数电课设：简易顺序控制器.docVIP

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 自动化 班 级 学 号 姓 名 指导老师 2017 年 3 月 6 日 电气信息学院 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 班级 学号 指导老师 程春红 课程设计时间 2017年3月 6 日- 2017 年3月 17日 一、任务及要求 任务：可根据实际情况，设计其它功能。 要求： 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。 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.2011.2 2、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 3、汤山俊夫.数字电路设计与制作.科学出版社.2005.4 目 录 课程设计的任务要求： 本次课程设计的任务要求是设计并制作计并制作一个简易顺序控制器，执行机构按一定的加工程序步骤执行，执行机构的加工程序步骤为六步，第一步4秒，第二步7秒，第三步为9秒，第四步为14秒，第五步为17秒，第六步为21秒，按顺序依次动作。同时用显示器显示顺序控制器的各步加工时间，用发光二极管显示控制器的各道工序，用显示器显示加工步数，扩展功能选用总循环次数控制。 设计方案： 根据本次课程设计的任务要求，将设计电路分为二位十进制倒计时模块，同时执行机构的加工程序分为六步，需要一个六进制计数模块，同时还要有预置数模块和总循环次数控制模块。 在倒计时模块使用两个192计数器分别代表十位和个位，将个位192计数器的借位端与十位192计数器的减法计数端相连，两192计数器都为0同时发出借位信号时，通过逻辑电路使其由预置数模块置数，并且给六进制计数模块提供信号使其计数。在六进制计数模块采用161计数器，使用一两输入与非门输入与Qb、Qc相连，输出与其置数端相连，使其进行1—6的循环。当六进制计数模块每置一次数，即完成一次循环，那么在总循环次数控制模块使用192计数器便以六进制计数器的置数信号为输入信号进行减法计数，将192计数器的借位端接非门与倒计时模块的两192计数器清零端相连，当总循环次数控制模块192计数器为0时，倒计时模块两192计数器清零，将电路停止。 三、单元电路（子模块，子程序） 3.1.倒计时模块设计 对于倒计时模块的设计采用了两片74LS192芯片，分别代表个位和十位，将个位192计数器的借位端与十位192计数器的减法计数输入端相连，然后将个位192计数器的减法计数输入端接入1Hz脉冲，这样便实现了两位数的倒计时。使用或门将两192计数器的借位端连入，输出与两置数端相连，当十位和个位都为0，此时电路通过预置数模块将预置数置入。 74LS192芯片功能表如下图： 表1 倒计时模块电路图如下： 图1 3.2.六进制计数模块 六进制计数器的设计使用了74LS161芯片，将计数器预置数为1，使用或非门当输出为0110，下一信号到来时将重新置数为0001，完成六进制计数循环，如图所示。 图2 3.3.预置数模块设计 根据此次课程设计任务要求，预置数模块应当完成六步不同的置数，当六进制计数器显示步数为1时，此时倒计时模块正在进行4s的减法计数，而预置数模块输出应即十进制数7。由此可以列出预置数模块输出真值表； 表2 据真值表可得： D0=m1+m2+m4+m5; D1=m1+m4; D2=m1+m3+m4+m5; D3=m2; D4=m3+m4; D5=m5; 其电路图如下图所示： 图3 3.4.二极管显示模块 在以上电路基础上可以添加发光二极管以显示加工工序如下图： 74LS138的输入有六进制计数模块提供 图4 3.5.总循环次数控制模块 总循环次数控制模块设计使用了一个74LS192芯片，使用一非门将六进制计数模块的置数端与192计数器的减法计数端相连，当六进制计数器模块完成一次循环重新置数时，192减法计数