电梯控制电路电子技术课程设计.docx

1、电梯控制电路电子技术课程设计电 子 技 术课 程 设 计成绩评定表设计课题 ： 电梯控制电路设计 学院名称 ： 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 设计地点 ： 31-220 设计时间 ： 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日电 子 技 术课 程 设 计课程设计名称： 电梯控制电路设计 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计地点： 31-220 课程设计时间： 2017-6-262017-7-2 电子技术 课程设计任务书学生姓名专业班级学号题 目电梯控制电路设计课题性质工程设计课题来源自拟指导教师 主要内容（参数）设计一个简易4层

2、电梯控制电路，具体指标如下：（1）观察电梯的工作过程，描述出所设计电梯控制电路的逻辑功能。（2）电梯升降一层所需时间可自行设计。（3）能记忆电梯内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至执行后消失。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 康华光电子技术基础（模拟部分）（第5版）M北京：高等教育出版

3、社，20042 阎石数字电子技术基础（第5版）M北京：高等教育出版社，20063 陈光明.电子技术书课程设计与综合实训M北京航空航天出版社. 2007审查意见系（教研室）主任签字： 年 月 日 一、课程设计目的：通过本课程设计，使学生加强对电子技术课程内容的理解和掌握，学会使用半导体元件和集成电路，掌握电子电路的基本分析方法和设计方法，进一步提高分析解决实际问题的综合能力。二、课程设计的内容及要求2.1课程设计内容：设计一个简易电梯控制电路，具体指标如下： （1）观察电梯的工作过程，描述出所设计电梯控制电路的逻辑功能。（2）电梯升降一层所需时间可自行设计。（3）能记忆电梯内、外的所有请求信号，

4、并按照电梯运行规则按顺序响应，每个信号保留至执行后消失。（4）设计集中控制电梯的控制、信号显示电路。2.2课程设计要求：（1）设计模拟位移传感器信号的脉冲发生器,脉冲周期为6秒;（2）设计由模拟位移传感器信号的脉冲发生器驱动的楼层号数码管显示电路,设置楼层号07号(0号为地下室);（3）设计LED滚动箭头方向显示电路;（4）设计电梯集中控制电路,要求具有以下功能：采用起动键和楼层号键实现起动控制（两种键均按下时电梯起动）；电梯起动后LED滚动箭头方向显示电路开始按图5（A）或图5（B）从起始状态工作，循环周期为1.6秒（每个图案显示0.2秒）。当电梯停止时，要求复位起始状态；电梯运行时，楼层号

5、数码管显示电路在电梯到达某层时（对应模拟位移传感器信号的脉冲发生器输出的下降沿）显示该层楼号；电梯运行至目标层时，电梯自动停止； 图5（A）上行方向循环显示 图5（B）下行方向循环显示三、正文部分3.1按键控制模块3.1.1目标楼层号按钮编码电路 器件组成：74LS148（83编码器），八个限流电阻，八个开关。 74LS148是一个八线-三线优先级编码器。 如图所示的是八线-三线编码器74LS148的惯用符号及管脚图引脚图。74LS148优先编码器为16脚的集成芯片，除电源脚VCC(16)和GND(8)外，其余输入、输出脚的作用和脚号如图中所标。其中I0I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二

6、进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。 由74148真值表可列输出逻辑方程为 A2=(I4+I5+I6+I7)IE A1=(I2I4I5+I3I4I5+I6+7)IE A0=(I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)IE 使能输出端OE的逻辑方程为： OE=I0I1I2I3I4I567IE3.1.2比较制动电路器件组成:CD4585功能说明：CD4585为四位数值比较器，输入端十号接A0，七号接A1，二号接A2，十五号接A3。A0、A1、A2、A3分别接八进制可逆计数器的输出端。输入端十一号接B0，九号接B1，一号接B2，十四号接B3。B0、B1

7、、B2分别接编码器的输出端，B3接地。A与B进行比较，输出端F（AB）作为与三位二进制可逆计数器中的异或门控制输入端，F（A=B）通过与非门与上述起动控制中的与门相连作为制动信号。当A=B时使八进制可逆计数器停止计数并保持。脉冲发生器的清零端有效，停止产生脉冲并保持。三位可逆计数器复位。输出端（AB）（AB）作为方向信号控制八进制可逆计数器、三位二进制可逆计数器，使其实现加计数和减计数。为了输出F（A=B）的输出控制信号，应使输入端的AB，A=B接高电平。电路图如下：3.1.3与逻辑起动控制器件组成：CD4073（三3与门）、CD4069（六反相器）、开关、限流电阻。功能说明：按钮起动控制、编

8、码电路输出标示GS有效与比较制动电路A=B不成立，三者均满足时，与逻辑起动控制输出为高电平，控制D触发器构成的三位二进制可逆计数器的清零端，和555定时器组成的0.2S和6S周期脉冲发生器的清零端。当此与逻辑起动控制的输出为高电平时，脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制可逆计数器正常计数。当此与逻辑起动控制的输出为高电平时，脉冲发生器产生正常脉冲，三位二进制可逆计数器正常计数。当此与逻辑起动控制的输出为低电平时，脉冲发生器停止产生脉冲，并保持，三位二进制可逆计数器停止计数，并保持。开关闭合为高电平有效。电路图如下：图3.1.3与逻辑起动控制电路3.2数码管显示模块3.2.1显示译码器组成电路如下

9、：组成器件：CD4511显示译码器、LED（数码管）显示器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，特点是：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。CD4511芯片图及引脚如下： 图3-2CD4511的引脚图 CD4511引脚功能：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。LT：3脚是测试信号的输入端，当BI

10、=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮全部显示。它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的里面有上拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管接口。CD4511的工作原理 ： 1.CD4511的真值表如下表所示 2. 译码器:CD4511译码器用两级或非门担任，为了简化电路先用二输入端与非门对输入数据B、C进行组合，得出00、01、10、11（用二进制对B、C编码）四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。 3.锁存功能:译码器的锁存电路由

11、传输门和反向器组成，传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。 当LE为低电平导通时，TG2截止；当LE为高电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。 4.消隐:BI为消隐功能端，该端施加低电平后，迫使七段数码管均处于熄灭状态，不显示数字，即字形消隐。 消隐输出J=(B+C)D+BI。如不考虑消隐BI项，便得J=(B+C)D。根据上式，当输入BCD代码从10101111时，J端都为高电平，从而使显示器中的字形消隐。3.2.2CD4510（可逆计数器）组成电路 器件组成：CD4510（可逆计数器） 功能说明：CD4510器件的1号接地，15号接CP端，9号接地。10号UP/DOWN接F(A

12、B）=0端即与13号相连，因为BA时，即编码器的输入比此时电梯显示的楼层号大，应该上行，而此时F（AB）=1即EI=1加计数恰好可实现上行；当B=A计数器被锁定，故保持不变；BA时F（AB）=0即EI=0减计数，恰好可以实现下行。下面对此构成可逆计数器的器件进行介绍：CD4013是有两个具有置位和复位功能的触发器构成的。它以时钟的低电平读入，以高电平输出。电路如图3.4.2所示：图3.4.2 三位二进制可逆计数器3.4.3、LED显示器器件组成：四个发光二极管，四个限流电阻。功能说明：发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光原理是当在PN结两端注入正向电流时，注入

13、的非平衡载流子（电子空穴对）在扩散过程中复合发光。译码器输出为高电平，所以LED显示器为共阴输出，通过他的亮与不亮，可以显示上行和下行信号。电阻为限流作用，根据LED的额定电流确定电阻大小。电路如图3.4.3所示：图3.4.3 LED显示器四、设计总结通过本次电子课程设计让我学会了很多关于电子设计方面的知识，巩固了我的数字电路知识，增强了我在电子设计方面的能力。在此次课程设计中，我选的课程设计题目是电梯控制电路设计，刚开始接手这个题目的时候，脑子就一团乱，不知道该如何下手，这让我深刻体会到了书面学习和实践学习的差别，实际的设计并没有曾经想象中的那么简单。但是后来在老师的细心指导下，渐渐有了眉目

14、，从最初单元电路的分析和设计，到最终整机电路的测试，在时间和精力的支支配下，终于完成了这次设计。从这次电子设计的课程中，学到了很多书本上没有的知识，比如如何用Altium Designer绘制原理图，如何用Proteus做电路仿真等等，这对我来说不仅仅是一次知识盛宴，更是人生之中一次难得的经历，我相信这对我以后的人生会有很大的帮助。在这个课程设计的过程中遇到了各种各样的问题，虽然问题的出现让我有些灰心，但是我并没有放弃，通过对指导老师的请教和自己的不断摸索，最终都完美的解决了。世上无难事，只要肯攀登，虽然这次课程设计的难度不大，但是对于我来说，难度并不小，对一些芯片的不断摸索，对电路参数的不断调整和计算，仅仅用课本上学到的知识是远远不够的，这其中需要长时间积累的经验作为指导，没有深厚的经验，而仅靠自我感觉良好的知识是无法完成一个设计任务的。这次课程设计让我感触最深的就是自身实践能力的严重缺乏，一定要注重实践，不要做一个只会纸上谈兵的人。电梯控制整机电路