《顺序控制器》解读

1、武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信1204指导教师：工作单位：信息工程学院题目：顺序控制器初始条件：具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；要求完成的主要任务： （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等 具体要求）1、设计顺序控制电路；2、其中第一步和第二步各 20S，第三步2分钟，第四步5分钟，第五步3分钟，第六步1分钟；3、用发光二极管显示步骤，数码管显示时间；4、掌握数字电路的设计及调试方法；5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。时间安排：时间一周，其中2天原理设计，

2、3天电路调试指导教师签名：年 月 日系主任（或责任教师）签名：年 月 日摘要：顺序控制器是根据生产工艺规定的时间顺序或逻辑关系编制程序，对生产过程 各阶段依次进行控制的装置，简称顺控器。顺序控制器在生活及工业生产中发挥 着极其重要的作用，其方便又实用，在自动控制领域占据着重要地位。 顺序控制 器分为时序控制和条件控制两种，本课设所设计的为时间顺序控制器。关键词：顺序控制器时序控制武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书目录1设计思路与框图及原理图 11.1 设计总框图11.2 实验原理图21.2.1 74IS192引脚与功能图 21.2.2 74IS48引脚与功能图31.2.3 CD4017

3、引脚图与功能52 Multism 仿真与分析62.1 仿真电路图62.2仿真结果62.2.1 仿真结果图63实物调试中的问题与解决方法 73.1 实物图73.2 调试中发现的问题 74小结与感想95参考文献9附表一：本科生课程设计成绩评定表 10武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书1设计思路与框图及原理图1.1设计总框图脉CD4017顺序控制给计数器固数*4三位计数器脉冲分别控制&个L三D灯亮暗LED 灯 X674LS48 译码管 X3七段数码管显示器X3图1-1 总设计图设计分析：从任务书来看,要求分别实现20秒，20秒，2分，5 分，3分，1分的倒计时。要完成这些功能主要有四

4、大模块：第一个 是计数模块，第二个是控制计数模块，第三个是组合逻辑控制置数模 块，第四个是显示模块。在本课设中，计数模块采用3个74LS190的组合来实现 20,20,120,300,180,60 等6种进制；控制计数模块采用了 CD4017， 当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，以此来控 制不同进制，并同时分别控制6个指示灯的亮暗。组合逻辑控制置数模块采用五 个或门链接CD4017与技术器；显示模块采用3个七段数码管和74LS48显示。1武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书1.2实验原理图1.2.1 74IS192 引脚与功能图74LS192引脚图如下：U

5、J |zj LJj LU L2J |LJ UJ L gJ Pl Ol Cg CF>b fi Qj (>3 GNDPOPlP2CPu CPd PLMRQQQQ图1-2 74LS192引脚图74LS192的功能表如下：输岀服71CPuCPdP3P2PlPOQ3Q2QIQO1XXXXXXX000000KXDCBADcBA011XXXXWr1数011XXXXSt图1-3 74LS192功能图图中：LOAD为置数端，UP为加计数端，DOW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

6、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。2武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书3武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书122 74IS48引脚与功能图74ls48引脚图如下:#武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书#武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书nnnnnnnri11121314吗16171319Af.CBEFGHIJ1LIupWAMM)紀is功能LIEEIDcB止abcdfEE0I1000011:1

7、I1101JC0001010Qfl031Jf00I11110110131K00I11111001g11fl1001011001151fl1011101101161Kfl1110Q11111T1tfl111111100fl01E1I10001:11I119I1Q0I11:10011101Jf10I71000110I111JC10I:0Q110fl11x:100101s0011E111101110010111411110100R1111IB11111100000fl061JXXIz00QR00fl02RBI10 00Q0000Q00003LI0?XXiX11111I1420CLTAFCD彦详码語驱

8、云”器图1-5 74IS48 引脚图74ls48功能图如下：图1-6 74IS48 引脚图功能图74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（DCBA和输出（YaYg） 端外，7448还引入了灯测试输入端（LT和动态灭零输入端（RBI）,以及既有 输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。由7448真值表可获知7448所具有的逻辑功能：（1）7 段译码功能（LT=1, RBI=1）在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入 DCBA 经7448译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。除DCBA = 0000外，RBI也

9、可以接低电平，见表 1中116行。（2）消隐功能（BI=0）此时BI/RBO端作为输入端，该端输入低电平信号时，表1倒数第3行，无论LT和 RBI输入什么电平信号，不管输入 DCBA为什么状态，输出全为“ 0” 7段显示器 熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。（3）灯测试功能（LT= 0）此时BI/RBO端作为输出端， 端输入低电平信号时，表1最后一行，与 及DCBA 输入无关，输出全为“ 1”显示器7个字段都点亮。该功能用于7段显示器测试， 判别是否有损坏的字段。（4）动态灭零功能（LT=1, RBI=1）此时BI/RBO端也作为输出端，LT端输入高电平信号，RBI端输入低电平信号， 若

10、此时DCBA = 0000表1倒数第2行，输出全为“ 0”，显示器熄灭，不显示这 个零。DCBA0，则对显示无影响。该功能主要用于多个 7段显示器同时显示时 熄灭高位的零。4武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书123 CD4017 引脚图与功能其引脚图如下：V5 -11VY1 2nR¥0MClBENCT >1017Yfi"'512(X)Y7_6HY9¥3 71089Y倉图1-7 CD4017引脚图十进制计数/分频器CD4017,其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是00、01、02、09依次出现与时钟

11、同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有 10个输出端（0旷09和1个进位输出端05-9。每输入10个计 数脉冲，05-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时 钟信号。CD4017有 3个输入端（MR CP0和CP1，MF为清零端，当在 MF端上加高电 平或正脉冲时其输出00为高电平，其余输出端（0109均为低电平。CP0和 CPI是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CPI端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便， 可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态， 故

12、可直接用作顺序脉冲发生器。5武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书6武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书2 Multism仿真与分析2.1仿真电路图IICQPHlEIIWIMGIPPNwnrJ1FI7 NLMIT4LWWF1LitCF.： !- 瓷wwIUS WllfWaa »*WT4LAHnIN图2-1总电路图电路图解析：如上图所示，电路功能的实现主要是通过 CD4017的顺序输出高 电平特性来依次控制计数器不同进制，然后通过 74LS48译码管和七段显示管显 示。并通过CD4017的输出再经过几个或门来控制置数模块。2.2仿真结果221仿真结果图7武汉理工大学数字电子电

13、路基础课程设计说明书#武汉理工大学数字电子电路基础课程设计说明书1UI1 1-IIUUVLJ K " TBI图2-2仿真结果图如上图所示，电路按20-0-20-0-120-0-300-0-180-0-60-0 变化，达到设计要求。3实物调试中的问题与解决方法3.1实物图 二一 *二-LEtccccfcccc cccooe-ccrf .>3>3-l$2 fcccGcQ 1 06c-Goer - pmnao 匚£££-£>£: ccccc mun 一 £ r-cc_GC oaQecct* dgHQaob 口 一

14、 £cccc匚 O £ T吞*dooficl- de总 -cc亠 39. 二Q 一 E崔i 33- 20- 54 一 xcJo -*.s4-QCC畫 亠 O0GO0-OG一 009009 -cfi-tc匚 Q«C-CQD -b -aOQdplaQ -rcb 'C匚C£G«Q 图3-1作品实物图3.2调试中发现的问题在调试过程中，发现电路始终没有按仿真出来的结果变化，显示器显示不规 律，后面通过检查发现是其中一个芯片坏了， 让后有调试了几下，又不小心把剩 下的几个芯片烧坏了。因所购买的材料不多，而且元器件已焊牢固定，课设只能 到此为此，不

15、能不说这是一个遗憾。4小结与感想通过本次课设，我对数字电子电路域逻辑设计这门课程有了更为深入的理解， 同时在做课设的过程中加深了所学知识，并在对电路进行仿真的过程中对 multism这个工具的了解更加深刻。过程中通过对比自己与队友的方案了解许多 设计上的不足。当我们看着线路一次比一次正确，我们组人的心里都有了一中很 强的成就感，虽然最后由于种种原因有一小部分功能不能实现， 但是这并不能掩 盖我们在这两周时间里的收获，从设计到动手，从难点到解决，我们一步一步让 自己充实，让我们自已感觉到自己没错，在这过程中我们也学会了团的力量， 从 各个模块的分工到工具箱的轮番接线再到一起在寝室解决难点，我们学到了团 队、信心和耐心。感谢我的合作伙伴，感谢学校给我们提供了这样一个自由的时 间舞台，最重要的是要感谢老师给我们的细心辅导，谢谢！5参考文献1 沈尚贤，电子技术导论，高等教育出版社，19862 何金茂，童诗白，电子技术基础汇编，高等教育出版社，19923 王小海，张安元，集成电子技术基础教程，高等教育出版社，20024 汪建民，电子线路设计与应用，高等教育出版社，2004 刘京，数字集成电子技术基础，东南大学出版社，1994附表一：本科