控制部分芯片連接如圖25所示：圖25 控制部分芯片根據(jù)仿真圖連接實(shí)物電路,實(shí)測(cè)結(jié)果如圖26所示：15內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_圖26 實(shí)物整體電路實(shí)測(cè)結(jié)果分析：我們將開(kāi)關(guān)S1和脈沖信號(hào)與S2和清零信號(hào)分別通過(guò)與門(mén)連接，到S1和S2在高低電平間切換時(shí)可以控制信號(hào)通過(guò)和暫時(shí)截止失效。S1和S2都接高電平，電路正常工作，罐計(jì)數(shù)器

20、從1到24計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)達(dá)24后，向箱計(jì)數(shù)器提供進(jìn)位信號(hào)，并暫停顯示數(shù)目。當(dāng)S1接低電平時(shí)，控制端提供清零信號(hào)，罐計(jì)數(shù)器清零；當(dāng)S1接高點(diǎn)平時(shí)，罐計(jì)數(shù)電路重新開(kāi)始工作。當(dāng)S2接低電平時(shí)，控制端可以使脈沖暫時(shí)失效，罐計(jì)數(shù)器無(wú)脈沖接收，顯示數(shù)目暫停時(shí)S2斷開(kāi)瞬間的數(shù)值。綜上所述，該生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)監(jiān)控器邏輯電路可以實(shí)現(xiàn)所有信號(hào)處理、計(jì)數(shù)顯示及工作狀態(tài)控制等功能。16內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_總 結(jié)經(jīng)過(guò)一周的緊張?jiān)O(shè)計(jì)，我們根據(jù)設(shè)計(jì)需求完成了相應(yīng)的任務(wù)。首先我們成功的做到了當(dāng)箱子未滿24個(gè)時(shí)設(shè)備繼續(xù)工作并計(jì)數(shù)，當(dāng)箱子裝滿24個(gè)時(shí)，停止飲料運(yùn)送設(shè)備運(yùn)行，直到下一個(gè)空箱到來(lái)，再啟動(dòng)運(yùn)送飲料設(shè)

21、備工作，進(jìn)行飲料運(yùn)送、裝箱。其中，拓展功能中我們可以手動(dòng)控制設(shè)備暫停運(yùn)行、計(jì)數(shù)，然后繼續(xù)運(yùn)行、計(jì)數(shù)。而且可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)，停止、清零控制我們也能實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)我們遇到了許多問(wèn)題。首先，由于我們所學(xué)放大電路知識(shí)有限，致使在放大電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中存在問(wèn)題，導(dǎo)致我們的實(shí)際設(shè)計(jì)并不十分順利。我們先是設(shè)計(jì)了一個(gè)用三級(jí)管做的電流放大器，仿真測(cè)試正常，但考慮到實(shí)際情況采集到的信號(hào)達(dá)不到三級(jí)管的開(kāi)啟電壓，所以此方案實(shí)際不可行。接著我們又設(shè)計(jì)了正相運(yùn)算放大器解決了這個(gè)問(wèn)題。在第一次提交審查之后，我們又在原來(lái)的基礎(chǔ)上加入了手動(dòng)暫停、繼續(xù)模塊，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備運(yùn)行期間的暫停與繼續(xù)運(yùn)行，提升了設(shè)計(jì)的功能。本次課程設(shè)計(jì)

22、中，我們使用555定時(shí)器連接施密特觸發(fā)器的時(shí)候忘記了施密特觸發(fā)器是反相輸出，遇到了高低電平的輸入輸出和實(shí)際理想狀態(tài)不相符的小問(wèn)題，經(jīng)過(guò)我們的反復(fù)推敲，查閱資料，最后我們找出了問(wèn)題所在，并在原電路中加入了相反器后解決了問(wèn)題，同時(shí)也深化了所學(xué)知識(shí)。我們還在最后加入了統(tǒng)計(jì)總的飲料罐數(shù)的功能。其次，某些實(shí)驗(yàn)器件的老化給我們也帶來(lái)了不必要 17內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_ 的干擾，這是我們無(wú)法解決的問(wèn)題。雖然計(jì)數(shù)控制是比較簡(jiǎn)單易行的一個(gè)設(shè)計(jì)，但是完整的一個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程也讓我了解了一個(gè)信息處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，明白了各個(gè)環(huán)節(jié)的重要性，學(xué)會(huì)了如何去設(shè)計(jì)一個(gè)合理的、適合實(shí)際需求，也掌握了一些芯片的特點(diǎn)

23、和用法，受益匪淺。同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)中遇到問(wèn)題時(shí)，老師們悉心指導(dǎo)、同學(xué)們的熱心幫助，這些對(duì)我的進(jìn)步十分重要，在這里向老師們、同學(xué)們致謝。致 謝為期一周的數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我們根據(jù)任務(wù)書(shū)做出的生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱計(jì)數(shù)器是在我們的指導(dǎo)教師悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。王艷榮老師在數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從第一天開(kāi)始悉心指導(dǎo)我們并給我們提出了許多寶貴的意見(jiàn)和問(wèn)題，讓我們?cè)谒伎贾姓嬲膶W(xué)到知識(shí)，了解、深化課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程。王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和銳意創(chuàng)新的精神，使我們受益匪淺，在此特別向王老師表示深深的感謝和由衷的敬意。從設(shè)計(jì)開(kāi)始之前的排斥、反感到設(shè)計(jì)開(kāi)始后的熱愛(ài)、覺(jué)得時(shí)間不夠用，我們深化了所學(xué)的電子技術(shù)理論知識(shí)，把理論課上的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作當(dāng)中，查漏補(bǔ)缺。最主要的是培養(yǎng)了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力的，并了解了一般小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想和基本設(shè)計(jì)步驟，同時(shí)增強(qiáng)了獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這周的課程設(shè)計(jì)讓我充分感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。在學(xué)到新知識(shí)的同時(shí)，我也學(xué)會(huì)了如何與同學(xué)合作、溝通、交流。在課程設(shè)計(jì)期間，我們遇到了許多難題，每