针织圆机设计

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1设计总体思路 2\o"CurrentDocument"1.1设计思路 2\o"CurrentDocument"1.2设计的基本原理 3\o"CurrentDocument"1.2.1译码驱动LED数码管显示模块 3\o"CurrentDocument"1.2.2计数模块 4\o"CurrentDocument"1.2.3组合逻辑控制模块 4\o"CurrentDocument"2总电路图仿真图 5\o"CurrentDocument"3单元电路设计 5\o"CurrentDocument"3.1显示计数电路 5\o"CurrentDocument"3.2计数电路 6\o"CurrentDocument"4芯片功能 7\o"CurrentDocument"4.174LS192引脚图管脚及功能表 7\o"CurrentDocument"4.274LS153管脚及其功能 9\o"CurrentDocument"4.374LS161管脚功能 11\o"CurrentDocument"5调试、安装步骤 13\o"CurrentDocument"5.1软件仿真 13\o"CurrentDocument"5.2实际电路的安装及调试步骤 13\o"CurrentDocument"5.3故障分析与电路改进 14\o"CurrentDocument"5.3.1接线时发生的故障及分析 14\o"CurrentDocument"5.3.2电路的扩展设计 14\o"CurrentDocument"6总结与心得 16\o"CurrentDocument"参考文献 17\o"CurrentDocument"附件 18\o"CurrentDocument"1.逻辑式 18\o"CurrentDocument"2.电路接线图 19\o"CurrentDocument"附录元件清单 21电气与信息工程系课程设计评分表 211设计总体思路设计思路用A、B、J表示针织圆机的工作步骤。针织圆机根据设计的要求过程按五部循环完成。A单元工作、A单元和B单元同时工作、A退出工作B、J一起工作、J退出工作B单独工作、B退出J单独工作、完成,再循环。根据本实验的设计任务书的要求，可通过一个74LS161加法计数器组合成5进制计数器计作为控制电路，输出端接两个74LS153数据选择器根据逻辑功能控制A,B,J变量的输出，接三个二极管表示A,B,J的工作状态。同时74LS161的输出接一个74LS48译码显示器译码，用共阳极显示器显示步骤。同时再通过两个74LS153数据选择器根据逻辑功能输出置数给74LS192（接线成减法计数器），输入秒脉冲，同时输出给步骤计数脉冲，再通过两个74LS48译码通过显示器显示出每一步的时间。电路框图：

显小ill路1.2设计的基本原理1.2.1译码驱动LED数码管显示模块LED数码管有两种，一种是带译码驱动的，有4个引脚；另一种是不带译码驱动的，有8个引脚。对于4引脚的数码管可直接接入计数信号，而8引脚的要考虑所选数码管是共阴极还是共阳极，选择适当的限流电阻，另外还应注意译码驱动芯片74LS48的输出是低电平有效。实验时可根据实验室的具体情况自行选择。1.2.2计数模块采用2片十进制计数芯片74LS192芯片进行减计数，通过输入秒脉冲，来实现倒计时。采用五进制计数芯片74LS161实现A、B、J五个工作状态的步骤显示，并实现循环计步。1.2.3组合逻辑控制模块1、时间置数：通过两片双四选一74LS153芯片对2片十进制计数芯片74LS192芯片进行置数。2、工作状态控制：通过两片74LS153芯片数据选择输出控制A,B,J的工作状态。2总电路图仿真图838So8!uS=sbeb111M-6U：■±-a4aa潮4辭祸SS58y—£h日nn匹AIL9器LT一嚮----cc.C-•;|須838So8!uS=sbeb111M-6U：■±-a4aa潮4辭祸SS58y—£h日nn匹AIL9器LT一嚮----cc.C-•;|須:5■■duCEwuu7KS5.一』ffilorlQDIIE![fIDGI0358豔世HUaS珂•、:八-:宀DIhW■■■QCf®QDPft---ofnr■■■QG卫0 T€Sli：，欣 ■"■■5353■

mis:-3单元电路设计3.1显示计数电路下图为带译码驱动的4引脚数码管的共阳极接法。用两个

74LS192连咸亨十进制计数器，再加上两个7段显示器构成计数显示电路。单元电路如下：注：输入端先用电平代替，这样可以验证局部电路的正确性,有利于分析和安装时查找错误的原因。3.2计数电路五进制步骤计数显示

5V0K5V74LS161DU5A74LS161DU5A74T&UUU4芯片功能4.1 74LS192引脚图管脚及功能表74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：

vccPoMRTCDICUPL巳P3肓而ITT]vccPoMRTCDICUPL巳P3肓而ITT]両冋帀崗両1 2 3 \4\ |6| |E| |7||6Pl Q[ Qq CPq CP|j QgQ3GND11140123pppPCPUCPDPL0—123QQQQCUCDTTL>L>27671213(b)图5-4 74LS192的引脚排列及逻辑符号(b)逻辑符号(a)(b)逻辑符号图中：为置数端，。吕为加计数端，匚已为减计数端，兀V为非同步进位输出端，氏□为非同步借位输出端，PO、Pl、P2、P3为计数器输入端，佩为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下:输入输出MRPLP3P2PlPOQ3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba

表5-2 74LS192的功能表74LS153管脚及其功能74LS153是常用的双4选1数据选择器，在各种数字电路和单片机系统的显示系统中经常用到ConnectsoriDtagramFunctionTable□ATftIHS*dISOUTPLlTL-L3WLevelX-Don't3arsConnectsoriDtagramFunctionTable□ATftIHS*dISOUTPLlTL-L3WLevelX-Don't3ars<74ls153引脚图〉74LS153里面哟两个地址码公用的4选1数据选择器，通过输入不同的地址码A1,A0,可以控制输出Y选择4个输入数据D3~D0中的一个。双4选1数据选择器74LS逻辑功能表

LogicDiagramsrnow召・刊imnrrY1SEUECT■11U-iciLogicDiagramsrnow召・刊imnrrY1SEUECT■11U-ici—□ATA2iT—StrOpe血巴r|^〉AorrwT矗血.com<74lsl53逻辑图〉74LS161管脚功能74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，：16国回花L12LFlW丄kJ彳ALd678CPP0Pl卩3CEFGND<74lsl61引脚图〉管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.(TC=Q0・Q1・Q2・Q3・CET)输入输出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00①①①①①①①①00001t0①①dcbadcba1t10①①①①①Q3Q2Q1Q01t1①0①①①①Q3Q2Q1Q01t111①①①①状态码加1〈74LS161功能表〉从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO,其逻辑关系是CO=Q0・Q1・Q2・Q3・CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。5调试、安装步骤5.1软件仿真根据设计的总体思路依次在仿真软件上完成各个模块的电路图。电路图完成后，先单独仿真各电路模块的功能，然后将各个单元电路连成总电路图进行仿真并修改，直至达到了预期的目标功能如果一张标准图纸内无法容下整个电路可通过创建子电路的方法作图。5.2实际电路的安装及调试步骤实际电路的安装可在专用的实验箱上也可在数字实验室台上进行。在数字实验台上的接线较简单，其步骤为：根据总电路图规划好芯片的位置，然后简单测试芯片和导线的好坏；接着根据模块电路图连接线路，每个模块单独检验是否符合仿真结果,接线之前要准备好各个芯片的引脚图和模块电路纸质图。模块逐一测试符合后，连接成总电路图，进一步测试直至达到预期实验效果。在试验箱上的接线步骤为时除了上述步骤还应注意设置VCC总线、GND总线和时钟总线；测试时可以将面包板上需要外接的线引到板边缘未使用的列线插孔，外接时从列线其他孔接出。故障分析与电路改进5.3.1接线时发生的故障及分析在用实验台接完总电路后通电后，显示器均无反应。分析发生发现电源接触不良，检测电源。经检查发现+5V电源无输出，切换电源，接通后显示器有反应，上述故障消失。在数电实验台上最后接逻辑控制电路模块时，步骤显示器显示不正常。经检查是步骤显示器与芯片74LS61输出端之间导线短路，更换导线后，步骤显示器显示正常工作。实验时发现第五步不能置3，经检查一74LS153芯片输入正常，输出不正常，故推测是试验台内部线路有故障，芯片移动位置后，上述故障消失。最后，总电路图终于达到预期实验效果。5.3.2电路的扩展设计要求实现增加某些步骤循环。

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■TT-上图实现完成下列工作流程：A工作一A和B同时工作一A和B同时工作一B工作A退出J工作!完成一B退出J工作一J退出B工作一J退出B工作时间要求:A和B单独工作的时间均为20秒，两者同时工作时间为5秒，J工作时间为3秒.6总结与心得时间总是在不经意间飞逝，两周的课程设计伴随着这份报告的结束而结束。在设计过程中我所感受到的，所学到的应该说是可以受用终生。开始接到老师任务书时，我无从下手，但是通过对课题内容的了解和查找资料以及与同学的交流讲解，逐渐形成了总体电路设计和分电路设计的思路，并通过电路仿真,修改方案到最终确定设计方案。经过自己设计出来的图纸看起来就觉得十分欣慰，但是在接线过程中也是破费周折的。由于面包板太小，导线不方便实用，经过和同组的组员商量我们转到试验台上做。这之前我们已经在面包板上接了两次了。实验台上也不是很顺利，总有这样或者那样的问题出现。反复检查设计图和接线，我们一个元件一个元件的检查，终于找出了问题所在。最终完成了老师的任务，也完成了扩展训练。通过这次课程设计我体会到：一、不要惧怕困难，遇到苦难要迎难而上，你不解决它它会永远在那，如果面对它，它有可能只是纸老虎；二、做事一定要严谨细心，细节决定成败；三、通过课程设计我感觉到了知识的实用性，使我对今后的学习有