课程设计报告电梯控制

西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计报告专业班级11级电子信息工程2班课程数字电子技术题目电梯自动控制的设计学号0801110244学生姓名徐啟平指导教师杨继民2013年9月西安文理学院物理与机械电子工程学院课程设计任务书学生姓名徐啟平专业班级11级电子信息工程2班学号0801110244指导教师杨继民职称讲师教研室电信教研室课程数字电子技术题目电梯自动控制的设计任务与要求一、设计任务1、系统控制的电梯往返于1～7层楼。2、乘客要去的楼层可以手动输入并显示。3、电梯运行的楼层可自动显示设计要求1．根据设计原理初步画出实验电路图。2．根据实验电路图在计算机上用Multisim仿真，找出初步设计电路的不足加以改正和改进。开始日期2013.9.2完成日期2013.9.152013年9月2日第1页目录一，设计目的及意义…………………………………………………1二，设计任务及要求…………………………………………………12．1设计任务…………………………………………………………………12.2设计要求…………………………………………………………………2三，整体设计流程图…………………………………………………2四，电梯控制系统的实现……………………………………………34．1实现功能…………………………………………………………………34．2实现电路…………………………………………………………………34.2.1楼层的输入电路……………………………………………………34.2.2555定时电路………………………………………………………44.2.3楼层显示电路………………………………………………………44.2.4七层电梯控制系统实现总电路……………………………………6五，实验总结5.1设计中主要出现的问题………………………………………………65．2尚待解决的问题…………………………………………………………6六，实验仪器及材料清单…………………………………………76.1主要元器件介绍……………………………………………………………76.1.1译码器……………………………………………………………76.1.2数码管……………………………………………………………86.1.3D触发器……………………………………………………………9七，心得体会………………………………………………………10第2页一，设计目的及意义本设计是利用已学过的数电知识，设计的七层电梯控制系统。目的：（1）重温自己已学过的数电知识；（2）掌握数字集成电路的设计方法和原理；（3）熟悉555方波振荡器的应用，D触发器、编码器、比较器、计数器的应用、译码、显示电路的整体配合；（4）通过完成该设计任务掌握实际问题的逻辑分析，学会对实际问题进行逻辑状态分配、化简；（5）掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真方法。意义：通过本次的课程设计，使自己能够清楚了解课程设计的过程和意义。检验自己学过的知识。使自己清楚自己到底学得怎么样是不是还有待提高的地方。使自己掌握各种芯片的使用方法，提高自己利用图书资源和网络资源的能力。二，设计任务及要求2．1设计任务1、系统控制的电梯往返于1～7层楼。2、乘客要去的楼层可以手动输入并显示。3、电梯运行的楼层可自动显示。第3页4、当AB时，系统能输出使电梯正向运行的时序信号，使电梯上升。5、当AB时，系统能输出使电梯反向运行的时序信号，使电梯下降。6、当A=B时，系统停机信号，使电梯停止运行。7、各层电梯门外应有使电梯上升或下降到乘客所在楼层的“呼叫”开关。2.2设计要求1．根据设计原理初步画出实验电路图。2．根据实验电路图在计算机上用Multisim仿真，找出初步设计电路的不足加以改正和改进。三，整体设计流程图第4页四，电梯控制系统的实现4．1实现功能用七个LED显示电梯行进过程，并用数码管显示电梯当前所在楼层的位置，每层电梯的入口处设有请求按钮，按下按钮，则相应楼层的LED亮。电梯达到请求的楼层，该层的指示灯灭，电梯门打开；电梯自动关门，继续运行。电梯运行中，运用比较器选择所到楼层的先后顺序。4．2实现电路4.2.1楼层的输入电路利用七个D触发器实现楼层的输入功能，即实现所在楼层的指示灯显示。第5页图4-14.2.2555定时电路通过对电阻R1、R2、电容C1的合适选择来对555进行不同时间的定时。本电路选择定时时间为5秒。第6页图4-24.2.3楼层显示电路本电路主要是利用十进制加减计数器74LS192，通过控制电路分配加1或减1信号给CPD和CPU，实现对现行楼层号的加1和减1，由数码管显示所到楼层。图4-3第7页4.2.4七层电梯控制系统实现总电路利用D触发器74LS74作为控制电梯按钮（即触发电平），经过编码器74LS148及比较器74LS85、计数器74LS192来实现其电梯控制功能。本电路使用555的定时功能来控制上一层楼或下一层楼所用的时间，利用数码管来显示所到楼层数，并用七个发光二极管来作为七层楼的指示灯。图4-4五，实验总结5.1设计中主要出现的问题问题1：对各个集成芯片的了解与使用；问题2：对理论与实践的结合。5．2尚待解决的问题第8页问题1：555定时器的定时精度不够高，需要用更高精度的定时芯片。问题2：当电梯运行时，同时按下两个或两个以上楼层时，电梯只会运动到最高楼层。六，实验仪器及材料清单D触发器74LS74；编码器74LS148；比较器74LS85；计数器74LS192；555定时器；数码管；非门；与门；与非门。6．1主要元器件介绍6.1.1译码器译码器是一个多输入，多输出的组合逻辑电路.它的作用是把给定的代码进行翻译，成相应的状态,使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换,终端的数字显示,还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，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。用CD4511实现LED与接口方法如下图：第9页图4-56.1.2数码管图4-6一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点.小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红,绿,黄,橙色)的颜色不同略有差别,通常约为2～2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5～10mA.LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。此设计的数码管采用共阴型数码管，主要用来显示楼层号。第10页6.1.3D触发器此电路D触发器采用74LS74.74LS74内含两个独立的D上升沿双d触发器，每个触发器有数据输入（D）、置位输入（）复位输入（）、时钟输入（CP）和数据输出（Q）。、的低电平使输出预置或清除，而与其它输入端的电平无关。当、均无效（高电平式）时，符合建立时间要求的D数据在CP上升沿作用下传送到输出端。74ls74功能表:输入输出SDRDCPDQn＋1Qn＋101××1010××0100××φφ11↑11011↑00111↓×QnQn第11页图4-774ls74引脚图七，心得体会经过这次课程设计，我对数字电子这门课程有了更深入的理解和体会，也学到了很多知识。虽然只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计使我对课程设计有了更多的了解。让我知道了理论和实践是有区别的，理论中可以实现的电路，但在实践中却会出现各种问题，这就需要我们去解决，只有被这些问题解决了，理论才能用于实践，因为实践是检验真理的唯一标准，理论实践相结合，我们的设计次才有可能成功。在此次设计过程中，我进一步地了解各种芯片的内部结构工作原理，每个芯片能够完成什么样的功能，解决什么问题，同一个芯片不同的接法，就会有不同的功能，还有使用芯片时要注意的问题，同一个电路可以用不同的芯片实现等好多东西。第12页通过这次课程设计，让我认识到了自己的不足，动手能力的重要，团队的重要，好多事情不是自己一个人就可以完成的，只有大家相互合作，共同努力才可能把该干的事干好，也让我知道了什么事学以致用。我们学生必须不断地提高自己的实践能力，增强团队意识，以后再有这样的设计，才不会那么狼狈，才不会被别人淘汰出局，未来的路次才会越走越远。第13页西安文理学院物理与机械电子工程学院电子信息工程专业《数字电子技术》课程设计评分表学生姓名：徐啟平班级：2班学号：0801110244题目：电梯自动控制的设计序号项目内容满分得分1工作量适中，难易度合理52态度端正，能积极、主动参与课程设计；能很好地与组内成员协同合作完成设计；课程设计期间不缺勤203具有一定查阅文献及运用文献资料能力和计算机应用能力54系统电路仿真正确，优化合理105总体电路运行正常，各项技术指标符合任务书中的要求206设计报告理论依据充分，数据准确，电路分析正确107设计报告内容齐全、合理，综述简练、完整，概念清楚，立论正确，技术用语准确，结论严谨合理；分析处理科学，条理分明，语言流畅，结构严谨208设计报告符号统一、编号齐全；格式、表格、插图等规范准确59设计报告有一定篇幅，字符数不少于25005总分100指导教师评语：指导教师签名：年月日第14页