简易电梯控制系统.docx

简易电梯控制系统.docx

《简易电梯控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易电梯控制系统.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

简易电梯控制系统

课程名称：

数字电子技术

题目：

简易电梯控制系统

设计内容与设计要求

一．设计内容：

1、显示方式：

以LED数码管形式显示1-4；

2、主要功能：

一共有四层楼，楼层标记用1-4表示，假设每次只有有一层楼有呼叫，按下呼叫按钮后，呼叫楼层指示灯亮，电梯将从当前楼层运行到呼叫楼层，指示灯熄灭；

3、超重报警：

当电梯超重时，报警灯亮，电梯拒绝运行；

4、系统复位：

系统能手动复位，复位后，电梯停在第1层；

5、其他功能（任选）

二、设计要求：

1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；

2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；

3、写出设计报告；

主要设计条件

1．提供调试用实验室；

2．提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片；

3．所用设备及元件需在设计后归还。

说明书格式

1．课程设计封面；

2．任务书；

3．说明书目录；

4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；

5．单元电路设计（各单元电路图）；

6．安装、调试步骤；

7．故障分析与电路改进；

8．总结与体会；

9．附录（元器件清单）；

10．参考文献;

11．课程设计成绩评分表;

12．设计报告采用16k纸打印;

进度安排

第6周：

星期一:

课题内容介绍和查找资料；

星期二～星期五:

总体电路设计和分电路设计，电路仿真,修改方案；

第7周：

星期一～星期二:

电路设计，电路仿真,修改方案

星期三:

安装、调试电路；

星期四:

验收电路，整理实验室及其它事情，写设计报告，打印相关图纸；

星期五:

答辩；

参考文献

1、《电子系统设计》

高等教育出版社马建国主编

2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版）

华中理工大学出版社谢自美主编

3、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计

华中理工大学出版社梁宗善主编

3、《现代电子设计技术》

机械工业出版社李荣良主编

《数字电路设计与制作》

科学出版社汤山俊夫著

、系统总体设计方案及系统框图

1.1设计方案：

⑴系统的时钟脉冲信号是由555定时器接成的多谐振荡器。

时钟信号通过一定与门和与非门输入计数器74LS192，控制其加减计数。

⑵系统的开关控制电路是由JK触发器和与非门构成，控制信号灯的工作状态。

⑶系统的核心电路是由编码器74LS148，数据比较器74LS85，同步可加减计数器74LS192,译码器74LS48和一定的门电路组成，实现对电梯的上升和下降的控制。

1.2设计原理：

⑴系统的信号灯控制部分是由开关和JK触发器构成，开关先接高电平，按下开关时，给了一个低电平触发信号输入给JK触发器使其锁存低电平信号，从而使信号灯一直亮直到信号结束。

⑵系统的核心部分是由编码器74LS148，数据比较器74LS85，同步十进制可逆计数器74LS192,译码器74LS48和一定的门电路组成。

按下开关时，产生的低电平信号由JK触发器传给74LS148编码器，产生后的编码输入74LS85数据比较器，通过与74LS192输出的数比较，产生的信号再连接时钟信号通过一定的门电路输入74LS192计数器，控制计数器的加减，从而实现电梯的上升与下降。

⑶系统的时钟信号是由555定时器接成的多谐振荡器。

时钟信号通过一定与门和与非门输入计数器74LS192，控制其加减计数。

1.3系统总电路图：

、单元电路的设计

2.1信号的输入，锁存及显示：

该单元电路如下图所示：

2.2时钟信号发生器:

时钟信号产生电路主要由555定时器组成震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0”、“1”信号，如图：

所以时间周期就是：

T=

C

2.3系统电路的编码，数据比较及加减计数：

JK触发器锁存低电平信号时，把低电平通过Q端输入编码器（74LS148），从而编码器开始编码，编码后的数据输入数据比较器（74LS85），同步加减计数器（74LS192）的输出端的数据同时也输入数据比较器，通过比较后，数据比较器的输出端，连接时钟信号通过与非门电路，从而控制了计数器的加减，实现了电梯的上升与下降。

2.4超重报警与手动复位功能的实现:

⑴超重报警：

当电梯超重时，安装在时钟信号输入上的重力感应开关断开，从而没有了时钟信号的输入，此时电梯电梯拒绝运行，报警灯亮。

⑵系统复位：

在同步可加减计数器（74LS192）的置数端通过连接一定的门电路后，再连复位开关，便可实现系统能手动复位，复位后，电梯停在第1层得功能。

、安装与调试步骤

3.1安装步骤：

⑴按照系统总的电路图，合理规划电路总布局，尽量使电路连接简单、明了。

⑵首先一个模块一个模块连接，连接好一个模块，就检测一个，包括芯片，电路板，及导线是否接正确且接稳等，以防整体检测时不必要的麻烦。

⑶整体连接完毕，进行调试，看是否和仿真结果相同。

如有出入，仔细检测电路，查出问题所在。

这样不断调试，直到达到预期结果。

⑷改进布线，力求精简。

3.2调试步骤:

⑴打开电源开关，接通电源，观察信号灯和数码显示管的变化。

⑵如有问题，首先检查是否有电线松动，然后再调试其它部分。

⑶检查信号灯和数码显示管是否有损坏。

⑷如果以上都们问题的话，此时应该分成一个一个单元电路来调试，包括芯片，电路板，及导线是否接正确且接稳等。

、故障分析与电路改进

4.1故障分析：

⑴秒脉冲信号发生电路是否产生脉冲：

把万用表调到20V电压档，万用表负极接地，正极接555定时器“3”针脚，芯片通电后，看电压变化是否变化明显，高电平大于3V，低电平小于0.4V。

如果不能产生脉冲，检测555定时器的引脚是否接对，电阻和电容是否接正确，如果不是这些问题，就通过换芯片，看是否是芯片的问题，如果芯片也没问题，就检测是不是电路板有问题。

⑵数码显示管不能正常显示：

看数码管是怎样显示的，如果显示乱码，检查译码芯片74LS48是否接线正常，然后检查各针脚对应输出是否正确，最后检查数码管接线是否正确。

如果数码管中某些段不亮，检查接线是否正确，对应针脚电压是否变化。

如果是某些段不灭也不完全亮，换一个数码管试试。

⑶信号灯不显示或不按仿真的状态显示：

检查信号灯是否能发光，然后检查信号灯接线处是否良好，最后检查接线是否按照状态方程连接正确。

⑷数码显示管与信号灯配合有问题：

按下某楼层的开关时，信号灯亮，当数码显示管显示到相应的楼层时，信号灯熄灭。

如果不是以上的结果，首先检查JK触发器的管脚是否连接好以及是否正确。

然后再检查同步可加减计数器（74LS192）的管脚是否连接好以及是否正确。

接着就是数据比较器（74LS85）以及编码器（74LS148）的管脚连接正确与否。

一步步检查后，此问题便可解决。

4.2电路改进：

总体来说，我觉得我设计的这个简易电梯控制系统电路已经相当完美了。

简洁明了，功能模块清楚。

唯一不妥的是开关模块这部分操作比较复杂，我觉得应该与实际电梯上的开关模块靠近，那样可是电路更简洁，操作更方便，而且不容易出错。

此外，各方面的一些问题有待探讨和改进。

、总结与体会

数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在短短的两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次数电课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在王老师的辛勤指导下，终于游逆而解。

同时，在龚老师的身上我学得到很多实用的知识。

总体来说,这次实习我受益匪浅.在摸索该如何设计程序使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增加了实际操作能力.在让我体会到了设计的艰辛的同时,更让我体会到成功的喜悦和快乐.这次数电课程设计,虽然短暂但是让我得到多方面的提高：

1、提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。

加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。

另外，我们还更加充分的认识到，数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2，查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。

3，相互讨论共同研究也是很重要的，经常出现一些问题，比如电路设计中的分频器的设计，开始并不理解分频器的原理，但是和其他的专业同学讨论后，理解了分频器的基本原理后，很快的设计了电路原理图。

、附录（元器件清单）

同步十进制可加减计数器（74LS192）1个

优先编码器（74LS148）1个

数据比较器（74LS85）1个

双JK触发器（74LS76）2个

译码器（74LS48）1个

555定时器1个

与非门（74LS00）1个

与门（74LS08）1个

电容2个

数码显示管1个

信号灯4个

开关6个

电阻若干

、参考文献

1、《电子系统设计》

高等教育出版社马建国主编

2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版）

华中理工大学出版社谢自美主编

3、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计

华中理工大学出版社梁宗善主编

4、《现代电子设计技术》

机械工业出版社李荣良主编

《数字电路设计与制作》

科学出版社汤山俊夫著

5、《数字电子技术基础》

高等教育出版社阎石主编

6、《电子技术基础实验与仿真》

中南大学出版社孙胜麟郭照南主编

湖南工程学院课程设计评分表

项目

评价

设计方案的合理性与创造性

硬件制作或软件编程完成情况*

硬件制作测试或软件调试结果*

设计说明书质量

设计图纸质量

答辩汇报的条理性和独立见解

答辩中对所提问题的回答情况

完成任务的情况

独立工作能力

组织纪律性（出勤率）

综合评分

指导教师签名：

_____________

日期：

_____________

注：

表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填类容；

此表装订在课程设计说明书的最后一页。

课程设计说明书装订顺序：

封面、任务书、目录、正文、平分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。