《顺序控制器》.docx

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《顺序控制器》

课程设计任务书

学生姓名：

专业班级：

电信1204

指导教师：

工作单位：

信息工程学院

题目：

顺序控制器

初始条件：

具备电子电路的基础知识和设计能力；具备查阅资料的基本方法；熟悉常用的电子器件；熟悉电子设计常用软件的使用；

要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、设计顺序控制电路；

2、其中第一步和第二步各20S，第三步2分钟，第四步5分钟，第五步3分钟，第六步1分钟；

3、用发光二极管显示步骤，数码管显示时间；

4、掌握数字电路的设计及调试方法；

5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。

时间安排：

时间一周，其中2天原理设计，3天电路调试

指导教师签名：

年月日

系主任（或责任教师）签名：

年月日

摘要：

顺序控制器是根据生产工艺规定的时间顺序或逻辑关系编制程序，对生产过程各阶段依次进行控制的装置，简称顺控器。

顺序控制器在生活及工业生产中发挥着极其重要的作用，其方便又实用，在自动控制领域占据着重要地位。

顺序控制器分为时序控制和条件控制两种，本课设所设计的为时间顺序控制器。

关键词：

顺序控制器时序控制

目录

1设计思路与框图及原理图............................................1

1.1设计总框图....................................................1

1.2实验原理图....................................................2

1.2.174ls192引脚与功能图..................................2

1.2.274ls48引脚与功能图...................................3

1.2.3CD4017引脚图与功能...................................5

2Multism仿真与分析................................................6

2.1仿真电路图....................................................6

2.2仿真结果......................................................6

2.2.1仿真结果图..............................................6

3实物调试中的问题与解决方法........................................7

3.1实物图........................................................7

3.2调试中发现的问题..............................................7

4小结与感想........................................................9

5参考文献..........................................................9

附表一：

本科生课程设计成绩评定表....................................10

1设计思路与框图及原理图

1.1设计总框图

图1-1总设计图

设计分析：

从任务书来看,要求分别实现20秒，20秒，2分，5分，3分，1分的倒计时。

要完成这些功能主要有四大模块：

第一个是计数模块，第二个是控制计数模块，第三个是组合逻辑控制置数模块，第四个是显示模块。

在本课设中，计数模块采用3个74LS190的组合来实现20,20,120,300,180,60等6种进制；控制计数模块采用了CD4017，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，以此来控制不同进制，并同时分别控制6个指示灯的亮暗。

组合逻辑控制置数模块采用五个或门链接CD4017与技术器；显示模块采用3个七段数码管和74LS48显示。

1.2实验原理图

1.2.174ls192引脚与功能图

74LS192引脚图如下：

图1-274LS192引脚图

74LS192的功能表如下：

图1-374LS192功能图

图中：

LOAD'为置数端，UP为加计数端，DOWN为减计数端，CO'为非同步进位输出端，BO'为非同步借位输出端，A、B、C、D为计数器输入端，CLR为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。

计数器的级连使用

一个十进制计数器只能显示0~9十个数，为了扩大计数器范围，常用多个十进制计数器级连使用。

同步计数器往往设有进位（或借位）输出端，故可选用其进位（或借位）输出信号来驱动下一级计数器。

1.2.274ls48引脚与功能图

74ls48引脚图如下：

图1-574ls48引脚图

74ls48功能图如下：

图1-674ls48引脚图功能图

74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，7448还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。

由7448真值表可获知7448所具有的逻辑功能：

（1）7段译码功能（LT=1，RBI=1）

在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入DCBA经7448译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。

除DCBA=0000外，RBI也可以接低电平，见表1中1～16行。

（2）消隐功能（BI=0）

此时BI/RBO端作为输入端，该端输入低电平信号时，表1倒数第3行，无论LT 和RBI输入什么电平信号，不管输入DCBA为什么状态，输出全为“0”，7段显示器熄灭。

该功能主要用于多显示器的动态显示。

（3）灯测试功能（LT =0）

此时BI/RBO端作为输出端，端输入低电平信号时，表1最后一行，与及DCBA输入无关，输出全为“1”，显示器7个字段都点亮。

该功能用于7段显示器测试，判别是否有损坏的字段。

（4）动态灭零功能（LT=1，RBI=1）

此时BI/RBO端也作为输出端，LT 端输入高电平信号，RBI 端输入低电平信号，若此时DCBA=0000，表1倒数第2行，输出全为“0”，显示器熄灭，不显示这个零。

DCBA≠0，则对显示无影响。

该功能主要用于多个7段显示器同时显示时熄灭高位的零。

1.2.3CD4017引脚图与功能

其引脚图如下：

图1-7CD4017引脚图

十进制计数／分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。

CD4017有10个输出端（O0～O9）和1个进位输出端～O5-9。

每输入10个计数脉冲，～O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。

CD4017有3个输入端（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1～O9）均为低电平。

CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。

设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。

由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。

2Multism仿真与分析

2.1仿真电路图

图2-1总电路图

电路图解析：

如上图所示，电路功能的实现主要是通过CD4017的顺序输出高电平特性来依次控制计数器不同进制，然后通过74LS48译码管和七段显示管显示。

并通过CD4017的输出再经过几个或门来控制置数模块。

2.2仿真结果

2.2.1仿真结果图

图2-2仿真结果图

如上图所示，电路按20-0-20-0-120-0-300-0-180-0-60-0变化，达到设计要求。

3实物调试中的问题与解决方法

3.1实物图

图3-1作品实物图

3.2调试中发现的问题

在调试过程中，发现电路始终没有按仿真出来的结果变化，显示器显示不规律，后面通过检查发现是其中一个芯片坏了，让后有调试了几下，又不小心把剩下的几个芯片烧坏了。

因所购买的材料不多，而且元器件已焊牢固定，课设只能到此为此，不能不说这是一个遗憾。

4小结与感想

通过本次课设，我对《数字电子电路域逻辑设计》这门课程有了更为深入的理解，同时在做课设的过程中加深了所学知识，并在对电路进行仿真的过程中对multism这个工具的了解更加深刻。

过程中通过对比自己与队友的方案了解许多设计上的不足。

当我们看着线路一次比一次正确，我们组人的心里都有了一中很强的成就感，虽然最后由于种种原因有一小部分功能不能实现，但是这并不能掩盖我们在这两周时间里的收获，从设计到动手，从难点到解决，我们一步一步让自己充实，让我们自已感觉到自己没错，在这过程中我们也学会了团的力量，从各个模块的分工到工具箱的轮番接线再到一起在寝室解决难点，我们学到了团队、信心和耐心。

感谢我的合作伙伴，感谢学校给我们提供了这样一个自由的时间舞台，最重要的是要感谢老师给我们的细心辅导，谢谢！

5参考文献 

[1]沈尚贤，电子技术导论，高等教育出版社，1986 

[2]何金茂，童诗白，电子技术基础汇编，高等教育出版社，1992 

[3]王小海，张安元，集成电子技术基础教程，高等教育出版社，2002 

[4]汪建民，电子线路设计与应用，高等教育出版社，2004 

[5]刘京，数字集成电子技术基础，东南大学出版社，1994 

附表一：

本科生课程设计成绩评定表

姓名

潘方琦

性别

男

专业、班级

电信1204班

课程设计题目：

顺序控制器

课程设计答辩或质疑记录：

问题1：

讲讲你的设计思路？

答：

主要利用CD4017依次输出高电平的特性来控制6个LED灯以及三位计数器的置数，再通过3个译码管和3个显示管显示倒计时间。

问题2：

你用这个或门的作用是什么？

答：

将CD4017的输出来控制置数。

问题3：

74290的作用是什么？

答：

单个290作为十进制计数器，三个构成三位计数器。

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年月日