电梯控制电路设计

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电梯控制电路设计

电梯控制电路设计

⑥耳击尸拉摩2

单片机原理与接口技术课程设廿

同由7本次摩

电子技术

课程设计

课程设计名称：电梯控制电路设计

专业班级：_____________________________________

学生姓名：__________________________________

学号:___________________________________

指导教师：______________________________________

源程设计地点：

课程设计时间：2021-7-7~2021-7-14

电子技术课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

3

单片机原理与接口技术课程设廿

fl目电柳控制电,设计

谍超性质工程设it课题来源自救

指导教月刘林£

设计一个简易4层电梯控阚电路，具体指标如下：

C1〕观察电种的工作过程，描述出所设计电梯控制电路的道辑功能。

主要内容

[2）电梯升降一层所需时间可自行设计。

〔参数〕（3〕能记忆电捌内、外的所有请求信号，并按照电梯运行规则按修序帛应，每个信

号保存至执行后消失。

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，杳阅技术资料，/定设计方案，第

3-4天：按照确定的方案设计单元电感。要求画出单元电描图，元件及

任务要求

元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。

〔进度〕第5-6天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格

式标准、方案合理、设计正/,篇幅合理。

[1]5版）[M].北尿：怎等教育出版社，2004

主要参

[2]冏石.数字电子技术根底〔第5版〕[M].北京：高等教育出版社，2006

考资[3]陈光明.电子技术书课程设计与综合实训[M].

空航天出版社.2007

ft

审查意见

系〔教研室）士-任香品——----------——

目录

一.课程设计目的..............................

一I大存单片机原理与接口技术课程设计

二.课程设计的内容及要求............................5

2.1课程设计内容................................5

2.2课程设计要求................................5

三.正文局部..................................7

3.1技犍控制模块................................................................7.

3.1.1目标楼层号按钮编码电路................................................7

3.1.2比拟制动甩路...................................................10

3.1.3与退辑起动控制...................................................11

3.2数田管显示模块..............................12

3.2.1显示译码图组成电路如下.......................12

3.2.2CD4510〔可逆计数器〕组成电费...................16

3.3脉冲发生器模块..............................17

3.3.1、脉冲发生器..........................17

3.3.2、6s脉冲发生器...........................18

3.4、LED凌动显示模块.............................19

3.4.1、LED显示电路译码器........................19

3.4.2三位二进号可逆计数器.........................20

3.4.3、LED显示器............................22

3.5原理图...................................23

0.设计总结...................................23

附录1.整体电,图................................24

5

绣/由7水火首

单片机原理与接口技术课程设计

电梯控制电路设计

一、课程设计目的：

通过本课程设计，使学生加强对电子技术课程内容的理解和掌握，学会假用

半导体元件和集成电搭，掌握电子电&的根本分析方法和设计方法，进一步提高

分析解决实斥问题的综合能力。

二、课程设计的内容及要求：

21课程设计内容：

设计集中控制电㈱的控制、信号显示电路

22课理设计要求：

1、根本技术要求：

(1)设计模拟位移传感器信号的脉冲发生器，脉冲周期为6秒；

(2)设计由摸拉位移传思器信号的脉冲发生器驱动的楼层号数码管显示电路,

设置楼层号。〜7号(0号为地下室);

(3)设计LED滚动箭头方向显示电哥；

(4)设计电助集中控制电路，要求具有以下叨能：

①采用起动搓和楼层号提实现起动控制〔两种键均接下时电柳起动〕；

②电桥起动后LED滚动箭头方向显示电路开始按图5〔A〕或图5〔B〕从起始

状态工作，循环周期为秒〔每个图案显示秒〕。当电梯停止时，要求复位起

始状态；

③电柳运行时，楼层号数码管显示电路在电梯到这某层时〔对应模拉位移传感器

僖号的脉冲发生器输出的下降沿)显示该层楼号；④电朋运行至目标楼层时，

电助自动停止；

左

於

o

o

o

o

o

o

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水火舂单片机票现与接口技术翼程设计

图5〔B〕下行方向楣环显示

图6参考电路原理框图

三、正文局部

3.1按键控制模块

3.1.1目标髅层号按钮编码电,

器件组成：74148(8-3铜码器〕,八个取流电阻，八个开关。

74148是一个八旗・三线优先级编码需。

如下图的是八旗•三线编码器74148的慎用符号及管脚图引脚图。

8

7水火摩单片机原理与接口技术课程设计

74LS148

74148优凭编码器为16脚的集成芯片，除电源朋VCC(16)和GND(8)外，其

余输入、输出脚的作用和脚号如图中断标。其中I0-I7为输入信号，

A2,A1,A0为三位二进胃编码输出信号，IE是便能输入第，0E是使能

输出端，GS为片优先弱码输出端。

由74148真值表可列输出逆辑方程为

A2=(I4+I5+I6+I7JIE

A1=(I2I4I5+I3I4I5+I6+7)-IE

AO=(I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7).IE

9

7水上摩单片机票现与接口技术翼程设计

便能输出端0E的逆辑方程为:

0E=10414243144567IE

当使能输入IE=1时，禁止编码、输出（反码）：A2,A1,A0为全1（如表

第一行所示）o

当使能输入IE=0时，允许野码,在I0〜I7输入中，输入I7优先级最

高,其余依次为：I6,I5,I4,I3,I2,IO,I0等级排列。

OE为使能输出端，它只在允许编用（IE=0）,而本片又没有编码输入时为

0〔如表中第二行所示）o

扩展片优先编码输毋端GS的返辑方程为：

GS=（10+11+I2+I3+I4+I5+I6+I7）4E

GS为片优先编码输出端，作为与谡辑起动控制的一个输入控制信号，它在

允许笏码（IE=0）,且有编码输入信号时为0（如表中第三至第十行）;假设允许

编码而无编码输入信号时为K如表第二行）；在不允许编码（IE=1）时，它也为

1（如表第一行）。

GS=。表示“电路工作，而且有编码输入”

功能表如下〔74148优先编码器真值表〕：

输入埔出

IEI011I2I3I4I5I6I7A2A1A0G0

1XXXXXXXX11111

01111111111110

0XXXXXXX000001

0XXXXXX0001

0XXXXX0010

0XXXX0011

0XXX01110001

0XX011101

0X011110

001111

10

如击7水火厚

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3.1.2比拟制动电路

器件组

成:CD4585

功能说明：CD4585为四位数值用拉器，输入端十号接A0,七号接A1,二号

接A2,十五号接A3OAO、A1.A2、A3分别接八进制可逆计数器的输出端。输入

端十一号接B0,九号接B1,一号接B2,十四号接B3。BO、B1、B2分别接编码

器的输出端，B3接地。A与B进行比拉，输出第F〔A>B〕作为与三位二进M可

逆计数器中的异或口控制输入端，F（A=B〕通过与非口与上述起动控制中的与口相

连作为制动信号。当A=B时使人进制可逆计数器停止计数并保持。脉冲发生器

的清零端有效，停止产生脉冲并保持。三位可逆计数器复位。输出端〔A>BlAvB）

作为方向信号控制人进胃可逆计数器、三位二进制可逆计数器，使其实现九计数

和减计数。为了输出F〔A二B〕的输出控制信号，应使输入豫的AvB接纳，A>B,

A=B接高电平。

电路图如下:

n

理%.力7谷，学

单片机原理与接口技术课程设计

补充说明：CD4585是四位数字比拟落，可比拟他的两个输入，比拟后在48,

A=B,AvB这三个输出喈输出，输入形式可以是二进制，也可以是BCD叽

3.1.3与退辑超动控制

器件组成：CD4073(H3与n〕、CD406s(大反相器〕、开关、限流电阻。

明能说明：按81起利控制、编码电,输出标示GS有效与比拟制动电,

A=B不成立，三者均满足时，与遨辑起动控制输

出为高电平,控制DjB发器相成的三位二进制可逆计数器的清

零端,和555定时器组成的和6s周期肽冲发生器的

清零造。

当此与坦辑起动控旦的输出为高电平时，脉冲发生器产生正常脉神，三位二

法制可逆计数器正常计数。

当此与退辑起动控H的输出为高电平时，脉冲发生器产生正常脓抻，三位二

进制可逆计数器正常计效。

当此与退辑起动控制的输出为低电平时，脉冲发生器停止产生脉冲，并保持,

12

7水火摩单片机票现与接口技术翼程设计

三位二进制可逆计数器停止计数，并保持。

开关闭合力高电平有效。

电路图如下:

组成事件：CD4511显示译码器、LED〔数田管〕显示器

七段码译

码器,特点是：具有BCD转换、消偿和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS

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单片机原理与接口技术课程设计

电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。

CD4511芯片图及引脚如下：

9

9

9gbec4-O6

CD4571

-CSE寸S9CU)

VV」HqV«Z

O

图3-2CD4511的引朋

0CD4511引脚功能：

Bl:4脚是消隐输入控制端，当BI=O时，不管其它输入端状态是怎么样的，

七段数码管都会处于消健也就是不显示的状态。

LE：镇定控制端，当LE=O时，允许译码输！U。LE=1时译码器是镇定保持

状态，译码需输出被保持在LE=O时的数值。

LT：3脚是窗试信号的输入揩，当Bl=1,LT=O时，译眄输出全为1,不管

输入DCBA状态如月，七段均发亮全部显示。它主要用来检测数7段码管是

否有物理损坏。

A1、A2、A3、A4、为8421BCDB输入端。

a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输舟为高电平1有效。CD4511的里

面有上拉电网，可直接或者接一个电阻与七段数图管接口。

14

7水火厚单片机原理与接口技术课程设计

U

45H

CD4511具有锁存、译码、消除功能，通常以反向需作瑜出级，通常用以驱动LEDO

其引朋图如上图所示。

各引朋名称：其中7、1、2、6分别表示A、&Q❷5、4、3分刖表示LE、

Bl、LT

13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、go左ill引朋

表示输入，右边引脚表示输出，还有两个引崩&16分别表示的是接地和VDD.

CD4511的工作原理

1.CD4511的真值表如下表所示

2.译码器：CD4511译码器用两级或非口担任，为了简化电路先用二输入端

与非口对输入数据B、C进行组合，得出00、01、10、11〔用二进制对B、C编

码〕四项，然后将输入的数据AD-超用或非口译码。

3.镇存功能：泽乌器的镇存电路由传输口和反向图组成，传输口的导通或截

止由控制端LE的电平状态。

当LE为低电平导通时，TG2截止；当LE为高电平时，TG1截止，TG2导通,

此时有镇有作用。

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7水上摩

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4.消蹲：BI为消隐身能端，该端nin低电平后，迫使七段数码管均处于短

灭状态，不显示数字，即字形消除。

消除输出J=(B+C)D+Blo如不考虑消除Bl1,便得J=(B+C)D。根据上式,

当输入BCD代码从1010—1111时，J端都为高电平，从而使显示器中的字

形消机

植入输出

LEBILIDCBAabcdefg显示

XX0XXXX11111118

X01XXXX0000000消IB

011000011111100

011000101100001

011001011011012

011001111110013

011010001100114

011010110110115

011011000111116

011011111100007

011100011111118

011100111100119

01110100000000消一

01110110000000消隐

01111000000000MB

01111010000000消胃

01111100000000浦IS

0111111000000消隙

111XXXX赞存浦隐

CD4511的真值表

16

也%g水次，筝

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3.2.2CD4510〔可逆计数器〕组成电图

器件组成：CD4510C可逆计数器)

功能说明：CD4510图件的1号接地，15号按CP端，9号接地。10号UP/DOWN

接F(A<B),以控制加演计数。5号CARRY峻F(A=B)为低电平时，UP/DOWft]M,

进行加计数，UP/DOV感低，进行清计数。2号DOU.14号COU.11号BOUT

TT

6号AOUT分别按CD451醐D,GB,A作为地址端以驱动显示译码器。在使

用时先将9号接高电平，便CD4510复位，然后再使9

号接地。

CD4510为可预置BCD可逆计数图，该器件主要尤W位具有同步时钟的D型

触发器〔具有选通结构，提供T型触发器功能〕构成。具有可St置数、加浦计数

器和多片级联使用等功能。CD4510具有复位CR,置数控制LD、并行数据DO-

03.加其控制U/D、时钟CP和进位CI等输入。CR为高电平时，计数器清零。

当LD为高电平时，D0-D3上的数据置入计数器中，CI控

制计数器的计数操作，CI=0时，允许计数。lit时，僧设U/D为高电

况能表如下:

CRLDCIU/DCPQ

1XXXX清零

01XXX项置赞

0001t加计数

0000tMt*

001XX保椅

3.3脉冲发生器模块

3.3.1、脉冲发生器

器件组成;NE555定时罂，电阻，电容。

功能说明：根据NE555定时器构成多谐振濡器，便其周期为，周期公式为:

T=(R1+2R33,R1=10KR2=10KC=10UF

1与5之间的0.015UF电容为抗干扰电容。清等端和与曼辑起动控制输出端

即CD4073的输出相连，可实现清零。只有当按钿起动控制、编码电珞输出标识

GS有效与比拟控制电,A=B不成立三者均满足时，与退辑起动控制的输出为高

电平，清零端无效，脉冲发生器产生正常脉冲；

当上述三者只要有一个不成立时，与退辑起动控制的输出为低电平，清等端

有效，脉冲发生器停止产生脉冲，并保持。

电路图如下：

18

2Vc1Vcc

c3311截止

2一1

Vc

C3310导通

21

VccVcc

371不变不变

-3.3.2、6s脉冲发生器

器件组成：NE555定时器，甩阻电容。

功能说明：根据NE555定时器构成多谐振荡器，使其周期为6S,周期公式

为：T=(R1+2R33,R1=82KR2=390KC=10Ug1与5之间的

电容为抗干扰电容。清零端和与退辑起动控制输出端即CD4073的输出相隹，可

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水火尊单片机原理与接口技术课程设计

实现清零。只有当按钮起动控制、编码电路输出标识GS有效与比拟控制电路

A=B

不成立三者均满足时，与逻辑起动控制的输出为高电平，脉冲发生器产生正常脉

冲；当上述三者只要有一个不成立时，与逻辑起动控制的输出为低电平，清零端

有效，脉冲发生器停止产生脉冲，并保持。

3.4、LED滚动显示模块

3.4.1、LED显示电图译码器

LED显示电,译码需功能柢述：

根据真值表化简得加上退辑表达式，通过口电路实现此译码!S的功能。

此译码器由五个两，入与口〔4081),一个三输入与口，三个三输入或口组

成。地址端为三位二进制可逆计数器的输出，通过此口电就组成的译码器盟动LED

显示器，通过可逆升数实现上行方向和下行方向的短环显示。

其真值表为:

20

班由7水大摩

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Q2Q1Q0Y3Y2Y1Y0

0001111

0011100

0101100

0111000

1000000

1010001

1100011

1110111

电路图如下所示: