起重机的动负荷试验装置.docx
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起重机的动负荷试验装置
电子课程设计
——起重机的动负荷试验装置
学院：
电子信息工程学院
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
2014年12月
目录
一、课程设计的题目与要求--------------------------------------2
二、总体框图----------------------------------------------------------2
三、器件选择
1、器件选择-----------------------------------------------------------3
2、器件的功能选择--------------------------------------------------3
2、功能模块
1、计数电路-----------------------------------------------------------8
2、控制电路-----------------------------------------------------------9
五、总体设计电路图
1、总体设计原理图--------------------------------------------------13
2、仿真结果-----------------------------------------------------------11
3、硬件实验结果-----------------------------------------------------11
六、心得体会----------------------------------------------------------12
起重机的动负荷试验装置
1、设计任务与要求
控制要求如下：
按钮k按下时，起重机吊钩上升10s后停5s，然后下降10s，再停5s，反复运行60s后停止，然后发出声光信号提示实验结束。
即需要设计一个电动机的控制器，要求电动机1运转（试验中为绿灯亮）10s后停止（试验中为灯灭）5s，然后电动机2运转（试验中为蓝灯亮）10s后停止5s，循环往复，60s后红灯亮，并且扬声器发出声音，提示实验结束。
2、总体框图
总体框图如图2-1所示。
15进制计数器
60进制计数器
15进制计数器
脉冲触发器
74LS160（十）
74LS160（个）
74LS160（个）
74LS160（十）
边沿JK触发器
74LS04
74LS04
↓
74LS08
74LS08
74LS73
输出
图2-1总体框图
、
根据此次课程设计的要求，我设计的控制器由两部分组成：
计数电路和控制电路组成。
题目要求电机1运转10s停5s，然后电机2运转10s停5s，所以我将电机1与电机2分开，每个过程需要15s，然后两电机的运转过程交替进行，我就用到了JK触发器J和K都置1时，CLK决定输出翻转的作用，将计数器与触发器输出端用与门连接，即可满足两电机交替工作的要求。
试验中计数器用到了15进制两个与60进制一个，15进制和60进制的同样都需要两个74LS160芯片来完成，而15进制的在十位上引出直接就可以满足运转10s停5s的要求，将计数器和数码管连接，最后的60进制还要与完成信号红灯、扬声器连接，以便在试验完成后提示试验结束。
3、选择器件
1、器件选择
所用器件如表3-1所示。
表3-1器件统计表
器件名称
所需数量
脉冲电源
1
+5V电源
1
74LS00芯片
1
74LS10芯片
1
74LS04芯片
1
74LS08芯片
1
74LS21芯片
1
74LS160芯片
4
74LS73芯片
1
数电试验箱
1
数码管
4
开关
1
2.5V扬声器
1
2、器件的功能简介
（1）74LS00功能介绍
此芯片包含4个2输入的与非门，它的内部结构图如图3-1所示。
图3-174LS00内部结构图
（2）74LS10功能介绍
此芯片包含3个3输入的与非门，它的内部结构图如图3-2所示。
图3-274LS10内部结构图
（3）74LS04功能介绍
此芯片包含6个非门，它的内部结构图如图3-3所示。
图3-374LS04内部结构图
（4）74LS08功能介绍
此芯片包含4个2输入的与门，它的内部结构图如图3-4所示。
图3-474LS08内部结构图
（5）74LS21功能介绍
此芯片包含2个4输入的与门，它的内部结构图如图3-5所示。
图3-574LS21内部结构图
（6）74LS160功能介绍
74LS160是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能,它的引脚图如图3-6所示。
图3-674LS160引脚图
（7）七段数码显示器功能介绍
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动，具有：
耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点。
其管脚图如图3-1所示。
图3-7数码管
它的功能如表3-2所示。
表3-2数码显示屏功能表
（8）74LS73功能介绍
此芯片包含两个下降沿控制的JK触发器，它的内部结构图如图3-8所示。
图3-874LS73内部结构图
此JK触发器当J和K都置高时，CLK的下降沿对输出起翻转作用。
4、功能模块
1、计数电路
计数电路由74LS160和数码管构成，当74LS160接收到脉冲触发器提供的脉冲后进行计数，数码管器显示作用。
15进制计数器是由两个74LS160芯片和一个三输入与非门组成的，如图4-1所示。
图4-115进制计数器
60进制计数器是由两个74LS160芯片和两个二输入与非门组成的，如图4-2所示。
图4-260进制计数器
2、控制电路
控制电路是由一个JK触发器和两个2输入与门、两个非门组成的，如图4-3所示，JK触发器的CLK由下降沿决定，连在15进制计数器的十位上，15s可以有一次下降沿，在15进制计数器的十位接出连接非门，和JK触发器的输出Q端作为一个与门的输入，另一个与门输入为另一个15进制计数器的十位接非门和JK触发器的输出
端，两个与门的输出即可满足电动机1运转10s停5s，电动机2运转10s停5s的条件。
图4-3控制电路
提示实验结束的声光信号是由一个四输入与门连在60进制计数器上的，输出连接红灯信号和一个2.5V可工作的扬声器，声光信号电路图如图4-4所示。
图4-4声光信号
5、总体设计电路图
1、总体设计原理图
总体设计原理图如图5-1所示。
2、仿真结果
绿灯亮10s（如图5-2）然后熄灭5s（如图5-3），然后蓝灯亮10s（如图5-4）后熄灭5s，循环往复，60s后红灯亮，扬声器发出声音（如图5-5）。
按钮k按下后，控制器开始运行，达到设计目的。
图5-2绿灯亮
图5-3停止工作
图5-4蓝灯亮
图5-5红灯亮，蜂鸣器响
3、硬件实验结果
如图5-6所示，硬件结果正确，灯1亮10s后灭5s，然后灯2亮10s后灭5s，循环往复，60s后提示实验结束的灯亮。
图5-6实物仿真图
6、心得体会
这次课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也让我明白了如何去把握一件事情，如何去做一件事情，以及如何去完成一件事情。
通过这次课程设计更使我明白了理论与实际相结合的重要性，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，将其运用在实践之中，才能真正为社会服务，从而提高自己的动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说是困难重重，毕竟这是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，而且在设计的过程中野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，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。
而且，在老师的身上我们也学到很多有用的东西，同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示衷心的感谢！
图5-1总体设计原理图
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