課程設(shè)計---順序控制器

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) </p><p>　　課題名稱 順序控制器 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級

2、 </p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　2009

3、年 1 </b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　題 目：簡易順序控制器（自選參數(shù)）</p><p>　　專業(yè)班級： 電氣工 班</p><p>　　學生姓名： 學號： </

4、p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　審 批：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計總體思路和框圖6</p><p>　　1.1 設(shè)計總體思路:6</

5、p><p><b>　　1.2.框圖:7</b></p><p>　　第2章 單元電路設(shè)計（各單元電路圖）7</p><p>　　2.1倒計時顯示模塊7</p><p>　　2.2加工步數(shù)與顯示模塊11</p><p>　　2. 3數(shù)據(jù)選擇模塊........................

6、......................................................................12</p><p>　　第3章．總電路設(shè)計（總電路圖）13</p><p>　　第4章 安裝、調(diào)試步驟14</p><p>　　第5章 故障分析與電路改進15</p><p>　　第6章 總

7、結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會16</p><p>　　第7章 附錄18</p><p>　　第8章 參考文獻19</p><p>　　第1章 設(shè)計總體思路和框圖</p><p>　　1.1 設(shè) 計 總 體 思 路:</p><p>　　當秒脈沖進入秒個位的CPD 時（CPu =1），根據(jù)其功能開始由9倒計時，當由9走

8、到0時，秒個位的 端輸出個0，兩塊74LS192進行集聯(lián)，將秒個位的 作為秒十位CPD（CPu =1） 的脈沖輸入，秒個位每進行一次循環(huán)就向高位秒十位輸入一個脈沖，高位就減1（如果秒十位大于等于1），如果秒十位是0，當秒個位每循環(huán)一次，兩塊級聯(lián)的74LS192就向74LS160送入一個脈沖，這時顯示步數(shù)的數(shù)碼管顯示的數(shù)值就加1，進行下一步的計數(shù)，直到進行第5步，如此循環(huán)往復。對于兩塊74LS192的預(yù)置數(shù)問題則用四個74LS151八選一

9、數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)初始置數(shù)。每個數(shù)據(jù)選擇器的輸出連到相應(yīng)的74LS192的輸入端以獲得每一步所需置的數(shù)，同時數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C與74LS160的輸出端QA、QB、QC對應(yīng)相連以實現(xiàn)兩塊級聯(lián)的74LS192的初始置數(shù)與74LS160顯示的步數(shù)保持一致。然后再通過一些門電路的控制即可實現(xiàn)74LS192的初始置數(shù)走到00時向74LS160輸入一個脈沖而進行下一步的倒計時計數(shù)，從而完成任務(wù)設(shè)計要求。</p><p

10、><b>　　1.2 框 圖:</b></p><p>　　第2章 單元電路設(shè)計（各單元電路圖）</p><p>　　2.1 倒 計 時 顯 示 模 塊</p><p>　　由2片LED四段顯示器組成顯示模塊，用來顯示從計數(shù)器輸出端送來的數(shù)據(jù)。計數(shù)模塊由2個十進制計數(shù)器集成芯片（74LS192）組成，它們之間是通過BO端進行借位的，從低

11、位到高位一級一級的借位，使顯示器從計數(shù)器集成芯片每個步驟所置的數(shù)循環(huán)顯示。計數(shù)個位的192脈沖由外信號控制，十位的脈沖由個位的192芯片借位端BO’提供。</p><p>　　74LS192的外部引腳圖如下：</p><p>　　74LS192的功能表如下：</p><p>　　圖中：LOAD'為置數(shù)端，UP為加計數(shù)端，DOWN為減計數(shù)端，CO'為非

12、同步進位輸出端，BO'為非同步借位輸出端，A、B、C、D為計數(shù)器輸入端，CLR為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。</p><p><b>　　計數(shù)器的級連使用</b></p><p>　　一個十進制計數(shù)器只能顯示0~9十個數(shù)，為了擴大計數(shù)器范圍，常用多個十進制計數(shù)器級連使用。同步計數(shù)器往往設(shè)有進位（或借位）輸出端，故可選用其進位（或借位）輸出信號來

13、驅(qū)動下一級計數(shù)器。</p><p>　　下圖是由74LS192利用進位輸出控制高一位的加計數(shù)端構(gòu)成的加數(shù)級連示意圖：</p><p>　　倒計時與顯示模塊的單元電路圖如下圖所示：</p><p>　　2.2 加 工 步 數(shù) 顯 示 模 塊</p><p>　　加工步數(shù)與顯示模塊的單元電路圖如下圖所示：</p><p>

14、;　　74LS160是TTL集成同步十進制計數(shù)器，它的主要功能為：異步清除：當CR的非為低電平時，不論有無CP，計數(shù)器立即清零，輸出端Q3-Q0均為0，稱為異步清零；同步預(yù)置：當LD的非為低電平，MR的非為高電平時，在時鐘信號CP上升沿的作用下，使得輸出端Q3-Q0的狀態(tài)與輸入端P3-P0的狀態(tài)一致，即Q3=P3,Q2=P2,Q1=P1,Q0=P0；同步計數(shù)：當使能端CET的非和CEP的非都為高電平時，在時鐘信號上升沿作用下開始計

15、數(shù)；</p><p>　　2.3 數(shù) 據(jù) 選 擇 模 塊</p><p>　　數(shù)據(jù)選擇模塊如下圖所示:</p><p>　　74151 是具有8選1邏輯功能的TTL集成數(shù)據(jù)選擇器。</p><p>　　根據(jù)邏輯圖可得輸出邏輯表達式</p><p>　　可見，輸出函數(shù)是輸入最小項與對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)乘積之邏輯和。</p&

16、gt;<p>　　第3章．總電路設(shè)計（總電路圖）</p><p>　　第4章 安裝、調(diào)試步驟</p><p>　　把各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局會為以后的接線帶來很大的方便。這是最基本的一步。</p><p>　　現(xiàn)在就可以接線由于考慮到如果將所有銜接起來再檢查的話可能比較麻煩，改線路也可能因為線多而又要重接，所以我們按照各個模塊接好當

17、場檢查，并且再接線路之前我們還需要檢查我們的各個器件和工具箱是否可用。 </p><p>　　先觀察面板和實驗箱的相關(guān)器件是否完善，儀器的好壞直接決定了實習的功敗垂成。然后再觀察它們的構(gòu)造，因為比較熟悉其構(gòu)造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。</p><p>　　檢測各個芯片及導線，只有好的芯片和導線才有可能實現(xiàn)其功能。如果是壞的芯片或?qū)Ь€，設(shè)計的再好的電路也不可能實現(xiàn)功能，所以不要小看這

18、個步驟，這了。按照已經(jīng)設(shè)計好的電路圖接線，由于線路比較復雜，所以接線也要合理，美觀。這樣對以后的線路檢查也會帶來方便。</p><p>　　而對于接好了，但不能正常工作的部分需要進行調(diào)試處理。對不能正確工作的模塊進行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進行檢查。直到檢查出問題并解決出現(xiàn)的問題為止。</p><p>　　當然最后還是

19、通電看看所有功能是否能按照任務(wù)書上的顯示，如果沒錯，那么就成功了。</p><p>　　第5章 故障分析與電路改進</p><p>　　5.1 常見的故障現(xiàn)象</p><p>　　在本次課程設(shè)計中我們遇到了常見的幾個故障現(xiàn)象：（1）顯示管顯示不正確；（2）LED顯示順序錯誤；（3）不能正確置數(shù)。</p><p>　　5.2 產(chǎn)生故障的主要原

20、因及解決方法</p><p>　　產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復雜，故障可以是由于一種原因產(chǎn)生的也可能是由于多方面的因素導致線路產(chǎn)生了故障。在這里我就我們小組所遇到的困難分析原因及提出解決方法：</p><p>　　（1）顯示管顯示不正確</p><p>　　原因及解決方法：1導線接觸不好，這個原因在我們這個小組最明顯，我們不得不反復檢查線路，反復接線。2芯片損壞。

21、在使用的時候由于短路造成芯片損壞，換了一個芯片就可以了。3接線錯誤。改成正確的接線。</p><p>　?。?）LED顯示順序錯誤</p><p>　　原因及解決方法：1發(fā)光二極管接線順序錯誤。按照電路圖重新接線</p><p><b>　?。?）不能正確置數(shù)</b></p><p>　　原因及解決方法：1置數(shù)模塊線路接

22、觸不良。一個一個排查導線和插槽。2被置數(shù)的192芯片沒有收到置數(shù)信號。重新接線，確保接觸良好。</p><p>　　第6章 總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會</p><p>　　剛剛接觸到課程設(shè)計的時候本來以為是老師們一邊上課一邊知道我們進行課程設(shè)計，想著只要按照老師的要求和知道一步一步來就沒什么問題了，但是接觸到課程設(shè)計的時候才知道原來設(shè)計是完全靠自己自由發(fā)揮的，不過現(xiàn)在我更加感謝課程設(shè)計是這么一個

23、可以讓我們自由發(fā)揮的舞臺，因為在這說長不長說短不短的兩周時間里我重新拾起了很多以前忘記的知識，現(xiàn)在想起來發(fā)現(xiàn)原來我們學習的很多東西都是互相聯(lián)系的，并且與實際也密切相關(guān)，在課程設(shè)計當中我有因為成功開心過，也曾因為電路試驗失敗而沮喪過，但是在操作過程中我真正感覺到了課程設(shè)計的魅力。</p><p>　　在課程設(shè)計過程中，我經(jīng)常想著一個電路難題不知不覺就過去了幾個小時，沒解決的時候感覺到非常的困擾，但是在想通后也更加高

24、興，我時常提醒自己做電路時要十分仔細，不能放過任何一個細節(jié)和小問題，任何成功的電路都是從一點一點的錯誤總結(jié)出來的。</p><p>　　但是要想真正接好一個電路，我們不能一上來就接線，首先要明白我們設(shè)計的主要功能是什么，通過什么芯片以什么方式來實現(xiàn)，還要想清楚在實際過程中可能會遇到些什么問題。根據(jù)老師的要求，我們組劃分了3個模塊，分別是倒計時模塊、置數(shù)模塊以及步驟顯示模塊。在這3個模塊中，最讓我們組費神的是置數(shù)模

25、塊。怎樣才能使第1、2步顯示5秒，3、4步10秒，5步20秒這個問題成為了整個電路的關(guān)鍵。后來的想法經(jīng)過我們討論，決定用74151數(shù)據(jù)選擇器輸出0001到1010 五個2進制碼，然后通過門電路來實現(xiàn)對十位的192計數(shù)器的置數(shù)。事實也證明我們是可行的，在弄清楚這個問題后我們后面的工作也就如魚得水了。</p><p>　　可是當我們滿以為一切都沒問題的時候我們又發(fā)現(xiàn)了一個重大的問題，一塊十幾厘米見方的電板上密密麻麻的

26、布滿了插線孔。十多個塊芯片插在板子上后，很多條細線擺在眼前都不知道哪個孔哪個芯片接的是哪根線。當我們第一次接好線路試電的時候，沒有成功我們看著那密密麻麻的線路想著又要重新接過還不知道下次是不是能成功，我們幾次都想放棄，但是我們還是靜下心來，我們能夠接好的，我們再檢查一下線路一定能夠查出原因，后面我們也越來越有信心了。</p><p>　　當我們看著線路一次比一次正確，我們組人的心里都有了一中很強的成就感，雖然最后

27、由于種種原因有一小部分功能不能實現(xiàn)，但是這并不能掩蓋我們在這兩周時間里的收獲，從設(shè)計到動手，從難點到解決，我們一步一步讓自己充實，讓我們自已感覺到自己沒錯，在這過程中我們也學會了團的力量，從各個模塊的分工到工具箱的輪番接線再到一起在寢室解決難點，我們學到了團隊、信心和耐心。感謝我的合作伙伴，感謝學校給我們提供了這樣一個自由的時間舞臺，最重要的是要感謝老師給我們的細心輔導，謝謝！</p><p><b>

28、　　第7章 附錄</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　第8章 參考文獻</b></p><p>　　《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗》高等教育出版社</p><p>　　---------------------陳大欽 主編</p>&

29、lt;p>　　《數(shù)字電子技術(shù)》第五版 高等教育出版社</p><p>　　-------------------閻石 主編</p><p>　　《數(shù)字電路邏輯設(shè)計》高等教育出版社</p><p>　　---------------------王毓銀 主編</p><p>　　《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》電子工業(yè)出版社 </p>