简易顺序控制器设计报告.doc
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1、湖南工程学院应用技术学院课 程 设 计 课程名称 数字电子技术 课题名称 简易顺序控制器 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2015 年 11 月 16 湖南工程学院应用技术学院 课程设计任务书课题名称简易顺序控制器(自选参数)姓 名 专业电气工程 班级 学号 指导老师 课程设计时间2015年11月13日-2015年11月27日(11、12周)教研室意见意见: 审核人:一、任务及要求任务:设计并制作一个简易顺序控制器,使执行机构按一定的程序工作,要求如下: 1)执行机构的加工程序步骤为五步,第一步 5 秒,第二步 10 秒,第三步 15 为 秒,第四步为 25 秒,
2、第五步为 30 秒,按顺序依次动作; 2)用显示器显示顺序控制器的各步加工时间(用倒计时方式); 3)用发光二极管显示控制器的各道工序; 4)用显示器显示加工步数; 5)功能扩展(自选):总循环次数控制/总循环时间控制 6)可根据实际情况,设计其它功能。 要求:1) 设计思路清晰,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) 安装 、调试电路;4) 写出设计报告。二、进度安排第一周:周一:课题内容介绍和查找资料;周二周三:方案设计,电路仿真,周三下午检查设计方案及仿真结果;周四周日:周四上午领元器件;安装、调试电路;第二周:周一周三:安装、调试电路;周四:验收电
3、路,收元器件,整理实验室,撰写设计报告,打印相关图纸;周五:答辩,收设计报告。三、参考资料1、贾立新,王涌.电子系统设计与实践(第2版).清华大学出版社.2011.22、谢自美. 电子线路设计、实验、测试(第3版).华中科技大学出版社.2013.8 数字电子技术基础 阎石主编 高等教育出版社 电子技术基础实验与仿真 孙胜麟 郭照南 主编 中南大学出版社 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 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 目录第一章: 设计总体思路基本原理和框图 第二章: (1)单元电路设计(各单元电路图) (2)主要
4、元件结构与功能 1.74ls192 2 .74ls161 3.74ls138 第三章 : 总电路设计(总电路图)第四章 :第四章: 安装、调试步骤第五章: 故障分析第六章: 元件清单第七章: 总结 第一章 设计总体思路,基本原理和框图1.1 设计总体思路 根据设计要求,设计一个简易顺序控制器,使执行机构按一定的程序工作,要求如下:1、 执行机构的加工程序步骤为五步,第一步 5 秒,第二步 10 秒,第三步为 15 秒,第四步为 25 秒,第五步为 30 秒,按顺序依次动作;2、 用显示器显示顺序控制器的各步加工时间(用倒计时方式);3、 用发光二极管显示控制器的各道工序;4、 用显示器显示加工
5、步数;5、 功能扩展(自选) 其中秒信号发生器由555定时器及电容、电阻、电感组成,减法计数器所用芯片为同步十进制计数器74192,状态译码器为74138,状态控制器为同步十进制计数器74192,顺序控制器161,显示器为四段共阴极显示器,所有的器件功能都可以在电子技术基础实验查找。 当秒脉冲进入秒个位的CPD时(CPu =1),根据其功能开始由9倒计时,当由9走到0时,秒个位的 端输出个0,两块74LS192进行集联,将秒个位的 作为秒十位CPD(CPu =1)的脉冲输入,秒个位每进行一次循环就向高位秒十位输入一个脉冲,高位就减1(如果秒十位大于等于1),如果秒十位是0,当秒个位每循环一次,
6、两块级联的74LS192就向74LS161送入一个脉冲,这时显示步数的数码管显示的数值就加1,进行下一步的计数,直到进行第5步,如此循环往复。对于两块74LS192的预置数问题则用1个74LS138八选一数据选择器来实现初始置数。每个数据选择器的输出连到相应的74LS192的输入端以获得每一步所需置的数,同时数据选择器的数据输入端A、B、C与74LS161的输出端QA、QB、QC对应相连以实现两块级联的74LS192的初始置数与74LS161显示的步数保持一致。然后再通过一些门电路的控制即可实现74LS192的初始置数走到00时向74LS161输入一个脉冲而进行下一步的倒计时计数,从而完成任务
7、设计要求。1.2 基本原理 通过加计数器和减计数器实现课题所要求实现的内容。接通电源,脉冲出来的信号给两片74LS192级联的十进制减计数器来实现两位数的倒计时功能。由于要求从1记步骤,所以我通过开关把步骤置1,并开始通过一片74LS161实现各个步骤的加计数,从而实现步骤的计数和显示。扩展功能是选择的总循环次数的控制,用一片74LS161设置成减计数器来计数,通过手动开关来设计想要循环的次数和置数。倒计时的秒数是通过步骤的逻辑电路把数置入级联的两块芯片中实现的。 1.3系统设计框图 秒脉冲与门减法计数器 总次数二位十进制倒计时(可变进制)D7D4 D3D0 步骤123451预置数产生逻辑真值
8、表Q2 Q1 Q0B0借位出现6(0110) 结构图一第二章 单元电路设计2.1步骤控制器设计根据设计要求,显示分为五个步骤。用一块74161即可实现每一步的显示和控制。该片161采用加计数。从1显示到5,出现6立即置数到1。 单元件图二74LS00组合逻辑当74161输出为5时1Y=QAQB QC QD ,对161异步置0。74HC138管脚图:74LS138为3 线8 线译码器,共有 54/74S138和 54/74LS138两种线路结构型式,其工作原理如下: 当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应
9、的输出端以低电平译出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器 元件图一2.2二位十进制倒计时控制电路 由两片192级联而成。采用减计数。低位192的B0借位作为高位的触发脉冲。高位的B0借位作为步骤控制器的触发脉冲。 元件图二 单元件电路二2.3预置数产生逻辑电路 采用步骤控制器的Q0 Q1 Q2三个引脚的逻辑关系分别给.二位十进制倒计时控制电路的ABCD置数。当二位十进制倒计时控制电路的输出为0 0时,预置数产生逻辑电路立即对二位十进制倒计时控制
10、电路的两片192进行异步置数。真值表如下:步骤 D5D4D2D1 D0 Y5 Y4 Y3 Y2Y1秒数 100101 00001 5 2 0100000010 10 30110100100 15 4 1010111 000 25 51100010000 3074ls161十位个74ls192位74ls 138 表二D0=(Y3Y1Y0Y4 ) D1=0 D6=0 D7=0 D3 =0D2=( Y3Y1Y0Y4 )=D0 D4=(Y3Y2Y7Y5) D5=(Y5Y4) 表三 192功能对照表 单元件电路三2.4扩展功能总循环次数控制 扩展可以通过步骤的循环来控制。步骤从1到5为一个循环,于是可以
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