東北 石 油 大 學

課  程  設  計

2016年7月14日

東北石油大學課程設計任務書

課程                       電子線路綜合課程設計

題目                          電梯控制電路

專業 電信  姓名張欣學號  140901140107        

主要內容、基本要求、主要參考資料等

主要內容：

設計一個簡易4層電梯控制電路。

基本要求：

1. 觀察電梯的工作過程，描述出所設計電梯控制電路的邏輯功能；

2. 電梯升降一層所需時間可自行設計；

3. 能記憶電梯內、外的所有請求信號，并按照電梯運行規則按順序響應，每個信號保留至執行后消失；

4. 采用Multisim軟件進行仿真，驗證和完善設計方案；

5. 按要求完成課程設計報告，交激光打印報告和電子文檔。

主要參考資料：

[1]閻石. 數字電子技術基礎(第五版) [M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]陳明義. 電子技術課程設計實用教程(第3版) [M]. 長沙：中南大學出版社，2010.

[3]高吉祥. 電子技術基礎實驗與課程設計[M].北京：電子工業出版社，2002.

完成期限 2016年7月14日

指導教師

專業負責人

2016 年 7 月 5 日

一、  任務技術指標

1、電梯升降一層所需時間為5秒。

    2、當有外呼信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時3s后自動關門。

    3、當有內呼信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時3s后自動關門。

    4、電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。

二、總體設計思想

1.基本原理

   ⑴系統的信號燈控制部分是由開關和JK觸發器構成，開關先接高電平，按下開關時，給了一個低電平觸發信號輸入給JK觸發器使其鎖存低電平信號，從而使信號燈一直亮直到信號結束。

   ⑵系統的核心部分是由編碼器74LS148，數據比較器74LS85，同步十進制可逆計數器74 LS192,譯碼器74LS48和一定的門電路組成。按下開關時，產生的低電平信號由JK觸發器傳給74LS148編碼器，產生后的編碼輸入74LS85數據比較器，通過與74LS192輸出的數比較，產生的信號再連接時鐘信號通過一定的門電路輸入74LS192計數器，控制計數器的加減，從而實現電梯的上升與下降。

   ⑶系統的時鐘信號是由555定時器接成的多諧振蕩器。時鐘信號通過一定與門和與非門輸入計數器74LS192，控制其加減計數。

                              圖1 系統框圖

三、具體設計

1.總體設計電路

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif

                      圖2 四層電梯總電路圖

2.模塊設計

（1）輸入模塊：

器件組成：74LS74（雙D觸發器），

功能說明：此D觸發器為上升沿觸發器，通過脈沖發生器產生一定時間的脈沖作為CP端輸入。將每個D觸發器的D端與Q’端相連構成T’觸發器。 將四個T’觸發器的清零端相連可實現復位，接控制電路的比較器輸出。四個S端連觸發信號。

電路圖如圖3所示：

（2）比較模塊：

時鐘信號產生電路主要由555定時器組成震蕩器，產生穩定的脈沖信號，送到狀態產生電路，狀態產生電路根據需要產生一定的“0” 、“1 ”信號，如圖：

                    圖4時鐘信號電路圖

所以時間周期就是 T=file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gifC,通過調節電位器R4可以改變電梯運行時間

（3）計數模塊：

D觸發器鎖存低電平信號時，把低電平通過Q端輸入編碼器（74LS148），從而編碼器開始編碼，編碼后的數據輸入數據比較器（74LS85），同步加減計數器（74LS192）的輸出端的數據同時也輸入數據比較器，通過比較后，數據比較器的輸出端，連接時鐘信號通過與非門電路，從而控制了計數器的加減，實現了電梯的上升與下降。如5圖所示

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif

                    圖6加減計數電路圖

（4）顯示模塊：

譯碼顯示電路采用74ls48譯碼和七段共陰數碼管組成，電路如下所示file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif

                   圖7  譯碼顯示電路圖

3.仿真及仿真結果分析

（一）仿真

a.打開電源開關，接通電源，觀察信號燈和數碼顯示管的變化。

b.如有問題，首先檢查是否有電線松動，然后再調試其它部分。

c.檢查信號燈和數碼顯示管是否有損壞。

d.如果以上都有問題，此時應該分成一個一個單元電路進行調試，包括芯片，電路板，及導線是否接正確且接穩等。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg

                                 圖8仿真結果

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif

                               圖10電梯下行電路圖

    電梯處于底層，點擊高層按鈕時，電梯會上升到相應樓層。

（3）結果分析

總體來說，這個電路簡潔明了，功能模塊清楚。唯一不妥的是開關模塊這部分操作比較復雜，應該與實際電梯上的開關模塊靠近，可使電路更簡潔，操作更方便，而且不容易出錯。此外，各方面的一些問題有待探討和改進。

四、結論

數電課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。

這次數電課程設計,雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：1、提高了邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分析與設計上有了很大的進步。加深對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認識到，數字電路這門課程在科學發展中的至關重要性。2，查閱參考書的獨立思考的能力以及培養非常重要，我們在設計電路時，遇到很多不理解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網絡查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思考。3，相互討論共同研究也是很重要的，經常出現一些問題，比如電路設計中的分頻器的設計，開始并不理解分頻器的原理，但是和其他的專業同學討論后，理解了分頻器的基本原理后，很快的設計了電路原理圖。

五、附錄（元器件清單）

參考文獻

     [1] 閻石. 數字電子技術基礎(第五版) [M].北京：高等教育出版社，2008.

     [2] 陳明義. 電子技術課程設計實用教程(第3版) [M]. 長沙：中南大學出版社，2010.

     [3] 高吉祥. 電子技術基礎實驗與課程設計[M].北京：電子工業出版社，2002.

[4]馬建國.電子系統設計[M].北京：高等教育出版社

[5]謝自美. 電子線路設計、實驗、測試（第3版）[M] 華中理工大學出版社

[6]梁宗善.新型集成電路的應用[M] 華中理工大學出版社

東北石油大學課程設計成績評價表

指導教師：                                               2016年 7 月 15 日