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：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：学生某：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林芝主要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

2、、外的所有请求信号，并按照电梯运行规那么按顺序响应，每个信号 保存至执行后消失。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。要求容完整、图表清晰、文理流畅、格式 规、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 康华光电子技术根底模拟局部第 5版M :高等教育，20042 阎石数字电子技术根底第5版M :高等教育，20063 光明.电子技术书课程设计与综合实训M.航空航天.2007审查意见系教研室主任签字：年 月曰

3、目 录课程设计目的5.课程设计的容及要求52.1课程设计容52.2课程设计要求5103.1.3与逻辑起动控.正文局部73.1按键控制模块.7目标楼层号按钮编码电路.7路.比拟制动电制113.2数码管显示模块12显示译码器组成电路如下123.2.2 CD4510可逆计数器组成电路16 3.3脉冲发生器模块17、0.2S脉冲发生器173.3.2 、6S脉冲发生器183.4、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 3.5原理图23四.设计总结23附录1.整体电路图24电梯控制电路设计一、课程设计目的：通过本课程设计，使学生加强对电子技术课程容的理

4、解和掌握， 学会使用半 导体元件和集成电路，掌握电子电路的根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、课程设计的容及要求：2.1课程设计容：设计集中控制电梯的控制、信号显示电路2.2课程设计要求：1、根本技术要求：(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；设计电梯集中控制电路，要求具有以下功能： 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； 电梯起动后LED滚动箭头方向显示电路开场按图5A或图5

5、B从起始状 态工作，循环周期为1.6秒每个图案显示0.2秒。当电梯停顿时，要求复位 起始状态； 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，电梯自动停顿；图5 A上行方向循环显示oooe 6000图5 :B下行方向循环显示方向箭头移动显示LFD显示器1 楼层号显示数码管显示器按钮起动控制标志输出A=B复位保持方向信号11CR有效CR有效CR有效制动信号 A=BA=B时置0图6 参考电路原理框图三、正文局部3.1按键控制模块3.1.1目标楼层号按钮编码电路器件组成：7414883编码器，八个限流电阻，八个开关

6、。74148 是一个八线-三线优先级编码器。如下图的是八线-三线编码器74148的惯用符号及管脚图引脚图。10Lt0r1EO2GS34AO；5Al6A27fEl1574LS14874148 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 10 17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+I3I

7、4I6+I5I6+I7) IE使能输出端OE的逻辑方程为：OE =I0 I1 I2 I3 I4 I5 67 IE当使能输入IE=1时，制止编码、输出(反码)：A2,A1,A0为全1(如表第一 行所示)。当使能输入IE=O时，允许编码，在1017输入中，输入17优先级最高， 其余依次为：16,15,14,13,12,10，I0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

8、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）；假设允许编 码而无编码输入信号时为1（如表第二行）；在不允许编码（IE=1）时，它也为1（如表第一行）。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IEI0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GO1XXXXXXXX11111011111111111100XXXXXXX0000010XXXXXX01001010XXXXX010100XXXX010110XXX011000XX011010X01110001111SI167Sft DI P-8H12FTnr45 g7fiKPI16

9、n144=F13ii卫RESPACK4VCCr-ii"=GNDrL 些 kn 审 m ri i 壬亠QOOQQCQOLUO45323.1.2 比拟制动电路器件组成:CD4585功能说明：CD4585为四位数值比拟器，输入端十号接 A0,七号接A1, 二号 接A2,十五号接A3o AC、A1、A2、A3分别接八进制可逆计数器的输出端。输入 端一号接B0,九号接B1, 一号接B2,十四号接B3o B0 B1、B2分别接编码 器的输出端，B3接地。A与B进展比拟，输出端FA>B作为与三位二进制可 逆计数器中的异或门控制输入端，FA=B通过与非门与上述起动控制中的与门 相连作为制动信号

10、。当A=B时使八进制可逆计数器停顿计数并保持。脉冲发生器 的清零端有效，停顿产生脉冲并保持。三位可逆计数器复位。输出端A>BA<B 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FA=B的输出控制信号，应使输入端的 A<B接地，A>B A=B接高电平。电路图如下：补充说明：CD4585是四位数字比拟器，可比拟他的两个输入，比拟后在A>B A=B A<B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、限流电阻。功能说明：按钮起动控制

11、、编码电路输出标示 GS有效与比拟制动电路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0.2S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，脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制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，脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制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，脉冲发生器停顿产生脉冲，并保持,三位二进制可逆计数器停顿计数，并保持开关闭合为高电平有效电路图如下：3.2数码管显示模块321显示译码器组成电路如下：组成器件：CD4511

12、显示译码器、LED数码管显示器A B c DLTBILE12Y1173L一F-_10495亠15Q6L-°14-73¥JPCD4511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：9寸、丄CD4511cm 寸 s9z eu<2S<寸<二ZPI-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

13、隐也就是不显示的状态。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=O时的数值。LT： 3脚是测试信号的输入端，当BI=1，LT=O时，译码输出全为1,不管 输入 DCBA状态如何，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。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1有效。CD451啲里 面有上拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管接口。A B c DLT-BTLE13TTTo9Ts4511CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反向器作输出级，通

14、常用以驱动LED其引脚图如上图所示。各引脚名称：其中7、1、2、6分别表示A、B C D。5、4、3分别表示LE、 BI、LT。13 、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1. CD4511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进展组合，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

15、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弋码从1010 1111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0110000111111000110001011000010110010

16、1101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000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3.2.2 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

17、号UP/DOWN 接F(A<B),以控制加减计数。5号CARRYING F(A=B)为低电平时，UP/DOWIN高， 进展加计数，UP/DOW为低，进展减计数。2号DOUT 14号COUT 11号BOUT 6号AOUT分别接CD4510的D, C, B, A作为地址端以驱动显示译码器。在使用 时先将9号接高电平，使CD4510复位，然后再使9号接地。CD4510为可预置BCD可逆计数器，该器件主要尤四位具有同步时钟的 D型 触发器具有选通构造，提供T型触发器功能构成。具有可预置数、加减计数 器和多片级联使用等功能。CD4510具有复位CR置数控制LD并行数据D0-D3 加减控制U/D、时

18、钟CP和进位CI等输入。CR为高电平时，计数器清零。当LD 为高电平时，D0-D3上的数据置入计数器中，CI控制计数器的计数操作，Cl= 0 时，允许计数。此时，假设 U/D为高电平，在CP时钟上升沿计数器加1计数； 反之，在CP时钟上升沿减1计数。除了四个Q输出外，还有一个进位/错位输出 CO/BOCRLDCIU/DCPQ1XXXX清零01XXX预置数0001T加计数0000T减计数001XX保持3.3脉冲发生器模块331、0.2S脉冲发生器器件组成：NE555定时器，电阻，电容。功能说明：根据NE555定时器构成多谐振荡器，使其周期为 0.2S，周期公式为：T= R1+2R2 *C/1.4

19、3，R仁 10K R2=10K C=10UF1与5之间的0.015UF电容为抗干扰电容。清零端和与逻辑起动控制输出端 即CD4073的输出相连，可实现清零。只有当按钮起动控制、编码电路输出标识 GS有效与比拟控制电路A=B不成立三者均满足时，与逻辑起动控制的输出为高 电平，清零端无效，脉冲发生器产生正常脉冲；当上述三者只要有一个不成立时，与逻辑起动控制的输出为低电平，清零端 有效，脉冲发生器停顿产生脉冲，并保持。电路图如下:kiQCjlOKRU O3U16555R2Jr辟2ULTRIGD1S:C1 Cap10u£C20.015 uECVolta .C 1HR.0.2s脉冲发生器555

20、定时器功能表:阈值输入Vn触发输入Vn复位R输出VO放电管TXX0 0导通1 1截止10导通1不变不变、6S脉冲发生器器件组成：NE555定时器，电阻电容。功能说明：根据NE555定时器构成多谐振荡器，使其周期为 6S,周期公式 为：T= R1+2R2 *C/1.43，R仁82K R2=390K C=10UF 1与 5 之间的 0.015UF 电容为抗干扰电容。清零端和与逻辑起动控制输出端即CD4073的输出相连，可实现清零。只有当按钮起动控制、编码电路输出标识GS有效与比拟控制电路A=B 不成立三者均满足时，与逻辑起动控制的输出为高电平，脉冲发生器产生正常脉 冲；当上述三者只要有一个不成立时

21、， 与逻辑起动控制的输出为低电平，清零端有效，脉冲发生器停顿产生脉冲，并保持。电路图如下：U17555Ru u>QTRIGDISoCVoltz DTHR275R? kes2&9()K半C3Cap 10U&C4 丁 0.015uF3.4、LED滚动显示模块341、LED显示电路译码器LED显示电路译码器功能概述：根据真值表化简得如上逻辑表达式，通过门电路实现此译码器的功能。此译码器由五个两输入与门4081，一个三输入与门，三个三输入或门组 成。地址端为三位二进制可逆计数器的输出，通过此门电路组成的译码器驱动 LED显示器，通过可逆计数实现上行方向和下行方向的循环显示。其真值

22、表为:Q2Q1Q0Y3Y2Y1Y000011110011100010110001110001000000101000111000111110111电路图如下所示:门电路组成的LED显示电路译码器342三位二进制可逆计数器器件组成：CD4013双D触发器，CD4070四2与或门功能说明：此D触发器为上升沿触发器，通过脉冲发生器产生 0.2S脉冲作 为CP端输入。将每个D触发器的D端与Q端相连构成T'触发器。将三个T'触发器的清零端相连可实现复位，接控制电路三与门的输出。三个S端连在一起接地。Q2, Q1, Q0作为输出驱动显示译码器的地址端。将Q与EI通过异或门实现加计数和减计数：El=0时减计数，下行；EI=1时加计数，上行El与CD4585勺F A>B =0端即与13号相连，因为B>A时，即编码器的输入比此时电梯显示的楼层号大，应该上行，而此时 FA<B =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；B<A时F A<B =0即EI=O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展介绍：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：CLKDRSQT0000110010X00QXX