數(shù)電課程設(shè)計(jì)

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1、0一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)框圖.11.1 設(shè)計(jì)方案： .11.2 設(shè)計(jì)原理： .11.3 系統(tǒng)總電路圖： .2二、單元電路的設(shè)計(jì).22.1 信號(hào)的輸入，鎖存及顯示:.22.2 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器：.32.3 系統(tǒng)電路的編碼，數(shù)據(jù)比較及加減計(jì)數(shù)：.4三、PCB 板的繪制.5四、安裝與調(diào)試步驟.53.1 安裝步驟： .53.2 調(diào)試步驟 :.6四、故障分析與電路改進(jìn).64.1 故障分析： .64.2 電路改進(jìn)： .7五、總結(jié)與體會(huì) .8六、附錄（元器件清單）.10七、參考文獻(xiàn) .111一一、系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方案案及及系系統(tǒng)統(tǒng)框框圖圖1.1 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方案案：系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)是由555 定

2、時(shí)器接成的多諧振蕩器。時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)一定與門和與非門輸入同步加減 計(jì)數(shù)器CD40192，控制其加減計(jì)數(shù)。系統(tǒng)的開關(guān)控制電路是由D 觸發(fā)器和與非門構(gòu)成，控制信號(hào)燈的工作狀態(tài) 。系統(tǒng)的核心電路是由編碼器CD4532，數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步可加減計(jì)數(shù)器CD40192,譯碼器 CD4511 和一定的門電路組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的上升和下降的控制。1.2 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)原原理理： 系統(tǒng)的信號(hào)燈控制部分是由開關(guān)和D 觸發(fā)器構(gòu)成，開關(guān)先接高電平，按下開關(guān)時(shí)，給了一個(gè)高電平觸發(fā)信號(hào)輸入給D觸發(fā)器使其鎖存 高電平信號(hào)，從而使信號(hào)燈一直亮直到信號(hào)結(jié)束。系統(tǒng)的核心部分是由編碼器CD4532，數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步十進(jìn)

3、制可逆計(jì)數(shù)器CD40192,譯碼器 CD4511 和一定的門電路組成。按下開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生的高電平信號(hào)由 D 觸發(fā)器傳給 CD4532 編碼器，產(chǎn)生后的編碼輸入74LS85 數(shù)據(jù)比較器，通過(guò)與 CD40192 輸出 編碼 比較，產(chǎn)生的信號(hào)再連接時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)一定的門電路輸入CD40192 計(jì)數(shù)器，控制計(jì)數(shù)器的加減，從而實(shí)現(xiàn)電梯的上升與下降。系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)是由555 定時(shí)器接成的多諧振蕩器。時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)一定與門和與非門輸入計(jì)數(shù)器CD40192，控制其加減2計(jì)數(shù)。1.3 系系統(tǒng)統(tǒng)總總電電路路圖圖：B0B1B2D1D2D3D4D5D6C7D7D1D2D3D4D5D6A0A1A2B0B1B2A0A1A2DU

4、DUC5D5C6D6C3D3C4D4C1D1C2D2D7D7ABABABABABABABRABLEC2C1C3C4C5C6C7RResetLEResetR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U20555R3210kR3382kC310uC40.1uD1LED-BIBYD2LED-BIBYD3LED-BIBYD4LED-BIBYD5LED-BIBYD6LED-BIBYA15B1C10D9LOAD11CLEAR14QA3QB2QC6QD7TCD13TCU12CLKU5CLKD4U240192A7B1C2D6LT3BI4LE/STB5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U

5、34511D010D111D212D313D41D52D63D74EI5Q09Q17Q26EO15GS14U74532D5Q1CLK3Q2R4S6U4:A4013R610kA010A112A213A315B09B111B214B31AB2QAB4QAB5U174HC85123U10:A4011564U10:B4011R233000.1uFR24300C70.1uFR25300C80.1uR26300C90.1uFR27300C100.1uR2300D5Q1CLK3Q2R4S6U5:A4013R410kD9Q13CLK11Q12R10S8U5:B4013R510kD5Q1CLK3Q2R4S6U6

6、:A4013R710kD9Q13CLK11Q12R10S8U6:B4013R810kD5Q1CLK3Q2R4S6U8:A4013R910kD9Q13CLK11Q12R10S8U8:B4013R1010kR11300C20.1uFR12300C110.1uD23LED-BIBY123U9:A4011R1310kR1410kR1510kR1610kR1710kR1810k121311U9:D4011D9Q13CLK11Q12R10S8U4:B4013R1910kR2010kD71N4007D81N4007D91N4007D101N4007D111N4007D121N4007D131N4007R31

7、0k3二二、單單元元電電路路的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.1 信信號(hào)號(hào)的的輸輸入入，鎖鎖存存及及顯顯示示：該單元電路如下圖所示：C5D5C6D6ABABD5Q1CLK3Q2R4S6U5:A4013R410kD9Q13CLK11Q12R10S8U5:B4013R510kR1310kR1410k將 D 觸發(fā)器的 Q 非端與 D 端相連組成 T 觸發(fā)器，當(dāng)時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入高點(diǎn)平，Q 端的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。D 觸發(fā)器的復(fù)位端輸入復(fù)位信號(hào)，Q 端輸出低電平，LED 燈熄滅。2.2 時(shí)時(shí)鐘鐘信信號(hào)號(hào)發(fā)發(fā)生生器器 : 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路主要由555 定時(shí)器組成震蕩器，產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，送到狀態(tài)產(chǎn)生電路，狀態(tài)產(chǎn)生電路根據(jù)需

8、要產(chǎn)生一定的 “0” 、 “1 ”信號(hào)，如圖：所以時(shí)間周期就是： T=C)2(7 . 021RR 4ResetR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U20555R3210kR3382kC40.1u2.3 系系統(tǒng)統(tǒng)電電路路的的編編碼碼，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)比比較較及及加加減減計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)：D 觸發(fā)器鎖存 高電平信號(hào)時(shí)，把 高電平通過(guò) Q 端輸入編碼器 CD4532，從而編碼器開始編碼，編碼后的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)比較器74LS85，同步加減計(jì)數(shù)器CD40192 的輸出端的數(shù)據(jù)同時(shí)也輸入數(shù)據(jù)比較 器，通過(guò)比較后，數(shù)據(jù)比較器的輸出端，連接時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)與非門電路，從而控制CRVVCRtCCCCW2227 . 031

9、0320lnCRRVVVVCRRtCCCCCCCCW)(7 . 03231ln)(21211D1D2D3D4D5D6A0A1A2B0B1B2A0A1A2DD7RABLEResetUD010D111D212D313D41D52D63D74EI5Q09Q17Q26EO15GS14U74532A010A112A213A315B09B111B214B31AB2QAB4QAB5U174HC85123U10:A4011564U10:B4011123U9:A4011121311U9:D4011D9Q13CLK11Q12R10S8U4:B4013R1910kR2010k5了計(jì)數(shù)器的加減，實(shí)現(xiàn)了電梯的上升與下降

10、。B0B1B2DULEA15B1C10D9LOAD11CLEAR14QA3QB2QC6QD7TCD13TCU12CLKU5CLKD4U240192A7B1C2D6LT3BI4LE/STB5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U34511三三、PCB 板板繪繪制制6四四、安安裝裝與與調(diào)調(diào)試試步步驟驟4.1 安安裝裝步步驟驟：按照系統(tǒng)總的電路圖，合理規(guī)劃電路總布局，盡量使電路連接簡(jiǎn)單、明了。首先一個(gè)模塊一個(gè)模塊連接，連接好一個(gè)模塊，就檢測(cè)一個(gè)，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等，以防整體檢測(cè)時(shí)不必要的麻煩。整體連接完畢，進(jìn)行調(diào)試，看是否和仿真結(jié)果相同。如有出入，仔細(xì)檢測(cè)電

11、路，查出問(wèn)題所在。這樣不斷調(diào)試，直到達(dá)到預(yù)期結(jié)果。改進(jìn)布線，力求精簡(jiǎn)。4.2 調(diào)調(diào)試試步步驟驟 :打開電源開關(guān)，接通電源，觀察信號(hào)燈和數(shù)碼顯示管的變化。如有問(wèn)題，首先檢查是否有電線松動(dòng)，然后再調(diào)試其它部分。檢查信號(hào)燈和數(shù)碼顯示管是否有損壞。如果以上都們問(wèn)題的話，此時(shí)應(yīng)該分成一個(gè)一個(gè)單元電路來(lái)調(diào)試，包括芯片，電路板，及導(dǎo)線是否接正確且接穩(wěn)等。7五五、故故障障分分析析與與電電路路改改進(jìn)進(jìn)5.1 故故障障分分析析：秒秒脈脈沖沖信信號(hào)號(hào)發(fā)發(fā)生生電電路路是是否否產(chǎn)產(chǎn)生生脈脈沖沖：把萬(wàn)用表調(diào)到20V 電壓檔，萬(wàn)用表負(fù)極接地，正極接555定時(shí)器 “3”針腳，芯片通電后，看電壓變化是否變化明顯，高電平大于 3

12、V，低電平小于0.4V。如果不能產(chǎn)生脈沖，檢測(cè)555定時(shí)器的引腳是否接對(duì)，電阻和電容是否接正確，如果不是這些問(wèn)題，就通過(guò)換芯片，看是否是芯片的問(wèn)題，如果芯片也沒問(wèn)題，就檢測(cè)是不是電路板有問(wèn)題。數(shù)數(shù)碼碼顯顯示示管管不不能能正正常常顯顯示示：看數(shù)碼管是怎樣顯示的，如果顯示亂碼，檢查譯碼芯片CD4511 是否接線正常，然后檢查各針腳對(duì)應(yīng)輸出是否正確，最后檢查數(shù)碼管接線是否正確。如果數(shù)碼管中某些段不亮，檢查接線是否正確，對(duì)應(yīng)針腳電壓是否變化。如果是某些段不滅也不完全亮，換一個(gè)數(shù)碼管試試。信信號(hào)號(hào)燈燈不不顯顯示示或或不不按按仿仿真真的的狀狀態(tài)態(tài)顯顯示示：檢查信號(hào)燈是否能發(fā)光，然后檢查信號(hào)燈接線處是否良好

13、，最后檢查接線是否按照狀態(tài)方程連接正確。數(shù)數(shù)碼碼顯顯示示管管與與信信號(hào)號(hào)燈燈配配合合有有問(wèn)問(wèn)題題：按下某樓層的開關(guān)時(shí)，信號(hào)燈亮，當(dāng)數(shù)碼顯示管顯示到相應(yīng)的樓層時(shí)，信號(hào)燈熄滅。如果不是以上的結(jié)果，首先檢查JK 觸發(fā)器的管腳是否連接好以及是否正確。然后再檢查同步可加減計(jì)數(shù)器 CD40192 的管腳是否連接好以及是否正確。接著就是數(shù)據(jù)比較器 74LS85 以及編碼器 CD4532 的管腳連接正確與否。一步步檢查后，此問(wèn)題便可解決。85.2 電電路路改改進(jìn)進(jìn)： 總體來(lái)說(shuō)，我覺得我設(shè)計(jì)的這個(gè)簡(jiǎn)易電梯控制系統(tǒng)電路已經(jīng)達(dá)到了最初的要求。簡(jiǎn)潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的是只具備單請(qǐng)求功能，多個(gè)樓層的請(qǐng)求則不再

14、該設(shè)計(jì)的范圍，簡(jiǎn)易電梯的電路設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步的完善六六、總總結(jié)結(jié)與與體體會(huì)會(huì)數(shù)電課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實(shí)際問(wèn)題 ,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在短短的 幾個(gè) 星期內(nèi)，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)

15、際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做數(shù)電課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在 蔡老師的辛勤指導(dǎo)下，終于達(dá)到了預(yù)期的效果 。同時(shí)，在蔡老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)。總體來(lái)說(shuō),這次實(shí)習(xí)我受益匪淺 .在摸索該如何設(shè)計(jì)程序使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過(guò)程中,特9別有趣 ,培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維,增加了實(shí)際操作能力.在讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)的艱辛的同時(shí),更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂(lè). 這次數(shù)電課程設(shè)計(jì) ,雖然短暫但是

16、讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們?cè)谶壿嬰娐返姆治雠c設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對(duì)組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增進(jìn)了對(duì)一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字電路這門課程在科學(xué)發(fā)展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨(dú)立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，遇到很多不理解的東西，有的我們通過(guò)查閱參考書弄明白，有的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時(shí)間和資料有限我們更多的還是獨(dú)立思考。七七、附附錄錄（元元器器件件清清單單）同步十進(jìn)制可加減計(jì)數(shù)器（CD40192） 1 個(gè)優(yōu)先編碼器（ CD4532） 2 個(gè)數(shù)據(jù)比較器（ 74LS85） 1 個(gè)雙 D 觸發(fā)器（ CD4013） 4 個(gè)譯碼器（ CD4511） 1 個(gè)555 定時(shí)器 1 個(gè)與非門 (CD4011) 1 個(gè)105 瓷片 電容 7 個(gè)數(shù)碼顯示管 1 個(gè)LED 燈 7 個(gè)開關(guān) 7 個(gè)電阻 若干10八八、參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn)1、 電工電子實(shí)踐指導(dǎo) 江西科學(xué)技術(shù) 出版社 王港元 主編2、 數(shù)字電子技術(shù) 電子工業(yè) 出版社 謝芳森 主編3、 新型集成電路的應(yīng)用-電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 華中理工大學(xué)出版社 梁宗善 主編4、 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 李榮良 主編數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作 科學(xué)出版社 湯山俊夫 著5、 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 閻石 主編