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(chēng) 數(shù)字電子技術(shù) 課題名稱(chēng) 簡(jiǎn)易順序控制器 專(zhuān) 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(shū) 課程名稱(chēng)： 數(shù)字電子技術(shù) 題 目：簡(jiǎn)易順序控制器（自選參數(shù)） 專(zhuān)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(shū)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(xiě)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(xiàn)等。說(shuō)明書(shū)格式課程設(shè)計(jì)封面；課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；說(shuō)明書(shū)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(kāi)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(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 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(xiàn)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(jiàn)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(shū)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(huà)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(lái)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(lái)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(lái)顯示從計(jì)數(shù)器輸出端送來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(xiàn)帶來(lái)很大的方便。這是最基本的一步。 現(xiàn)在就可以接線(xiàn)由于考慮到如果將所有銜接起來(lái)再檢查的話(huà)可能比較麻煩，改線(xiàn)路也可能因?yàn)榫€(xiàn)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(xiàn)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(guān)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(guān)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(xiàn)，只有好的芯片和導(dǎo)線(xiàn)才有可能實(shí)現(xiàn)其功能。

9、如果是壞的芯片或?qū)Ь€(xiàn)，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(xiàn)，由于線(xiàn)路比較復(fù)雜，所以接線(xiàn)也要合理，美觀(guān)。這樣對(duì)以后的線(xiàn)路檢查也會(huì)帶來(lái)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(méi)有短路，有沒(méi)有少接或多接了線(xiàn)。如果上述步驟沒(méi)用，則對(duì)該模塊的上級(jí)模塊進(jìn)行檢查。直到檢查出問(wèn)題并解決出現(xiàn)的問(wèn)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(shū)上的顯示，如果沒(méi)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(jiàn)的故障現(xiàn)象在本次課程設(shè)計(jì)中我們遇到了常見(jiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路，反復(fù)接線(xiàn)。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(xiàn)錯(cuò)誤。改成正確的接線(xiàn)。（2）不能正確置數(shù) 原因及解決方法：1置數(shù)模塊線(xiàn)路接觸不良。一個(gè)一個(gè)排查導(dǎo)線(xiàn)和插槽。2被置數(shù)的192芯片沒(méi)有收到置數(shù)信號(hào)。重新接線(xiàn)，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(guò)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(kāi)始接觸到這個(gè)課題時(shí)感覺(jué)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(shū)，這樣才畫(huà)出一個(gè)框圖來(lái)。但給老師看了后，才發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的問(wèn)題我的預(yù)置數(shù)用的是手動(dòng)開(kāi)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(guò)一天的修改達(dá)到了要求，進(jìn)行仿真，結(jié)果問(wèn)題又出來(lái)了.最后發(fā)現(xiàn)是管腳接錯(cuò)了。仿真對(duì)了去接線(xiàn)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(kāi)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(méi)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(xiàn)路的，我們?yōu)榱朔乐钩鲥e(cuò)，檢查了每根線(xiàn)的好壞，接線(xiàn)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(wèn)了同學(xué)，終于在當(dāng)天晚上達(dá)到了任務(wù)書(shū)的要求。經(jīng)過(guò)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(wèn)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(xiàn)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(shuō)明書(shū)與