湖南工程学院数电课程设计

1、课 程 设 计专 业班 级学 号姓 名 年 月 日湖南工程学院课程设计任务书 ：题 : 学号： 审 年 月6 年 月 1一设计内容：自选元器件设计并制作一个简易工序控制器，使执行机构按一定的程序工作，具体设计要求如下：1、 执行机构的加工程序步骤为三步，第一步5 秒，第二步12 秒，第三步为24 秒；2、 用两个数码管显示顺序控制器的各步加工时间（用倒计3、 用 4 个 LEDLED4左移循环点亮，第二步：LED4同时闪烁点亮，第三步：LED4右移循环点亮，按顺序依次动作；4、 用 1 个数码管显示器显示加工步数（用加计数方式从 1到 36、 在实验室组装实际电路并调试通过；7、 写出设计报告

2、。二设计要求：1 设计思路清晰，给出整体设计框图；2 元器件清单；21. 提供直流稳压电源、信号源、示波器等仪器；2. 提供各类 TTL3. 提供电子综合实验装置。2、 课程设计任务书；8、 故障分析与电路改进；9、 总结与设计调试体会；10、 11、 参考文献；12、 课程设计成绩评分表。3第一周：星期一 上午 安排任务。星期一星期二：查资料、设计电子技术课程设计指导 彭介华 主编电子线路设计、实验、测试 谢自美主编4目录第1 章 .6 .6 框 :第2 章 2.1 1.72.8 第3 章 .12第4 章 .14第5 章 .15 .15第6 章 .16参考文献：.195第1 章 1.1 设计

3、总体思路及基本原理 1 步的时候用置数控制模块控制倒计时计数器置数为 5 秒，步骤计数器置数为 1,同时用步骤计数器控制工序显示模块使 LED 0 模块将其置数为 12 秒，并且给步骤计数器一个脉冲使其加1，显示为2步骤计数器控制工序显示模块使 LED 3 为 3 进制（1-3骤计数器送一个脉冲就使其实现一次加法计数。最终达到任务要求。1.2 框 :6第2章 2.11倒计时显示模块倒计时模块是由2个十进制计数器（74LS192）级联而成的。它们之间通过借位端BO级联。低位的CLK由外部给出脉冲信号控制，高位的CLK接低位的BO端。当低位减数为0的时候通过BO端向高位借位，同时给高位一个脉冲，使

4、高位数减1。当高位为0的时候通过BO端发出借位信号，将此信号与2片计数器的置数端LOAD端相连，完成新的置数。显示由四输入数码管完成。74LS192的外部引脚图如下：74LS192的功能表如下：_ | PARALLEL | OUTPUTS_ _CLEAR | UP DOWN | LOAD | A B C D | QA QB QC QD CO BO-|-|-|-|-1| XX | X| X X X X | 0 0 0 0 1 17000| X| POS| 1X | 01 | 1POS | 1| X X X X | A B C D 1 1| X X X X | Count UP * *| X X

5、X X | Count Down * *倒计时与显示模块的单元电路图如下图所示：为了使倒计时计数器在不同的步数置不同的数，就要用数据选择器（74LS153）使其在第 1步（步骤计数器输出为01）时置（0s4s共 5s 01时选择各片的 D1端，使其组合成 0000 0100(十进制数为 04)，分别从高位到低位接到倒计时计数器的输入端。同理在第 2步时组合成 0001 0001(十进制数为11)，第 3步时组合成 0010 0011(十进制数为 23)。因为最高位的两位始终为 0，故可以少用一片 74LS153（4-174LS153的外部引脚图如下：874LS153的功能表如下：Select

6、| Data Inputs| Strobe | OutputB A | C0 C1 C2 C3 |G|Y-|-|-|-X X | X0 0 | 00 0 | 10 1 | X0 1 | X1 0 | X1 0 | X1 1 | X1 1 | XXXX01XXXXXXXXX01XXX |X |X |X |X |X |X |0 |1 |100000000|001010101倒计时与显示模块的单元电路图如下图所示：2.2加工步数显示模块 74LS160、74LS161、74LS192 等有加法计数功能的芯片实现。将其设置为 3 进制计数器（13并用四输入数码管显示。74LS160的外部引脚图如下：9

7、74LS160的功能表如下：CLR | LOAD | ENP | ENT | CLK | A B C D | QA QB QC QD RCO-|-|-|-|-|-|-0 | X1 | 01 | 11 | 11 | 1| X | X | X | X X X X | 0| 0 | 0 | POS | X X X X | A| 1 | 1 | POS | X X X X |0B0C0D0*1*1Count| 1 | X | X | X X X X | QA0 QB0 QC0 QD0 *1| X | 1 | X | X X X X | QA0 QB0 QC0 QD0 *1加工步数显示模块的单元电路图如

8、下图所示：这个模块是用来模拟工序的动作状态。要实现任务的要求，选用 4片 74LS138，其中 1片用来控制其他的 3 1片的输入端接步骤计数模块输出的样变化。再用一片 74LS160 做成的四进制计数器完成花样的循环。上面三片1074LS138的输出通过 3输入与非门分别接到四个 LED灯，实现显示功能。74LS138的外部引脚图如下：74LS138的功能表如下：_ | Select |GL G1 G2 | C B A | Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7-|-|-XXX01 | X X X | 1X | X X X | 111111111111111-|-|-00001111

9、0 | 0 0 0 | 00 | 0 0 1 | 10 | 0 1 0 | 10 | 0 1 1 | 11011110111101111111111111111-|-|-000011110 | 1 0 0 | 10 | 1 0 1 | 10 | 1 1 0 | 10 | 1 1 1 | 11111111111110111101111011110-|-|-0 | X X X | Output corresponding to stored| address 0; all others 111|工序动作显示模块的单元电路图如下图所示：11第3 章 1213第4 章 先得观察面板和实验箱的相关器件是

10、否完善 器的好坏直接决定了实习的功败垂成。然后再观察它们的构造，因为比较熟悉其构造和功能，才能使以后的操作更加迅捷。接下来是检查线有没有坏掉的，不能用的。还要依次检查芯片的好坏。手工检查芯片时一定要把每个管脚检查到位，以免到后来芯片的一个管脚不好用使得全局失败。以上做好之后就可以把各芯片安到面板上。芯片需要合理布局。合理的布局会为以后的接线带来很大的方便。这是最基本的一步。然而这最基本的一步在最开始却没有考虑周全 于用的芯片太多致使一块板上难以完成，又没有考虑用 IC 扩展模块，接的线总是一堆一堆的。调试时也常常出现跳线。后来把 IC 扩展模块用上后就好很多，各个模块之间就有机的结合起来了。之

11、后就是接线了。开始时没有考虑那么多，直接就就上手。但是常常调试时不成功，检查时往往得拆掉重来。后来我们按照各个模块接好并且当场检查，这样调试时万一有错误排查时就简单很多。最后就是调试和排查故障。对线接好了的，但不能正常工作的部分需要进行调试处理。对不能正确工作的模块进行检查，检查接触是否良好，有没有短路，有没有少接或多接了线。如果上述步骤没用，则对该模块的上级模块进行检查 到检查出问题并解决出现的问题为止。14当然最终还是通电看看所有功能是否能按照任务书上的显示果没错，那么就成功了。第5 章 5.1 常见的故障现象在本次课程设计中我们遇到了常见的几个故障现象 1）显示管显示不正确 2）LED

12、显示顺序错误 3）不能正确置数。5.2 产生故障的主要原因及解决方法产生故障的原因很多，情况也很复杂，故障可以是由于一种原因产生的也可能是由于多方面的因素导致线路产生了故障 这里我就我们小组所遇到的困难分析原因及提出自己的解决方法：（一）显示管显示不正确原因及解决方法：1、导线接触不好，这个原因在我们这个小组最明显。解决方法：反复检查线路，反复接线。2、芯片损坏。解决方法：换一个芯片。3 接线错误。解决方法：改成正确的接线。（二）LED 显示顺序错误原因及解决方法：151、芯片与板之间接触不良，这个原因也很明显，每当我们用镊子戳一下那个非门芯片时就会发生 LED 灯的变化。解决方法：用镊子适当

13、按芯片，使其接触良好。2、74LS138 的始能端没接好，有一次始能端没接好有一个步骤的灯彻底没亮。解决方法：重新接线。（三）不能正确置数原因及解决方法：1 数模块线路接触不良 决方法 个一个排查导线和插槽。2、被置数的 192 芯片没有收到置数信号。解决方法：重新接线，确保接触良好。3、置数模块线路接错了，没有达到预期的要求。解决方法：按顺序排查置数端的接线组合。4、置数模块的芯片 74LS153 有的管脚不工作，使得有一位始终唯1 或为 0，从而置数发生错误。解决方法：换芯片。第 6章 刚发下来课题时看到那个 LED 灯闪烁觉得很简单，不就是一个彩灯的设计16又是一种难度。更加难的时老师不

14、是随时指导，要自己查书，查器件。对于平时满满的成就感。在课程设计过程中 经常想着一个电路难题不知不觉就过去了几个小时，没解决的时候感觉到非常的困扰，但是在想通后也更加高兴，我时常提醒自己做电路时要十分仔细，不能放过任何一个细节和小问题，任何成功的电路都是从一点一点的错误总结出来的。就拿LED 灯工序的显示模块来说，刚开始想的用移位寄存器来完成。结果发现用一片 74LS194 要实现三种不同的移动方式，最后还要综合，再用若干门电路。这个条理不是很清晰，芯片数也无法减少。果断换种方式思考。最后用三片 3-8 线译码器实现。然而真正的困难在接线的时候才发现。那就是线路繁杂，况且学校的电路板插槽很松动

15、，线头也都是歪的。经常接的时候会把别的线头也不小心拔出来，这个也很费时间。粗略估计了一下，接好一个模块（大约是由 5 块芯片构成）得用时 2 个小时。就是这样也不一定接得好，会出现种种错误，最多的就是接线时的接触不良。我们接线时才发现按模块来的好处。我们总共接了三次线，可是前两次最终没有成功 要是芯片的布局没有搞好 致接线一团糟。没有办法查错，没办法，只好从来。到第三次是我们一组的两个人分17工合作，各接不同的模块。接好之后先单独检查如果单独模块正常工作，再将其整体结合起来。当我们将不同的模块测试正确并结合起来，以为万事大吉的时候，却发现模块不可以正常工作。主要是 74LS192 不可以正常置

16、数。可是置数端的接线与设计时是相同的，也就是说按模拟正确的接线。而且接线是正确的。这样就是一个问题，模拟与实际有些是不同的！我们果断按照最初设计但模拟有些问题的图纸来接 我们又一次小心翼翼的打开开关时它正常工作了！成功了！这样就证明了理论与实际还是有一定的差距的。正所谓实际是检验理论的最好方法，这次实验就是一个最好的例子。我们在这两周时间里的收获很多东西，从设计到动手，从难点到解决，我们一步一步让自己充实，让我们自已感觉到自己没错，在这过程中我们也学会了团的力量 各个模块的分工到工具箱的轮番接线再到一起在寝室解决难点，我们学到了团队、信心和耐心。感谢我的合作伙伴，感谢学校给我们提供了这样一个自由的时间舞台。18附录元器件清单：数量1个1个2个4个3个2个2个4个1个1个若干3个数码显示管参考文献：数字电子技术第五版 高等教育出版社- 阎石 主编电子技术