电梯楼层显示

1、电子技术课程设计 电子技术课程设计报告学 院： 信息工程学院 _专业班级： 自动化113班_学生姓名： 张蒋航 秦蕊_指导教师： 谢新开_ _完成时间： 2014年3月27日_成 绩：_评阅意见：目 录摘要 3一、设计要求 4二、设计目的 4 三、设计的具体实现 41、系统概述 4 1.1电路原理图 41.2整体设计及流程图 52、单元电路的设计分析 62.1 555定时器构成多谐振荡器 62.2可逆计数器74LS192 72.3与门74LS32 9 2.4译码显示单元电路译码器74HC4511、数码管 93、电路的安装与调试 113.1总体调试 113.2单元电路调试 114、结束语 11四

2、、附录 12 4.1电路元件清单 12 4.2参考文献 13 摘 要随着经济的高速发展，微电子技术、计算机技术数电技术也得到了迅速发展。电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯；百货大楼和宾馆需要有客梯，自动扶梯等。在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计，美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界，电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。本文利用555定时器构成的施密特触发器来作为控制电梯按钮（即触发电平），经过可逆计数器74LS192以及译码器74HC4511来实现电梯的上升

3、或下降。利用共阴极数码管来显示所到楼层数，以此来设计了一个十层电梯显示系统。关键词：可逆计数器74LS192、译码器74HC4511、555定时器、与门74LS32、数码管 电梯楼层显示设计报告一、设计要求 设计十层电梯楼层显示电路。其方框图如图1所示。画出安装图。电梯每经过一层，“楼层信号”输入一个脉冲。电梯上升时“上升”为高电平， “下降”为低电平，下降时相反。显 示译 码可逆计数图1 上升 下降 楼层 较正信号 二、设计目的及意义（1）掌握数字集成电路的设计方法和原理；（2）熟悉，555定时器、编码器、计数器、译码器、显示电路的整体配合；（3）通过完成该设计任务掌握实际问题的逻辑分析，学

4、会对实际问题进行逻辑状态分配化简；（4）掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试方法。 通过本次的课程设计，使自己能够清楚了解课程设计的过程和意义。检验自己学过的知识。使自己清楚自己到底学得怎么样是不是还有待提高的地方。使自己掌握各种芯片的使用方法，提高自己利用图书资源和网络资源的能力。三、设计的具体实现1、系统概述1.1电路原理图 1.2整体设计及流程图由555定时器构成多谐振荡器输出矩形波利用74LS192可逆计数器实现电梯的上升与下降数码显示译码器显示到达楼层 图2 利用555构成的多谐振荡电路，震荡周期约为一秒，当脉冲上升沿来临时，即表示电梯到达上一层或下一层；74LS192为十进

5、制可逆计数器，用来计算电梯所在楼层，即当一个上升沿来临时，计数器加一或减一，表示电梯上升或下降了一层；74HC4511为译码器，其输入端与74LS192输出端相连，输出端与七段式数码管相连，计数器输出值经译码后，由数码管显示当时所在的楼层数。2、单元电路设计与分析 2.1 555定时器构成多谐振荡器 555定时器：555定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等脉冲电路。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。 555触发器的功能表555触发器的功能表 多谐振荡器

6、: 如图5所示，由555定时器脚2、脚6直接相连和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路。它的输出波如图6所示。这种电路不需要外加触发信号便能连续的、周期性的自行产生矩形脉冲。该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。又因其没有稳定的动作状态，如果一开始多谐振荡器处于0状态，那么它在0状态停留一段状态时间后将自动转入1状态，在1状态停留一段时间后又将自动转入0状态，如此周而复始，输出矩形波，因此也称为无稳态电路。2.2 可逆计数器74LS192 74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图

7、7所示。 图7为置数端，CPU为加计数端，CPD为减计数端，为非同步进位输出端，  为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，MR为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。可逆计数器74LS192的功能表 输入 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0 1 × × ×××××0000 0 0 × ×DcbAdcbA 0 1  1×××× 加计数 0 1 1 ××××

8、减计数当清除端MR为高电平“1”时，计数器直接清零；MR置低电平则执行其他功能。当清除端MR为低电平，置数端也为低电平时，数据直接从置数端P1、P2、P3、P4置入计数器。当MR为低电平，置数端也为高电平时，执行计数功能。执行加计数器时，减计数端接高电平，计数脉冲有输入；在计数脉冲上升沿进行8421码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端接高电平，计数脉冲由减计数端输入。2.3 74LS32集成块74LS32为二输入4与非门电路，即在一块集成块内含有4个相互独立的与非门，每个与非门有2个输入端。其符号及引脚排列如图（c）、（d）所示。74LS32的逻辑功能表2.4译码显示单元电路译码器74HC

9、4511、数码管 74HC4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码七段码译码器，具有BCD码转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED（数码管）显示器。在其引脚中A、B、C、D为BCD码输入端，a、b、c、d、e、f、g为七段译码输出端，输出“1”有效，用来驱动LED数码管。它的引脚图如图所示。74HC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管之间串入限流电阻即可工作。译码器还有抗伪码功能，当输入码超过1001时，输出为“0”，数码管熄灭。用74HC4511实现LED的接口方法如下图：一个LED数码管可用来显示一位09十进

10、制数和一个小数点。小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红、绿、黄、橙色)的颜色不同略有差别，通常约为22.5V，每个发光二极管的点亮电流在510mA.LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。此设计的数码管采用共阴型数码管，主要用来显示楼层号。3、电路的安装与调试 3.1总体调试 先将模拟电梯运行电路，可逆计数器以及数码管显示电路的电源接通，按下上升，下降按钮，观察数码管数字是否按要求变化，然后进行分别单元调试。 3.2单元电路调试 (1)电梯模拟运行电路 首先将Vcc接+5V

11、直流电，接地端接地；然后双踪示波器的输入端接在74LS32的3脚和6脚上。当按下上升按钮时，3脚输出周期约为1HZ的方波，6脚输出高电平；当按下下降按钮时，6脚输出周期约为1HZ的方波，3脚输出高电平；将74LS32的6脚与二极管相连，若二极管发光，则表示电路正常。 (2)可逆计数器电路调试 将74LS192的3、2、6、7脚与发光二极管相连，接通电源后，与3脚所连二极管发光，在按“上升”或“下降”按钮后，计数器分别执行加、减计数，二极管分别显示“09”并且在显示“0001” 时。按“下降”按钮无效，在显示“0000”时，按“上升”按钮无效。 (3)数码显示电路调试将74HC4511输入端7、

12、1、2、6脚接高低电平输入信号，将信号从“0000”变化到 “0001”看数码管是否显示“0”“9”，若显示不正确，检查译码器输出与数码管连结情况。 (4)电路测试及测试结果首先将Vcc接+5V直流电，接地端接地，在按下“上升”或“下降”按钮后，数码管数字按要求变化，在显示“1”时，“下降”按钮无效，显示“0”时，“上升”按钮无效。4、结束语以前只是学些理论，现在要真正的实践才发现一切没有想象的那么简单、那么顺利，遇到了很多困难。但这一次的课程设计，使我对数字电子这门课程及相关知识有了更深入的理解和体会，同时也很好的把握理论知识并将其应用于实践当中。在此次的电梯控制器设计过程中，我也学到不少东

13、西。譬如在设计过程中如何用最少的元件实现要求的功能，如何处理一些问题。譬如在焊接电路的过程中，要注意各个芯片的布局和接线的顺序，注意焊接时不要将芯片和其他元器件烧坏，避免虚焊、漏接、错焊。调试时，要分步查找、有调理，找问题的时候要仔细。通过这一次的课程设计，增加了我们将理论运用于实践的能力。学会了用已有的知识来解决实际问题的方法，培养我们的动手能力和操作能力，对器件的认识和使用都有了更深刻的了解。这一次的课程设计，使我看到了自己在这个方面有很大的不足，必须加以提高。四、附录4.1电路元件清单与门74LS322电容10微法4可逆计数器74LS1921译码器74HC45111数码管共阴极1定时器5551电