數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告-電梯控制系統(tǒng)

-.z.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)易電梯控制系統(tǒng)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)易電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：顯示方式：以LED數(shù)碼管形式顯示0-3；主要功能：一共有四層樓，樓層標(biāo)記用0-3表示，假設(shè)每次只有有一層樓有呼叫，按下呼叫按鈕后，呼叫樓層指示燈亮，電梯將從當(dāng)前樓層運(yùn)行到呼叫樓層，指示燈熄滅；超重報(bào)警：擋電梯超重時(shí)，報(bào)警燈亮，電梯拒絕運(yùn)行；系統(tǒng)復(fù)位：系統(tǒng)能手動(dòng)復(fù)位，復(fù)位后，電梯停在第○層；其他功能〔任選〕二、設(shè)計(jì)要求：1、思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；2、單元電路設(shè)計(jì)，給出具體設(shè)計(jì)思路和電路；3、寫出設(shè)計(jì)報(bào)告；主要設(shè)計(jì)條件提供調(diào)試用實(shí)驗(yàn)室；提供調(diào)試用實(shí)驗(yàn)箱和電路所需元件及芯片；所用設(shè)備及元件需在設(shè)計(jì)后歸還。說明書格式課程設(shè)計(jì)封面；任務(wù)書；說明書目錄；設(shè)計(jì)總體思路，根本原理和框圖〔總電路圖〕；單元電路設(shè)計(jì)〔各單元電路圖〕；安裝、調(diào)試步驟；故障分析與電路改良；總結(jié)與體會(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;設(shè)計(jì)報(bào)告采用16k紙打印;進(jìn)度安排第三周：星期一:課題內(nèi)容介紹和查找資料；星期二～星期五:總體電路設(shè)計(jì)和分電路設(shè)計(jì)，電路仿真，修改方案；第四周：星期一～星期二:電路設(shè)計(jì)，電路仿真，修改方案星期三:安裝、調(diào)試電路；星期四:驗(yàn)收電路，整理實(shí)驗(yàn)室及其它事情，寫設(shè)計(jì)報(bào)告，打印相關(guān)圖紙；星期五:辯論；參考文獻(xiàn)1、"電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)"高等教育出版社主編2、"電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試"〔第二版〕華中理工大學(xué)出版社主編3、"新型集成電路的應(yīng)用"電子技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)華中理工大學(xué)出版社主編3、"現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)"機(jī)械工業(yè)出版社主編"數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作"科學(xué)出版社著目錄TOC\o"1-3"\h\u8982一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖-2-62421.1設(shè)計(jì)方案：-2-53341.2設(shè)計(jì)原理：-2-258921.3系統(tǒng)總電路圖：-3-21290二、單元電路的設(shè)計(jì)-3-72932.1信號(hào)的輸入，鎖存及顯示：-3-137642.2控制編碼發(fā)生器:-4-153242.3系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比擬及加減計(jì)數(shù)：-5-24250三、安裝與調(diào)試步驟-6-55993.1安裝步驟：-6-50313.2調(diào)試步驟:-6-26970四、故障分析與電路改良-7-43624.1故障分析：-7-7628⑴秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖：-7-12671⑵數(shù)碼顯示管不能正常顯示：-7-14383⑶信號(hào)燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示：-7-204084.2電路改良：-8-29568五、總結(jié)與體會(huì)-8-16750六、附錄〔元器件清單〕-9-一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖1.1設(shè)計(jì)方案：⑴系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)是由函數(shù)發(fā)生器發(fā)生。時(shí)鐘信號(hào)通過一定與門和與非門輸入同步加減計(jì)數(shù)器74LS192N，控制其加減計(jì)數(shù)。⑵系統(tǒng)的開關(guān)控制電路是由D觸發(fā)器和與非門構(gòu)成，控制信號(hào)燈的工作狀態(tài)。⑶系統(tǒng)的核心電路是由編碼器74LS148N，數(shù)據(jù)比擬器74LS85，同步可加減計(jì)數(shù)器74LS192N，與一定的門電路組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的上升和下降的控制。1.2設(shè)計(jì)原理：⑴系統(tǒng)的信號(hào)燈控制局部是由開關(guān)和D觸發(fā)器構(gòu)成，開關(guān)先接高電平，按下開關(guān)時(shí)，給了一個(gè)高電平觸發(fā)信號(hào)輸入給D觸發(fā)器使其鎖存高電平信號(hào)，從而使信號(hào)燈一直亮直到信號(hào)完畢。⑵系統(tǒng)的核心局部是由編碼器74LS148N，數(shù)據(jù)比擬器74LS85，同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192N，譯碼器CD4511和一定的門電路組成。按下開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生的高電平信號(hào)由D觸發(fā)器傳給74LS148N編碼器，產(chǎn)生后的編碼輸入74LS85數(shù)據(jù)比擬器，通過與74LS192N輸出編碼比擬，產(chǎn)生的信號(hào)再連接時(shí)鐘信號(hào)通過一定的門電路輸入74LS192N計(jì)數(shù)器，控制計(jì)數(shù)器的加減，從而實(shí)現(xiàn)電梯的上升與下降。1.3系統(tǒng)總電路圖：=2\*CHINESENUM3二、單元電路的設(shè)計(jì)信號(hào)的輸入，鎖存及顯示：該單元電路如下列圖所示：將D觸發(fā)器的Q非端與D端相連組成T觸發(fā)器，當(dāng)時(shí)鐘輸入端CLK輸入高點(diǎn)平，Q端的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。D觸發(fā)器的復(fù)位端輸入復(fù)位信號(hào)，Q端輸出低電平，LED燈熄滅?？刂凭幋a發(fā)生器:系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比擬及加減計(jì)數(shù)：D觸發(fā)器鎖存高電平信號(hào)時(shí)，把高電平通過Q端輸入編碼器74LS148N，從而編碼器開場(chǎng)編碼，編碼后的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)比擬器74LS85，同步加減計(jì)數(shù)器74LS192N的輸出端的數(shù)據(jù)同時(shí)也輸入數(shù)據(jù)比擬器，通過比擬后，數(shù)據(jù)比擬器的輸出端，連接時(shí)鐘信號(hào)通過與非門電路，從而控制了計(jì)數(shù)器的加減，實(shí)現(xiàn)了電梯的上升與下降。復(fù)位開關(guān)設(shè)置與74LS192的14號(hào)"CLR"管腳，另一端用一上下電平控制。三、安裝與調(diào)試步驟3.1安裝步驟：⑴按照系統(tǒng)總的電路圖，合理規(guī)劃電路總布局，盡量使電路連接簡(jiǎn)單、明了。⑵首先一個(gè)模塊一個(gè)模塊連接，連接好一個(gè)模塊，就檢測(cè)一個(gè)，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等，以防整體檢測(cè)時(shí)不必要的麻煩。⑶整體連接完畢，進(jìn)展調(diào)試，看是否和仿真結(jié)果一樣。如有出入，仔細(xì)檢測(cè)電路，查出問題所在。這樣不斷調(diào)試，直到到達(dá)預(yù)期結(jié)果。⑷改良布線，力求精簡(jiǎn)。3.2調(diào)試步驟:⑴翻開電源開關(guān)，接通電源，觀察信號(hào)燈和數(shù)碼顯示管的變化。⑵如有問題，首先檢查是否有電線松動(dòng)，然后再調(diào)試其它局部。⑶檢查信號(hào)燈和數(shù)碼顯示管是否有損壞。⑷如果以上都們問題的話，此時(shí)應(yīng)該分成一個(gè)一個(gè)單元電路來調(diào)試，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等。四、故障分析與電路改良4.1故障分析：⑴秒脈沖信號(hào)發(fā)生電路是否產(chǎn)生脈沖：把萬用表調(diào)到5V電壓檔，萬用表負(fù)極接地，正極接74LS00管腳"1〞針腳，芯片通電后，看電壓變化是否變化明顯，高電平大于3V，低電平小于0.4V。如果不能產(chǎn)生脈沖，檢測(cè)74LS00管腳是否接對(duì)，電阻和電容是否接正確，如果不是這些問題，就通過換芯片，看是否是芯片的問題，如果芯片也沒問題，就檢測(cè)是不是電路板有問題。⑵數(shù)碼顯示管不能正常顯示：看數(shù)碼管是怎樣顯示的，如果顯示亂碼，檢查譯碼芯片CD4511是否接線正常，然后檢查各針腳對(duì)應(yīng)輸出是否正確，最后檢查數(shù)碼管接線是否正確。如果數(shù)碼管中*些段不亮，檢查接線是否正確，對(duì)應(yīng)針腳電壓是否變化。如果是*些段不滅也不完全亮，換一個(gè)數(shù)碼管試試。⑶信號(hào)燈不顯示或不按仿真的狀態(tài)顯示：檢查信號(hào)燈是否能發(fā)光，然后檢查信號(hào)燈接線處是否良好，最后檢查接線是否按照狀態(tài)方程連接正確。⑷數(shù)碼顯示管與信號(hào)燈配合有問題：按下*樓層的開關(guān)時(shí)，信號(hào)燈亮，當(dāng)數(shù)碼顯示管顯示到相應(yīng)的樓層時(shí)，信號(hào)燈熄滅。如果不是以上的結(jié)果，首先檢查JK觸發(fā)器的管腳是否連接好以及是否正確。然后再檢查同步可加減計(jì)數(shù)器74LS192N的管腳是否連接好以及是否正確。接著就是數(shù)據(jù)比擬器74LS85以及編碼器74LS148N的管腳連接正確與否。一步步檢查后，此問題便可解決。4.2電路改良：總體來說，我覺得我設(shè)計(jì)的這個(gè)簡(jiǎn)易電梯控制系統(tǒng)電路已經(jīng)到達(dá)了最初的要求。簡(jiǎn)潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的是只具備單請(qǐng)求功能，多個(gè)樓層的請(qǐng)求則不再該設(shè)計(jì)的范圍，簡(jiǎn)易電梯的電路設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步的完善五、總結(jié)與體會(huì)數(shù)電課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.回憶起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，確實(shí)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在短短的幾個(gè)星期內(nèi)，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做數(shù)電課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠結(jié)實(shí)。這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在龔教師的辛勤指導(dǎo)下，終于到達(dá)了預(yù)期的效果。同時(shí)，在龔教師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)?？傮w來說，，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂.這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)，雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們?cè)谶壿嬰娐返姆治雠c設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對(duì)組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增進(jìn)了對(duì)一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字電路這門課程在科學(xué)開展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨(dú)立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，遇到很多不理解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時(shí)間和資料有限我們更多的還是獨(dú)立思考。六、附錄〔元器件清單〕同步十進(jìn)制可加減計(jì)數(shù)器〔74LS192N〕1個(gè)優(yōu)先編碼器〔74LS148N〕2個(gè)數(shù)據(jù)比擬器〔74LS85〕1個(gè)與非門(