电动机运行故障检测报警电路制作学习教案

1、会计学1电动机运行故障检测报警电动机运行故障检测报警(bo jng)电路制电路制作作第一页，共32页。目 录学习(xux)目标项目(xingm)要求项目(xingm)引导项目学习制作指导项目验收第1页/共31页第二页，共32页。学习(xux)目标 能借助资料读懂常用中规模集成电路（MSI）产品的型号，明确(mngqu)各引脚功能。 能完成电动机运行故障监测报警电路的制作。 会用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路。知识知识(zh (zh shi)shi)目标目标能力目标能力目标 了解数据选择器、数据分配器等中规模逻辑器件的逻辑功能和主要用途；熟悉数据选择器、数据分配器的基本应用；初步掌握用

2、中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路的方法；了解大规模集成组合逻辑电路的结构和工作原理。返回第2页/共31页第三页，共32页。项目(xingm)要求 某车间有3台电动机工作，监测电路对3台电动机工作状态进行监测。使用发光(f un)二极管显示检测结果：（1）绿色发光(f un)二极管亮。表示3台电动机都正常工作。（2）黄色发光(f un)二极管亮。表示有1台电动机出现故障。（3）红色发光(f un)二极管亮。表示有2台以上电动机出现故障。返回(fnhu)制作电动机运行故障监测报警电路要求：第3页/共31页第四页，共32页。项目(xingm)引导返回(fnhu)（1）小组制订(zhdng)工

3、作计划。（2）识别电动机运行故障监测报警电路原理图，明确元器件连接和电路连线。（3）画出电动机运行故障监测报警电路的安装布线图。（4）完成电路所需元器件的购买与检测。（5）根据安装布线图制作电动机运行故障监测报警电路。（6）完成电动机运行故障监测报警电路的功能检测和故障排除。（7）通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训报告。第4页/共31页第五页，共32页。虚拟虚拟(xn)(xn)工作室工作室返回(fnhu)电动机运行故障(gzhng)监测报警电路图第5页/共31页第六页，共32页。项目(xingm)学习知识(zh shi)链接 数据选择器与数据分配器返回(fnhu)知识拓展 大规模集成

4、组合逻辑电路第6页/共31页第七页，共32页。一、数据(shj)选择器 在多路数据传输过程(guchng)中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，这就需要用到数据选择器。 在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器，应有2个地址输入端，它共有22=4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类推。根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中(qzhng)一路输出的电路。又称多路选择器或多路开关。D0YD1D2D3例如：4选1数据选择器工作示意图A1A0多路输入地址码输入10Y=D1D1常

5、用2选1、4选1、8选1和16选1等数据选择器。 数据选择器的输入信号个数N与地址码个数n的关系为：N = 2n一路输出知识链接 数据选择器与数据分配器返回第7页/共31页第八页，共32页。* 选数据选数据(shj)选择器选择器74LS151互补(h b)输出端使能端，低电平有效(yuxio)74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1Y 74LS15174LS151的逻辑功能示意图 STY地址信号输入端8 路数据输入端返回第8页/共31页第九页，共32页。74LS151STA2A1A0D0D7D6D5D4D3D2D1STYY 74LS151逻辑功能示意图 ST = 1 时时

6、禁止数据选择器工作ST = 0 时，数据选择器工作。选择哪一路信号输出由地址码决定。8选1数据选择器74LS151 真值表 D7D71110D6D60110D5D51010D4D40010D3D31100D2D20100D1D11000D0D00000101YYA0A1A2ST输输 出出输入输入返回(fnhu)第9页/共31页第十页，共32页。因为因为(yn wi)若若A2A1A0=000，则，则因为因为(yn wi)若若A2A1A0=010，则，则Y=D0Y=D2D7D71110D6D60110D5D51010D4D40010D3D31100D2D20100D1D11000D0D000001

7、01YYA0A1A2ST输输 出出输入输入1 00 00 00 00 01 00 00 0Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ A2A1A0D6+ A2A1A0D7 = m0D0+ m1D1+m2D2+ m3D3+ m4D4+m5D5+ m6D6+ m7D7返回(fnhu)74LS151 输出函数表达式第10页/共31页第十一页，共32

8、页。集成(j chn)8选1数据选择器74LS151引脚图 16 15 14 13 12 11 10 974LS151 1 2 3 4 5 6 7 8VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y Y S GNDNoImage。总是等于论地址码是什么，时，选择器被禁止，无01YS 70012701210120iiimDAAADAAADAAADY70012701210120iiimDAAADAAADAAADY时0S返回(fnhu)第11页/共31页第十二页，共32页。数据选择器的应用 实现任意的组合逻辑(lu j)函数用8选1数据(shj)选择器74LS151实现逻辑

9、函数Y=AB+BC+AC。解（1）将逻辑(lu j)函数转换成最小项表达式。（2）按照最小项的编号，将数据选择器的相应输入端接高电平，其余的输入端接低电平，如右图所示。返回第12页/共31页第十三页，共32页。数据(shj)选择器小结 数据选择器是能够从来自不同地址的多路数字信息中任意选出所需要的一路信息作为输出的组合电路，至于选择哪一路数据输出，则完全由当时的选择控制信号决定。 数据选择器具有标准与或表达式的形式，提供了地址变量的全部最小项。并且一般情况下，Di可以当作(dn zu)一个变量处理。因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入Di来选择地址变

10、量组成的最小项mi，可以实现任何所需的组合逻辑函数。 当逻辑(lu j)函数的变量个数多于地址码的个数时，这时如何用数据选择器实现逻辑(lu j)函数?思 考返回第13页/共31页第十四页，共32页。 选择合适的数据选择器来实现下列组合(zh)逻辑函数。（1）（2）你会吗？返回(fnhu)第14页/共31页第十五页，共32页。二、数据(shj)分配器 数据分配器的功能正好和数据选择器的相反，它是根据(gnj)地址码的要求不同，将一路数据分配到指定输出通道上输出。 STC STA STB 数据输出 1 Y0 Y1 Y2 STC 74LS138 Y3 Y4 STA Y5 STB Y6 Y7 A2

11、A1 A0 D 由74LS138构成(guchng)的8路数据分配器数据输入端STA=1 STB=0地址输入端返回第15页/共31页第十六页，共32页。 在许多通信应用中通信线路是成本较高的资源，为了有效利用线路资源，经常采用分时复用线路的方法。多个发送设备(shbi)（如X0，X1，X2，）与多个接收设备(shbi)（如Y0，Y1，Y2，）间只使用一条线路连接，如下图所示。 当发送(f sn)设备X2需要向接收设备Y5发送(f sn)数据时，发送(f sn)设备选择电路输出“010”，数据选择器将X2的输出接到线路上。而接收设备选择电路输出“101”，数据分配器将线路上的数据分配到接收设备Y

12、5的接收端，实现了信息传送。这种方法称为分时复用技术。例返回(fnhu)第16页/共31页第十七页，共32页。知识拓展 大规模集成组合(zh)逻辑电路 大规模集成电路技术，可以把一个复杂的数字电路系统集成制作(zhzu)在一片硅片上，封装成一块集成电路。特点(tdin)：体积小，重量轻，功耗小，可靠性高。半导体存储器是一种通用型大规模集成器件。只读存储器ROM随机存储器RAM按存取功能分 PLD（可编程逻辑器件）：功能可由用户编程来确定的新型逻辑器件。返回第17页/共31页第十八页，共32页。ROM的分类(fn li)掩膜ROM：不能改写(gixi)。PROM：只能(zh nn)改写一次。EP

13、ROM：可以改写多次。一、存储器的分类RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能随时写入（存入）信息，但断电后所存信息消失。ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息，且断电后其所存信息仍能保持。返回第18页/共31页第十九页，共32页。地址译码存 储 矩 阵MN输 出 及 控 制 电 路地址输入W0WM -1D0DN-1数 据 输 出ROM存 储 器 结 构 图存储容量：存储单元(cn ch dn yun)的总数字数位数 1k=210=1024个存储单元(cn ch dn yun)字线位线二、只读存储器ROM的结构(jigu)返回(fnhu)第19页/共31页第二十页，共32页。 W

14、0 W1 Wi 12 nW D0 D1 Db-1 位线 输出数据 0 单元 1 单元 i 单元 2n-1 单元 存储体 地址输入 字线 地址译码器 A0 A1 An-1 存储容量(cn ch rn lin)字线数位线数2nb（位）存储单元地址ROM的结构(jigu)返回(fnhu)第20页/共31页第二十一页，共32页。固定ROM的特点：使用者只能读取数据(shj)不能改变芯片中数据(shj)内容。二极管掩膜ROM的结构(jigu)D=1D=0W0=1000W1 =0110W2 =1001W3 =0111返回(fnhu)第21页/共31页第二十二页，共32页。W0W1W2W3D3D2D1D0(

15、b)存储矩阵简化图MROM存储器结构(jigu)示意图地址译码EN1111ENENENA0A1W0W1W2W3G1G2G3G4CSD3D2D1D0输出缓冲器（a）44位二极管MROM1 0 000 00 010001 00 11 11 0 010 1 100 1 11010000010010固定ROM的工作(gngzu)过程返回(fnhu)第22页/共31页第二十三页，共32页。 A1 A1 A0 A0 或门阵列(存储矩阵) 与门阵列(地址译码器) Y3 Y2 Y1 Y0 m0 m1 m2 m3 地址(dzh)译码器产生了输入变量的全部最小项存储体实现(shxin)了有关最小项的或运算与阵列(

16、zhn li)固定或阵列可编程连接断开ROM的简化画法返回第23页/共31页第二十四页，共32页。ECWj（ a）熔丝型两种PROM存储单元(cn ch dn yun) （b）结破坏型位线字线1、PROM存储单元(cn ch dn yun)的结构写入0，烧断溶丝写入1，击穿(j chun)二极管三、可编程逻辑阵列PLA返回第24页/共31页第二十五页，共32页。可编程只读存储器PROM的特点(tdin)：一次可编程2、PROM的结构(jigu)返回(fnhu)第25页/共31页第二十六页，共32页。制作(zhzu)指导返回(fnhu) 设计设计(shj)(shj)思路思路 第一步：明确电路功能

17、。 电动机工作状态检测输出为逻辑量A、B、C，分别表示3台电动机的工作状态，例如，A=1表示第1台电动机工作正常，A=0表示第1台电动机出现故障。 通过分析对电路功能要求，本电路有3个输出，分别为：L1绿色发光二极管状态；L2黄色发光二极管状态；L3红色发光二极管状态。 第二步：根据要求列出3个发光二极管与3台电动机工作状态逻辑关系的真值表。第26页/共31页第二十七页，共32页。输 入输 出C B AL1（绿灯）L2（黄灯） L3（红灯）0 0 00 0 10 0 10 0 10 1 00 0 10 1 10 1 01 0 00 0 11 0 10 1 01 1 00 1 01 1 11 0

18、 0电动机运行故障(gzhng)监测报警电路真值表 第三步：根据(gnj)真值表得到表达式，画出电路图。返回(fnhu)第27页/共31页第二十八页，共32页。 安装安装(nzhung)(nzhung)与与调试调试（1）根据(gnj)电动机运行故障监测报警电路的逻辑电路图，画出安装布线图。（2）根据(gnj)安装布线图完成电路的安装。（3）验证电动机运行故障监测报警电路的逻辑功能。返回(fnhu)第28页/共31页第二十九页，共32页。项目(xingm)验收内容(nirng)一：IC的识别与检测（1）简述(jin sh)IC的引脚排列方法。（2）简述(jin sh)74LS08、74LS32、74LS04(CD40106)、74LS00(C