电梯控制电路设计

1、电子技术课程设计成绩评定表设计课题 ：_电梯控制电路设计学院名称 :_专业班级：_学生姓名：_学 号：_指导教师 ：_设计地点 ：_ 31-225设计时间 ： _2014-7-7 2014-7-14指导教师意见：成绩：签名：年 月日电子技术课程设计课程设计名称： _电梯控制电路设计_专业班级：_学生姓名：_学号：_指导教师：_课程设计地点：_课程设计时间： _2014-7-72014-7-14_电子技术课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目电梯控制电路设计课题性质工程设计课题来源自拟指导教师刘林芝主要内容（参数）设计一个简易 4 层电梯控制电路，具体指标如下：（1）观察电梯的工作过程，描述出所

2、设计电梯控制电路的逻辑功能。（2）电梯升降一层所需时间可自行设计。（3）能记忆电梯内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至 执行后消失。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件 参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规 范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考 资料1康华光电子技术基础（模拟部分）（第5版）M北京：高等教育出版 社，20042阎石数字电子技术基础（第5版）M北京：高

3、等教育出版社，20063陈光明.电子技术书课程设计与综合实训M北京航空航天出版社.2007审查意见系（教研室）主任签字：年月日目 录一课程设计目的5二.课程设计的内容及要求5课程设计内容5课程设计要求5三.正文部分7按键控制模块.7目标楼层号按钮编码电路7比较制动电路.10与逻辑起动控制.11数码管显示模块12显示译码器组成电路如下12CD4510（可逆计数器）组成电路脉冲发生器模块17、脉冲发生器17、6S脉冲发生器18、LED滚动显示模块19、LED显示电路译码器19三位二进制可逆计数器20、LED显示器22原理图23四.设计总结23附录1.整体电路图2416电梯控制电路设计一、课程设计目

4、的：通过本课程设计，使学生加强对电子技术课程内容的理解和掌握， 学会使用半导 体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法， 进一步提高分析 解决实际问题的综合能力。二、课程设计的内容及要求：课程设计内容：设计集中控制电梯的控制、信号显示电路课程设计要求：基本技术要求：（1）设计模拟位移传感器信号的脉冲发生器，脉冲周期为6秒；（2）设计由模拟位移传感器信号的脉冲发生器驱动的楼层号数码管显示电路，设置楼层号07号（0号为地下室）；（3）设计LED滚动箭头方向显示电路；（4）设计电梯集中控制电路，要求具有以下功能：1采用起动键和楼层号键实现起动控制（两种键均按下时电梯起动）；2电梯起动后

5、LED滚动箭头方向显示电路开始按图5（A）或图5（B）从起始状 态工作，循环周期为秒（每个图案显示秒）。当电梯停止时，要求复位起始状态；3电梯运行时，楼层号数码管显示电路在电梯到达某层时 （对应模拟位移传感器信号的脉冲发生器输出的下降沿）显示该层楼号；电梯运行至目标楼层时，电梯自动停止；图5(A)上行方向循环显示图5(B)下行方向循环显示oooeooee标志输出显示译码器(方向箭头移动 显示)LED显示器图6参考电路原理框图三、正文部分按键控制模块 目标楼层号按钮编码电路 器件组成：74148（83编码器），八个限流电阻，八个开关。74148是一个八线-三线优先级编码器。如图所示的是八线-三线

6、编码器74148的惯用符号及管脚图引脚图74LS14874148优先编码器为16脚的集成芯片，除电源脚VCC(16和GND(8)外，其 余输入、输出脚的作用和脚号如图中所标。其中1017为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先 编码输出端。由74148真值表可列输出逻辑方程为A2 = (I4+I5+I6+I7)IEA1 = (I2I4I5+I3I4I5+I6+7)- IEA0 = (I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7) IE使能输出端OE的逻辑方程为：OE =I0- I1I2I3I4I567-IE当使能输入IE=1时，禁

7、止编码、输出(反码):A2,A1,A0为全1(如表第一行 所示)。当使能输入IE=0时，允许编码，在10I7输入中，输入I7优先级最高，其 余依次为：16,15,14,13,12,10, 10等级排列。OE为使能输出端，它只在允许编码(IE=0),而本片又没有编码输入时为0(如表中第二行所示)。扩展片优先编码输出端GS的逻辑方程为：GS = (I0+I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7) IEGS为片优先编码输出端，作为与逻辑起动控制的一个输入控制信号，它在允许编码(IE=0)且有编码输入信号时为0(如表中第三至第十行)；若允许编码而无编码输入信号时为1（如表第二行）；在不允许编码（IE=

8、1时，它也为1（如表第 行）。GS = 0表示“电路工作，而且有编码输入” 功能表如下（74148优先编码器真值表）：输入输出IEI0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSOI1XX 1XX1 XXXX1111 11011111111111100XX :XX:XXX0 :000010XXXXXX01001010XXXXX010100XXXX010110XXX011000XX011010X01110001111W.ChPi比较制动电路器件组成:CD4585功能说明：CD4585为四位数值比较器，输入端十号接A0,七号接A1，二号接A2，十五号接A3。AO、A1、A2、A3分别接八进制可逆计

9、数器的输出端。输入端 十一号接B0,九号接B1, 一号接B2,十四号接B3。BO、B1、B2分别接编码器 的输出端，B3接地。A与B进行比较，输出端F（AB）作为与三位二进制可逆in=h11B）（AB） 作为方向信号控制八进制可逆计数器、 三位二进制可逆计数器，使其实现加计数 和减计数。为了输出F（A=B）的输出控制信号，应使输入端的AB, A=B接高电平。电路图如下：补充说明：CD4585是四位数字比较器，可比较他的两个输入，比较后在AB,A=B, AB这三个输出端输出，输入形式可以是二进制，也可以是BCD码。与逻辑起动控制器件组成：CD4073（三3与门）、CD4069（六反相器）、开关、

10、限流电阻。功能说明：按钮起动控制、编码电路输出标示GS有效与比较制动电路A=B不成 立，三者均满足时，与逻辑起动控制输出为高电平，控制D触发器构成的三位 二进制可逆计数器的清零端，和555定时器组成的和6S周期脉冲发生器的清零端。当此与逻辑起动控制的输出为高电平时,可逆计数器正常计数。当此与逻辑起动控制的输出为高电平时,可逆计数器正常计数。当此与逻辑起动控制的输出为低电平时,位二进制可逆计数器停止计数，并保持。脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制脉冲发生器停止产生脉冲，并保持，三开关闭合为咼电平有效 电路图如下：数码管显示模块 显示译码器组成电路如下： 组成器件

11、：CD4511显示译码器、LED（数码管）显示器CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码一一七段码译码 器，特点是：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511芯片图及引脚如下：宰1:1-Y2?TT7345678A B c DLTBiLEAHCD E FGA4二P o9 寸T 1即q 1 fp呷，|CD451】cm寸 s9zcor jH二图3-2CD4511的引脚图CD4511引脚功能：BI:4脚是消隐输入控制端，当BI=O时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段 数码管都会处于消隐也就是不显示的

12、状态。LE锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态， 译码器输出被保持在LE=0时的数值。LT：3脚是测试信号的输入端，当BI=1,LT=0时，译码输出全为1,不管输入DCBA犬 态如何，七段均发亮全部显示。它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的里面有上 拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管接口。1312 TT To J54511CD4511具有锁存、译码、消隐功能， 通常以反向器作输出级， 通常用以驱动LED。 其引脚图如上图所示。各引

13、脚名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、Do5、4、3分别表示LE、Bl、LTo13、12、11、10、9、15、14分别表示a b、c、d、e、f、g。左边引脚表 示输入，右边引脚表示输出，还有两个引脚8 16分别表示的是接地和VDD.CD4511的工作原理的真值表如下表所示2.译码器:CD4511译码器用两级或非门担任，为了简化电路先用二输入端与 非门对输入数据B、C进行组合，得出00、01、10、11(用二进制对B、C编码) 四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。3锁存功能:译码器的锁存电路由传输门和反向器组成，传输门的导通或截 止由控制端LE的电平状态。当LE为低电平导通

14、时，TG2截止；当LE为高电平时，TG1截止，TG2导通, 此时有锁存作用。4消隐:BI为消隐功能端，该端施加低电平后，迫使七段数码管均处于熄灭 状态，不显示数字，即字形消隐。消隐输出J=(B+C)D+BI如不考虑消隐BI项，便得J=(B+C)D根据上式，当 输入BCD代码从10101111时，J端都为高电平，从而使显示器中的字形消 隐输入输出LEBILIDCBAabcdefg显示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隐01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401

15、101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐0111111000000消隐111XXXX缓存消隐CD4511的真值表CD4510（可逆计数器）组成电路器件组成：CD4510（可逆计数器）功能说明：CD4510器件的1号接地，15号接CP端,9号接地。10号UP/DOWN接F（AB)=0端即与13号相连，因为BA时，即编码器的输入比 此时

16、电梯显示的楼层号大，应该上行，而此时F(AB)=1即El=1加计数恰好可 实现上行；当B=A计数器被锁定，故保持不变；BA时F(AB)=0即El=0减计数，恰好可以实现下行。下面对此构成可逆计数器的器件进行介绍：CD4013是有两个具有置位和复位功能的触发器构成的。 它以时钟的低电平读入, 以高电平输出。功能表如下:CLKDRSQQT0000110010X00QQXX1001XX0110XX1111器件组成：四个发光二极管，四个限流电阻。功能说明：发光二极管（LED是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。 其发光原理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子一一 空穴对）在扩散过程中复合发光。译码器输出为高电平，所以LED显示器为共阴输出，通过他的亮与不亮，可以显示上行和下行信号。电阻为限流作用，根据LED的额定电流确定电阻大小。电路图如下所示：原理图（附录1）设计总结通过此次课程设计我学会了好多， 虽然对protel还是不是很了解， 但是我学会了 如何用AltiumDesigner，这对我来说是一个很大的进步，在这个学习的过程中碰 到了很多问题，不过还好，最后都圆满的解决了。此次做的课程设计是电梯控制电路设计， 刚一开始觉得一头雾水，不知道干什么 的，虽然对模电还有数电知