電梯控制電路設(shè)計(jì)說明

1、.專業(yè)整理 .電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績評定表設(shè)計(jì)課題：電梯控制電路設(shè)計(jì)學(xué)院名稱：專業(yè)班級：學(xué)生 ：學(xué)號 ：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)地點(diǎn)：31-225設(shè)計(jì)時間：2014-7-7 2014-7-14指導(dǎo)教師意見：成績 :簽名：年月日. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱：電梯控制電路設(shè)計(jì)專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號 ：指導(dǎo)教師：課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)時間：2014-7-7 2014-7-14電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生專業(yè)班級學(xué)號題目電梯控制電路設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源自擬.學(xué)習(xí)幫手 .指導(dǎo)教師主要容（參數(shù)）任務(wù)要求（進(jìn)度）主要參考資料審查意見.專業(yè)整理 .林芝設(shè)計(jì)一個簡易4 層電梯控制電路，具

2、體指標(biāo)如下：（ 1）觀察電梯的工作過程，描述出所設(shè)計(jì)電梯控制電路的邏輯功能。（ 2）電梯升降一層所需時間可自行設(shè)計(jì)。（ 3）能記憶電梯、外的所有請求信號，并按照電梯運(yùn)行規(guī)則按順序響應(yīng)，每個信號保留至執(zhí)行后消失。第 1-2 天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第 3-4 天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第 5-6 天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。1 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第 5 版） M 北京：高等教育，20042 閻石數(shù)字電子技

3、術(shù)基礎(chǔ)（第 5 版） M 北京：高等教育， 20063 光明 . 電子技術(shù)書課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)訓(xùn) M 北京航空航天 . 2007系（教研室）主任簽字：年月日目錄一課程設(shè)計(jì)目的5二. 課程設(shè)計(jì)的容及要求52.1課程設(shè)計(jì)容52.2課程設(shè)計(jì)要求5.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .三. 正文部分.73.1按鍵控制模塊 .73.1.1目標(biāo)樓層號按鈕編碼電路 .73.1.2比較制動電路 .103.1.3與邏輯起動控制 .113.2 數(shù)碼管顯示模塊 .123.2.1顯示譯碼器組成電路如下 .123.2.2CD4510（可逆計(jì)數(shù)器）組成電路 .163.3 脈沖發(fā)生器模塊 .173.3.1、0.2S 脈沖發(fā)生器 .173

4、.3.2、6S 脈沖發(fā)生器 .183.4 、LED滾動顯示模塊 .193.4.1、LED顯示電路譯碼器 .193.4.2三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器.203.4.3、LED顯示器 .223.5 原理圖 .23四. 設(shè)計(jì)總結(jié).23附錄 1. 整體電路圖 .24.學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .電梯控制電路設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)， 使學(xué)生加強(qiáng)對電子技術(shù)課程容的理解和掌握， 學(xué)會使用半導(dǎo)體元件和集成電路， 掌握電子電路的基本分析方法和設(shè)計(jì)方法， 進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的綜合能力。二、課程設(shè)計(jì)的容及要求：2.1 課程設(shè)計(jì)容：設(shè)計(jì)集中控制電梯的控制、信號顯示電路2.2課程設(shè)計(jì)要求：1、基本技術(shù)要求 :

5、(1) 設(shè)計(jì)模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生器 , 脈沖周期為 6 秒;(2) 設(shè)計(jì)由模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生器驅(qū)動的樓層號數(shù)碼管顯示電路 , 設(shè)置樓層號 07 號 (0 號為地下室 );(3) 設(shè)計(jì) LED滾動箭頭方向顯示電路 ;(4) 設(shè)計(jì)電梯集中控制電路 , 要求具有以下功能：采用起動鍵和樓層號鍵實(shí)現(xiàn)起動控制（兩種鍵均按下時電梯起動）；電梯起動后 LED滾動箭頭方向顯示電路開始按圖 5（A）或圖 5（B）從起始狀態(tài)工作，循環(huán)周期為 1.6 秒（每個圖案顯示 0.2 秒）。當(dāng)電梯停止時，要求復(fù)位起始狀態(tài)；電梯運(yùn)行時， 樓層號數(shù)碼管顯示電路在電梯到達(dá)某層時 （對應(yīng)模擬位移傳感器信號的脈沖發(fā)生

6、器輸出的下降沿）顯示該層樓號； 電梯運(yùn)行至目標(biāo)樓層時，電梯自動停止；. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .圖 5（A）上行方向循環(huán)顯示圖 5（ B）下行方向循環(huán)顯示（方向箭頭移動（樓層號顯示）按鈕起動控制顯示） LED顯示器數(shù)碼管顯示器. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .標(biāo)志輸出復(fù)位A=B保持方向信號CR有效CR有效有效制動信號CR（A=B）A=B時置 0圖 6參考電路原理框圖三、正文部分3.1按鍵控制模塊目標(biāo)樓層號按鈕編碼電路器件組成： 74148（83 編碼器），八個限流電阻，八個開關(guān)。74148是一個八線 - 三線優(yōu)先級編碼器。如圖所示的是八線 - 三線編碼器 74148 的慣用符號及管腳圖引腳圖。. 學(xué)

7、習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .74148優(yōu)先編碼器為 16 腳的集成芯片，除電源腳VCC(16)和 GND(8)外，其余輸入、輸出腳的作用和腳號如圖中所標(biāo)。其中I0 I7 為輸入信號， A2,A1,A0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號，IE 是使能輸入端， OE是使能輸出端， GS為片優(yōu)先編碼輸出端。由 74148 真值表可列輸出邏輯方程為A2=(I4+I5+I6+I7)IEA1=(I2I4I5+I3I4I5+I6+7)IEA0=(I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)IE使能輸出端 OE的邏輯方程為：OE=I0 I1 I2 I3 I4 I5 67IE當(dāng)使能輸入 IE=1 時，禁止編碼、 輸出 (

8、反碼 ) ：A2,A1,A0 為全 1( 如表第一行所示)。. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .當(dāng)使能輸入 IE=0 時，允許編碼，在I0 I7 輸入中，輸入 I7 優(yōu)先級最高，其余依次為： I6,I5,I4,I3,I2,I0， I0 等級排列。OE為使能輸出端，它只在允許編碼(IE=0) ，而本片又沒有編碼輸入時為0（如表中第二行所示 ) 。擴(kuò)展片優(yōu)先編碼輸出端GS的邏輯方程為：GS=(I0+I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7)IEGS為片優(yōu)先編碼輸出端，作為與邏輯起動控制的一個輸入控制信號，它在允許編碼 (IE=0) ，且有編碼輸入信號時為 0( 如表中第三至第十行 ) ；若允許編碼而無編碼

9、輸入信號時為 1( 如表第二行 ) ；在不允許編碼 (IE=1) 時，它也為 1( 如表第一行)。GS=0 表示“電路工作，而且有編碼輸入”功能表如下（ 74148 優(yōu)先編碼器真值表） :輸入輸出IEI0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GOSI1XXXXXXXX11111011111111111100XXXXXXX0000010XXXXXX00010XXXXX00100XXXX00110XXX011100010XX0111010X011110001111. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .比較制動電路器件組成 :CD4585功能說明： CD4585為四位數(shù)值比較器，輸入端十號接A0，七號接 A

10、1，二號接 A2，十五號接 A3。 A0、A1、A2、A3 分別接八進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器的輸出端。輸入端十一號接 B0，九號接 B1，一號接 B2，十四號接 B3。 B0、B1、B2 分別接編碼器的輸出端， B3 接地。 A 與 B 進(jìn)行比較，輸出端 F（AB）作為與三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器中的異或門控制輸入端， F（ A=B）通過與非門與上述起動控制中的與門相連作為制動信號。 當(dāng) A=B時使八進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并保持。 脈沖發(fā)生器的清零端有效，停止產(chǎn)生脈沖并保持。 三位可逆計(jì)數(shù)器復(fù)位。 輸出端（AB）（AB）作為方向信號控制八進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器、 三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器， 使其實(shí)現(xiàn)加計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)。為了輸

11、出 F（A=B）的輸出控制信號，應(yīng)使輸入端的 AB，A=B接高電平。電路圖如下：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .補(bǔ)充說明：CD4585是四位數(shù)字比較器， 可比較他的兩個輸入， 比較后在 AB，A=B， AB這三個輸出端輸出，輸入形式可以是二進(jìn)制，也可以是BCD碼。與邏輯起動控制器件組成： CD4073（三 3 與門）、CD4069（六反相器）、開關(guān)、限流電阻。功能說明：按鈕起動控制、編碼電路輸出標(biāo)示 GS有效與比較制動電路 A=B不成立，三者均滿足時， 與邏輯起動控制輸出為高電平， 控制 D 觸發(fā)器構(gòu)成的三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器的清零端， 和 555 定時器組成的 0.2S 和 6S 周期脈沖發(fā)生器的

12、清零端。當(dāng)此與邏輯起動控制的輸出為高電平時， 脈沖發(fā)生器產(chǎn)生正常脈沖， 三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)。當(dāng)此與邏輯起動控制的輸出為高電平時， 脈沖發(fā)生器產(chǎn)生正常脈沖， 三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)。當(dāng)此與邏輯起動控制的輸出為低電平時， 脈沖發(fā)生器停止產(chǎn)生脈沖， 并保持，三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，并保持。. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .開關(guān)閉合為高電平有效。電路圖如下：3.2數(shù)碼管顯示模塊顯示譯碼器組成電路如下：組成器件： CD4511顯示譯碼器、LED（數(shù)碼管）顯示器CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極 LED（數(shù)碼管）顯示器的 BCD碼七段碼譯碼器，特點(diǎn)是：具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯

13、碼及驅(qū)動功能的 CMOS 電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動 LED顯示器。CD4511芯片圖及引腳如下：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .圖 3-2CD4511的引腳圖CD4511引腳功能：BI ：4 腳是消隱輸入控制端， 當(dāng) BI=0時，不管其它輸入端狀態(tài)是怎么樣的，七段數(shù)碼管都會處于消隱也就是不顯示的狀態(tài)。LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時，允許譯碼輸出。LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。LT：3 腳是測試信號的輸入端，當(dāng) BI=1 ，LT=0 時，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮全部顯示。 它主要用來檢測數(shù) 7 段碼管是否有物理損壞。A

14、1、 A2、A3、A4、為 8421BCD碼輸入端。a、b、c、 d、e、 f 、 g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1 有效。 CD4511的里面有上拉電阻，可直接或者接一個電阻與七段數(shù)碼管接口。. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反向器作輸出級，通常用以驅(qū)動LED。其引腳圖如上圖所示。各引腳名稱：其中7、1、2、6 分別表示 A、B、C、D。5、4、3 分別表示 LE、BI 、LT。13 、 12、11、10、9、15、14 分別表示 a、b、c、d、e、f 、g。左邊引腳表示輸入，右邊引腳表示輸出，還有兩個引腳8、16 分別表示的是接地和VDD.CD451

15、1的工作原理1.CD4511的真值表如下表所示2. 譯碼器 :CD4511譯碼器用兩級或非門擔(dān)任，為了簡化電路先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據(jù) B、C 進(jìn)行組合，得出 00、01、 10、11（用二進(jìn)制對 B、C編碼）四項(xiàng)，然后將輸入的數(shù)據(jù) A、 D 一起用或非門譯碼。3. 鎖存功能 : 譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反向器組成， 傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端 LE 的電平狀態(tài)。當(dāng) LE 為低電平導(dǎo)通時， TG2截止；當(dāng) LE為高電平時， TG1截止，TG2導(dǎo)通，此時有鎖存作用。4. 消隱 :BI 為消隱功能端，該端施加低電平后，迫使七段數(shù)碼管均處于熄. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字，即字

16、形消隱。消隱輸出 J=(B+C)D+BI。如不考慮消隱 BI 項(xiàng)，便得 J=(B+C)D。根據(jù)上式，當(dāng)輸入 BCD代碼從 1010 1111 時， J 端都為高電平，從而使顯示器中的字形消隱。輸入輸出LE BI LIDCBAabcdefg 顯示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隱011000011111100011000101100001011001011011012011001111110013011010001100114011010110110115011011000111116011011111100007011100011111118011100111100

17、11901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱0111111000000消隱111XXXX緩存消隱CD4511的真值表CD4510（可逆計(jì)數(shù)器）組成電路器件組成： CD4510（可逆計(jì)數(shù)器）. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .功能說明：CD4510器件的 1 號接地，15 號接 CP端，9 號接地。10 號 UP/DOWN接 F(AB）=0 端即與 13 號相連，因?yàn)?BA時，即編碼器的輸入比此時電梯顯示的樓層號大，應(yīng)該上行，而此時F（AB）=1 即 EI=1 加計(jì)數(shù)恰好可實(shí)現(xiàn)上行；

18、當(dāng) B=A計(jì)數(shù)器被鎖定，故保持不變； BA時 F（ AB）=0 即 EI=0 減計(jì)數(shù)，恰好可以實(shí)現(xiàn)下行。下面對此構(gòu)成可逆計(jì)數(shù)器的器件進(jìn)行介紹：CD4013是有兩個具有置位和復(fù)位功能的觸發(fā)器構(gòu)成的。它以時鐘的低電平讀入，以高電平輸出。功能表如下：CLKDRSQQ000011001000QQ100101101111電路圖如下所示：. 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .三位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器、 LED顯示器器件組成：四個發(fā)光二極管，四個限流電阻。功能說明：發(fā)光二極管 （LED）是用半導(dǎo)體材料制作的正向偏置的 PN結(jié)二極管。其發(fā)光原理是當(dāng)在 PN結(jié)兩端注入正向電流時，注入的非平衡載流子（電子空穴對） 在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光。 譯碼器輸出為高電平， 所以 LED顯示器為共陰輸出，通過他的亮與不亮，可以顯示上行和下行信號。電阻為限流作用，根據(jù) LED的額定電流確定電阻大小。電路圖如下所示：3.5 原理圖（附錄 1）四 . 設(shè)計(jì)總結(jié). 學(xué)習(xí)幫手 .專業(yè)整理 .通過此次課程設(shè)計(jì)我學(xué)會了好多，雖然對 protel 還是不是很了解，但是我學(xué)會了如何用 Altium Designer ，這對我來說是一個很大的進(jìn)步，在這個學(xué)習(xí)的過程中碰到了很多問題，不過還好，最后都圓滿的解決了。此次做的課程設(shè)計(jì)是電梯控制電路設(shè)計(jì)， 剛一開始覺得一頭霧水， 不知道干什么的，雖然對模電