简易顺序控制器最终版汇总Word文档格式.docx

1、课程设计任务书；3、说明书目录；4、设计总体思路，基本原理和框图；5、单元电路设计（各单元电路图）；6、总电路设计（总电路图）；7、安装、调试步骤；8、故障分析与电路改进；9、总结与设计调试体会；10、附录（元器件清单）；11、参考文献；12、课程设计成绩评分表。进度安排第一周星期一上午 安排任务、讲课。星期一下午-星期二下午 查资料、设计 星期三开始1、 计算机仿真2、 测试元器件3、 调试单元电路4、 调试总电路 第二周星期三一一星期四1、 调试验收2、 写课程设计报告书 星期五 答辩地点：实验楼四楼电子综合实验室参考文献电子技术课程设计 历雅萍、易映萍编电子技术课程设计指导 彭介华、主编

2、 高等教育出版社电子线路设计、实验、测试 谢自美主编 华中理工出版社。7131415错误！未定义书签。5.1常见的故障现象 16第一章设计总体思路 1第二章单元电路设计与分析 22.1电路所用元件简介 22.2各功能模块介绍第三章总电路设计 第四章电路安装与调试4.1电路安装 4.2电路调试 第五章故障分析与电路改进5.2产生故障的原因 165.3检查故障的一般方法 16第六章总结与设计调试体会未定义书签附录 19参考文献 19课程设计评分表 20第一章总体设计思路此次设计的是一个简易顺序控制器，我们需要设计一个步骤计 数模块、一个倒数计时模块、一个预置数逻辑模块。三个主要单元 之间互相控制和

3、制约。CP脉冲接入2片74LS192组成倒计时计数器，开始倒计时，个 位减到零时，借位输出给十位一个脉冲，使得十位减1，用显示器显 示倒计时数，当全部减为零时，借位使步骤计数器加1,显示步骤。 步骤计数器加1的同时，输出通过138译码器和与非门组成的预置 数逻辑给倒计时计数器，实现循环。步骤计数器的输出用一个138译码器来控制相应的LED灯亮。当 顺序控制电路置入不同的数时，减计时电路执行不同的任务，所以 列出真值表，选用138线译码器实现数据传送，利用卡诺图化简后， 利用组合逻辑实现对减计数显示电路的置数。最后是实现功能扩展， 我们选择记录循环的次数，每五步为一个循环，并控制循环几次后 整个

4、电路停止工作。设计总体框图如图一所示：第二章单元电路设计与分析2.1电路所用元件简介2.1.174LS160 十进制计数器（1）74LS160的引脚图ccA BCDEGVCCRCO QA QF QC QDENT LOAD*117 斗 L60时钟信号端、QB QC QD输出端地端进位端CLR 置零端 CLK:A、B、C、D:输入端 QAENP、ENT 使能端 GNDVCC:电源端 RCO:LOAD 置数端（2） 74LS160十进制计数器的功能表:CPRdLDEP ET工作状态XX X清零J10 1保持X 0保持dy1 1计数它的主要功能为：异步清除：当CLR=O时，无论有无CLK,计数器立即清

5、零，QD-QA 均为0。同步预置：当LOAD=0时，在时钟脉冲上升沿的作用下，QD=D QC=C, QB=B, QA=Ad当使能端ENP=ENT=1时，并有脉冲上升沿作用，计数器计数。锁存：当使能端ENP=O或ENT=O时，计数器禁止计数，为锁存状态。2.1.274LS138 译码器在中规模集成电路中译码器有几种型号，使用最广的通常是 74LS138，从表中可以看出其输出为低电平有效，使能端G为高电平 有效，/G2,/G 3为低电平有效，当其中一个为低电平，输出端全部为 1。（1）74LS138 引脚图10ABCGPG2G1Y7GN5 :丁、B、C:输入端74138VCC电源端 GNDY0Y7

6、输出端 AG1、G2A（ S2、G2B （S3）:控制端（2） 74LS138功能表输 入输 出使能端选择端G/G*CBA/YcIY1IY2IY3IY4IY5IY6IY71 0xrc11 1 1IG2=IG ia+/ Gb2.1.3BCD-七段显示译码器 74LS48（1） 74LS48引脚图A F. _41L -2O6c nJ -uQLT4 IBI/RBOg RBI（2） 74LS48功能表十进制 或功能输出r ltREJabcdefSHL358|g皿12l巧RHIX ,1要求输出015时，灭灯输入（BI ）必须开始时保持高电平。如 果不灭，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。2将一

7、低电平直接加于灭灯输入（BI ）时，则不管其他输入为任何 电平，所有各段输出都关闭。3当动态灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或者保持高电平 而试灯输入为高电平时，所有各段输出都关闭并且动态灭灯输出（RBO处于低电平（响应条件）。4当灭灯输入/动态灭等输出（BI/RBO）开路或者保持高电平而试 灯输入为低电平时，则所有各段都开通。5BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI ）或动态灭灯（RBO之用， 或两者兼用。2.1.474LS192双时钟集成十进制同步可逆计数器（1）、74LS192引脚图cAROODCD c LBC AV c O X Lr B AOPCDN BQQDUQQG741

8、92UP:低电平加法计数B0借位端电源端LOAD :置数端（2）、74LS192 功能表DOWN高电平减法计数QA QB QC QD:输出端GND地端CO进位端CLR:置零端输入CLRLOADUPDOWIJ DQDQCQBQA加计数0 1 1 X X X X 减计数74192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟和可预置功能。当清除端CLR=1时，无论有无计数脉冲，QD-QA均为0,即为异步清 除。当置数端LOAD =0时，无论有无计数脉冲，数据输入端D-A所 置数据被并行送到输出端QD-QA.当D0WN=1计数脉冲从UP送入， 则在CP上升沿的作用下，计数器进行加计数，加到9后，进位输出 端CO

9、 =0.当UP=1,计数脉冲从DOWN送入，则在CP上升沿的作用 下，计数器进行减计数，减到0后，借位输出端B0 =0.2.1.6 其他芯片的引脚图74LS00 （二输入与非）、74LS10 （三输入与非）、74LS04 （非）、74LS32（二输入或）在此不做介绍。2.2各功能模块介绍2.2.1 模块一步骤显示单元：以下这一模块是显示加工步骤的，我们通过十进制计数器 74LS160的置数功能，在输入端初始置成0001，然后将与非门的输 出端又接到160的置数端，这样就将160制成6进制，从而实现了 步骤自加和循环。160的CLK则是由两片192的借位端BO 同时为 0时给出的信号，两片192

10、的BO可以通过或门后，输出接到160 的 CLK。模块电路如图二所示:5VU2-LOADZNPENT 1 CLK-aco74LS160NU4A ：J74LSOON2.2.2模块倒数计时显示单元通过两片十进制减法器74192来实现，两个数码显示管显示工序倒 计时，当低位减为零时，再给高位192 一个脉冲，高位实现减一。当高位和低位都减到0时，给置位信号，将译码后的信号给192，再 重新减。简易框图如图三所示:图三模块电路图如图四所示:U3U8hhhII2SI一 YELLOWvccU1d -UP MW-Y0*LQflLD图六组合逻辑电路的真值表如下:Q2Q1Q0D7D6D5D4D3D2D1D019

11、2输入端D0 D1、D2、D3 D4 D5的逻辑表达式D0=m3+m5D仁m 2+m4D2=Y4+Y6=m1+m2+m5 D4=m3+m42.2.4模块五（功能扩展）控制总循环次数控制电路的总循环次数，74IS160 步骤计数器每循环到1则给控制总 循环次数的74IS160 一个脉冲，160就会计数。当160计数到指定数 字时，通过一个与非门再和脉冲相与，将输出接到低位192的DOWN 控制了整个电路停止工作。模块电路图如图七所示：DCDJU21in孔 e - d -QA 23 -炉 -3EN丸83NT 1 -LOAD- ToCLK-74L160 AU18A : 74LS04N120 Hz 5

12、VV2 74S04DU20A 二 74LS08N第三章总电路设计总电路图如图八所示：Ulims冃益吕snw *n-VC-CDCOTTIEDftjlUJGU2AtKT45MJF6b8!JlEX_VlELLaVJnrsrajVU1SAMl 讯Mlj/CCfl-VU12- 8 I I TTtjtTJ- T T SE葺7iL513SN74L300ri120 HzU2A |74L30fl：N=TlZC rai.sgQH o-TALSOOU图八第四章电路安装与调试4.1电路安装我们是根据我的设计思路来接线，分步安装调试检查电路.因 为这样不仅比较简单，而且便于在安装完后检查调试电路，容易找出 问题在哪。首

13、先我们要检测各个芯片及导线，确认所有元器件都是 完好的、芯片无引脚掉落并且正常工作这是最基础最重要的一步。首先，把需要的各芯片安到面板上，合理布局芯片。合理的布局 会为以后的接线带来很大的方便。我先接步骤计数器这个单元，按照设计图把74LS160接好，先 按照74LS160管脚图和总的电路原理图将74LS160接线安装好，稳 定各个管脚，接好与非门。接入脉冲，测试一下74LS160芯片是否 能正常循环计数。接着我们开始安装倒计时部分。两片74LS192有高低位的区别， 低位的借位信号直接送给高位片的脉冲信号输入端，两片芯片的置 数信号由两片芯片的借位信号通过或门来提供。而两片192的输入 端是

14、由译码器的输出端通过组合逻辑电路来完成，组合逻辑电路后 面再接。我们先手动置入一个数，看能否循环递减。成功后再做后 面的步骤。然后接线预置数逻辑，将步骤计数器160的输出分别接入138 译码器的输入，输出则根据自己数据的真值表，通过与非门后接入 对应的2片192的输入端，完成预置数。三大部分都连接完成后，然后把160的输出端通过138后，输出 接到LED低电平显示灯上，测试成功后我们将其与已接好的电路连 接起来。4.2电路调试把经过准确测量的元件接好电路。打开电源，调试、验证电路 是否符合要求，调试是最难的一部分工作了，往往需要花前面工作 好几倍的时间来完成。接线时我们按照一个一个模块接，连完

15、一个 模块后测试一个模块，主要是通过电路的各输入端和输出端的高低 电平及其逻辑关系，可以即时发现已经损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，是电路工作状态符合设计要求5.1常见的故障现象在本次课程设计中常见的故障现象：（1）192不能倒计时（2 ）显 示器不能正常显示（3）通过138译码器出来置给倒计时时间不正确（4）计数出现紊乱。5.2产生故障的原因故障产生的原因很多，情况也很复杂，有的是一种原因引起的 简单故障，有的是多种原因相互作用引起的故障。本实验产生故障 的原因主要有以下几种：（1）元器件是坏的，连接线路是发生短路 或断路。（2）导线插孔接错。这个问题也很常见，但是最容易

16、解决 和查找出来。因为面板上插孔过多以及导线错综复杂的问题，我们 很容易会吧导线接错位置。（3）置数端和清零端悬空。（4）输入端 接0的没有接入地而是悬空。5.3检查故障的一般方法1 .直接观察法：直接观察法包括不通电检查和通电检查。检查仪器 的选用和使用是否正确；电源电压是否符合要求；集成电路的引脚 有无错接和漏接，互碰等情况；布线是否合理，电阻和电容有无烧 焦和炸裂等。仔细观察元器件有无发烫、冒烟，电子管是否亮。2 .对比法：怀疑某一电路存在问题时，可将此电路与工作状态相同 的正常电路的参数进行一一对比，从中找到电路的不正常情况，进 而分析故障原因，判断故障点。3.部件替换法：有时故障比较

17、隐蔽，不能一眼看出，可以找与故障仪 器同型号的仪器，可以将仪器中的部件、元器件、等替换有故障的 相应部件，以缩小故障范围。为期两个星期的课程设计，我感觉学到了不少的东西。由于以 前学的都是理论知识，动手实践操作的很少。而我们这次的设计就 是要求我们要理论与实践相结合，并且更加注重实践。这对我来说 是学习，更是挑战。因为我知道，这不仅能巩固以前学的知识，更 能提高我的动手能力。刚看到老师给我们这组的课题时，我觉得无从下手，脑子一片空 白。幸好有周老师的指导，她通过简单的例子介绍了一下大体思路， 使我从中得到了启发，有了点眉目，然后我从图书馆借了几本相关 的资料，逐渐搞清楚了各部分的关联，然后慢慢

18、的一部分一部分的 设计。准备动手画电路图时对于Multisim 这个软件并不太熟悉，找 元件、高低电平怎么接、二极管和七段显示器该用多大的电子等等 都要XX查一下，这样进度虽然很慢，但慢慢的地也熟悉了，用起 来感觉更加老练了。我在电脑上画原理图的过程并不是很顺利，我第一次画出我的原 理图时，发现仿真结果完全不正确。这让我感到非常疑惑，因为我 是按照思路一步一步画的，一个单元不成功，后面也就做不下去了， 这让我很苦恼。后来我开始检查我的图是否对芯片的功能有理解错 误。在没有结果下，我查阅了大量资料，终于找出了原因。就这样， 一个单元一个单元做，一步步的改错。经过3昼夜，最后，完整的 电路图终于完

19、工。仿真后不出意外的成功了，这是对我辛苦付出的 最好的回报，那时的喜悦只有自己能感受。准备接线时，我感觉很自信，我相信3、4个小时就能搞定，但 是实际接线测试时我们遇到了更多问题，情况也更复杂。一开始我 们信心满满的接倒计时模块，我们很仔细的接线，但测试结果却是 显示器闪烁，无数字，无倒计时。我们很纳闷，接线应该没错，我 们想会不会显示器管脚接反，反过来后还是错误。实在没找出问题， 我们决定拆了先检查各个芯片的好坏。皇天不负有些人，检查各芯 片虽然花了不少时间，但是我们检查出一个74LS32或门损坏，之前 的问题顿时迎刃而解，换了一个芯片后，果然成功了。然后再各个 模块分别接线并测试。在这其中

20、，还找出一个显示器损坏，只要仔 细观察，错误还是比较容易找出来的。接线是一项艰巨的任务，不 仅要细致、耐心、坚持，还要静下心来调试。因为我们的心中始终 有一个信念，那就是无论有多大的困难，我们也要把线接出来。在 看到计数器的6进制计数，和指示灯随步骤的进行而分步亮等结果 时，我们终于松了一口气。经过一天的努力接线找错，看到实验成 果能出来尤然地感到自豪！两个星期，说长不长，说短不短，但是我觉得我学到了许多东西， 学会了用Multisim 软件，了解了电路是设计，提高了自己的独立思 考和动手能力，虽然有过郁闷、苦恼的时候，但最重要的是我都克 服了。我们不仅强化了理论知识，也增强了动手能力和解决实际问 题的能力。通过这次课程设计，同时也开阔了我们的眼界，加强了 我们团结协作的意识，为我们以后从事相关工作增强了自信心以及 经验。附录元器件清单-H- UL 心片数量74LS1602个74LS19274L