简易顺序控制器课程设计1.doc

湖南工程学院课 程 设 计课程名称 电 子 技 术 课题名称 顺序控制器 湖南工程学院课程设计任务书 课程名称： 数字电子技术 题 目：简易顺序控制器（自选参数） 专业班级： 电子信息0881 班 任务书下达日期 2010 年07月 05 日设计完成日期 2010 年07月 16 日设计内容与设计要求 一、 任务与要求：设计并制作一个简易顺序控制器，使执行机构按一定的程序工作，要求如下：1、 执行机构的加工程序步骤为五步，第一步 8秒，第二步 6 秒，第三步为 4秒，第四步为 2秒，第五步为 0秒，按顺序依次动作；2、 用显示器显示顺序控制器的各步加工时间（用倒计时方式）；3、 用发光二极管显示控制器的各道工序；4、 用显示器显示加工步数；5、 功能扩展（自选）二、设计要求：1、 设计思路清晰，给出整体设计框图；2、 设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；3、 总电路设计；4、 安装调试电路；5、 写出设计报告；主要设计条件1. 提供直流稳压电源、示波器； 2. 提供 ttl集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线等。说明书格式1、 课程设计封面；2、 课程设计任务书；3、 说明书目录；4、 设计总体思路，基本原理和框图；5、 单元电路设计（各单元电路图）；6、 总电路设计（总电路图）；7、 安装、调试步骤；8、 故障分析与电路改进；9、 总结与设计调试体会；10、 附录（元器件清单）；11、 参考文献；12、 课程设计成绩评分表。进 度 安 排 第一周 星期一 上午 安排任务、讲课。 星期一 下午- 星期二 下午 查资料、设计星期四开始1、 计算机仿真2、 测试元器件3、 调试单元电路4、 调试总电路第二周 星期一星期四 1、 调试验收2、 写课程设计报告书 星期五 交报告及答辩地 点：实验楼四楼 电子综合实验室参 考 文 献 电子技术课程设计历雅萍、易映萍编电子技术课程设计指导 彭介华、主编 高等教育出版社 电子线路设计、实验、测试 谢自美主编华中理工出版社。目 录第1章 设计总体思路和框图61.1 设计总体思路:61.2.框图:7第2章 单元电路设计（各单元电路图）72.1倒计时显示模块72.2加工步数与显示模块112. 3数据选择模块.12第3章总电路设计（总电路图）13第4章 安装、调试步骤14第5章 故障分析与电路改进15第6章 总结与设计调试体会16第7章 附录18第8章 参考文献19第1章 设计总体思路和框图1.1 设 计 总 体 思 路:当秒脉冲进入秒个位的cpd 时（cpu =1），根据其功能开始由9倒计时，当由9走到0时，秒个位的 端输出个0，两块74ls192进行集联，将秒个位的 作为秒十位cpd（cpu =1） 的脉冲输入，秒个位每进行一次循环就向高位秒十位输入一个脉冲，高位就减1（如果秒十位大于等于1），如果秒十位是0，当秒个位每循环一次，两块级联的74ls192就向74ls160送入一个脉冲，这时显示步数的数码管显示的数值就加1，进行下一步的计数，直到进行第5步，如此循环往复。对于两块74ls192的预置数问题则用四个74ls151八选一数据选择器来实现初始置数。每个数据选择器的输出连到相应的74ls192的输入端以获得每一步所需置的数，同时数据选择器的数据输入端a、b、c与74ls160的输出端qa、qb、qc对应相连以实现两块级联的74ls192的初始置数与74ls160显示的步数保持一致。然后再通过一些门电路的控制即可实现74ls192的初始置数走到00时向74ls160输入一个脉冲而进行下一步的倒计时计数，从而完成任务设计要求。1.2 框 图:脉冲2位倒计时计数器数据选择器步骤计时器译码/驱动译码/驱动显示显示第2章 单元电路设计（各单元电路图）2.1 倒 计 时 显 示 模 块由2片led四段显示器组成显示模块，用来显示从计数器输出端送来的数据。计数模块由2个十进制计数器集成芯片（74ls192）组成，它们之间是通过bo端进行借位的，从低位到高位一级一级的借位，使显示器从计数器集成芯片每个步骤所置的数循环显示。计数个位的192脉冲由外信号控制，十位的脉冲由个位的192芯片借位端bo提供。74ls192的外部引脚图如下：74ls192的功能表如下：图中：load为置数端，up为加计数端，down为减计数端，co为非同步进位输出端，bo为非同步借位输出端，a、b、c、d为计数器输入端，clr为清除端，q0、q1、q2、q3为数据输出端。计数器的级连使用一个十进制计数器只能显示09十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级连使用。同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号来驱动下一级计数器。下图是由74ls192利用进位输出控制高一位的加计数端构成的加数级连示意图：倒计时与显示模块的单元电路图如下图所示：2.2 加 工 步 数 显 示 模 块加工步数与显示模块的单元电路图如下图所示：74ls160是ttl集成同步十进制计数器，它的主要功能为：异步清除：当cr的非为低电平时，不论有无cp，计数器立即清零，输出端q3-q0均为0，称为异步清零；同步预置：当ld的非为低电平，mr的非为高电平时，在时钟信号cp上升沿的作用下，使得输出端q3-q0的状态与输入端p3-p0的状态一致，即q3=p3,q2=p2,q1=p1,q0=p0；同步计数：当使能端cet的非和cep的非都为高电平时，在时钟信号上升沿作用下开始计数；2.3 数 据 选 择 模 块数据选择模块如下图所示: 74151 是具有8选1逻辑功能的ttl集成数据选择器。根据逻辑图可得输出逻辑表达式 可见，输出函数是输入最小项与对应输入数据乘积之逻辑和。 第3章总电路设计（总电路图） 第4章 安装、调试步骤1 首先要确定仿真图的结果是否符合课程设计要求，仿真图要尽可能的清晰，特别是线多的地方注意不要重叠，所以要仔细看清每条线的走向。并确定仿真图中的元器件是否在学校实验中心可以找到。若不能则要重新修改电路图。2 按照仿真图，到实验中心领取所需的元器件，注意，领元器件时记得多领一两个备用。3 测验设备，领到器件和实验箱后，首先检查实验箱的各个部件是否完好，特别是显示管，因为显示管特别容易烧坏，再测验一下芯片插槽是否连接完好，第三，测线，用万能表或者显示灯测验每一根导线连接是否良好，第四，测验芯片，按照各芯片的功能测验芯片是否能正常工作，不能工作的要及时向老师调换。4 排版、接线，首先，根据仿真图上各器件的位置，排好所要用的芯片，注意尽可能的排的合理，稀松，因为我们所用的芯片插板相对比较小的，且电路比较复杂。第二，接线时应该一个一个模块接，接好后依次检查，切忌接完所有电路时再检查，那样一旦接错检查就非常困难。5 调试。6 验收，当电路完全符合要求且正确时，可让指导老师验收并考虑做拓展功能。第5章 故障分析与电路改进5.1 常见的故障现象在本次课程设计中我们遇到了常见的几个故障现象：（1）显示管显示不正确；（2）led显示顺序错误；（3）不能正确置数。5.2 产生故障的主要原因及解决方法产生故障的原因很多，情况也很复杂，故障可以是由于一种原因产生的也可能是由于多方面的因素导致线路产生了故障。在这里我就我们小组所遇到的困难分析原因及提出解决方法：（1）显示管显示不正确原因及解决方法：1导线接触不好，这个原因在我们这个小组最明显，我们不得不反复检查线路，反复接线。2芯片损坏。在使用的时候由于短路造成芯片损坏，换了一个芯片就可以了。3接线错误。改成正确的接线。（2）led显示顺序错误原因及解决方法：1发光二极管接线顺序错误。按照电路图重新接线（3）不能正确置数 原因及解决方法：1置数模块线路接触不良。一个一个排查导线和插槽。2被置数的192芯片没有收到置数信号。重新接线，确保接触良好。第6章 总结与设计调试体会我们7月5号开始了课程设计，本以为老师会边上课边设计的，后来发现我错了，课程设计完全是自由发挥的要自己挖掘的。首先我们进行了分组，我们三个人一组，团队作战总归是一股力量，我们本着人多力量大意气风发的开始了我们为期2周的课程设计旅程。经过了两周的课程设计，我收获很大，这是一次理论联系实际的过程，尽管过程很辛苦。在课程设计过程中，我们经常想着一个电路难题不知不觉就过去了几个小时，没解决的时候感觉到非常的困扰，但是在想通后也更加高兴，我们时常相互提醒做电路时要十分仔细，不能放过任何一个细节和小问题，任何成功的电路都是从一点一点的错误总结出来的。这两周我确实学到了很多东西，如会用仿真软件了，也学到了许多芯片的功能如：74192，74125，74160，74138，74151等等，通过这次设计，我学到了做设计的基本框架，也学到了理论和实际有很大的区别，如在仿真做出的电路图，在实际中不一定行得通，在连电路实物图时，有很多的不确定因素，如导线的接触是否完好，接触电阻是否过大，以及外界电磁对电路脉冲的影响，以及芯片插槽是否连接完好。但有一点可以确定，那就是只要你用心去做，你一定会受益匪浅，一定会成功。这两周让我们明白团队是伟大的，当老师告诉我们要做实验报告时，我们泄气了。这20多页的课程设计报告啊！短暂的抱怨后，我们坚定信念，一定不能在设计尾声落下瑕疵，仔细想想老师何尝不是在考验我们做事的决心呢，所以我们不能辜负老师的期待，今天我们完成了！非常感谢老师的考验，正因为你的严格要求才能造就我们。谢谢！八附录（元器件清单）元器件清单芯片数量74l1514个74l1601个74l1922个74ls001个74ls021个74ls041个74ls112个接线板1个实验箱1个导线若干数码显示管 3个第8章 参考文献电子技术基础实验高等教育出版社-陈大钦 主编数字电子技术第五版 高等教育出版社-阎石 主编数字电路逻辑设计高等教育出版社-王毓银 主编数字电路与逻辑设计电子工业出版社 -邓元庆 主编电子技术课程设计 - 历雅萍、易映萍编电子技术课程设计指导- 彭介华、主编高等教育出版社电气与信息工程系课程设计评分表项 目评