数字针织圆机课程设计报告

课程设计报告
课程名称数字电子技术
课题名称针织园机控制电路
专业自动化
班级1191
学号201101029119
姓名李浩
指导教师李老师
2013年3月30日
目录
第一章设计的总体思路 (1)
1.1设计思路 (1)
1.2设计基本原理 (2)
第二章单元电路设计 (3)
2.1单元原理以及说明 (3)
第三章调试、安装步骤 (7)
3.1软件仿真 (7)
3.2实际电路的安装与调试步骤 (7)
第四章故障分析与电路改进 (8)
第五章总结与体会 (8)
附件……………………………………………………
附录一元件清单
附录二实验结果附图
附录三评分表
附录四实际电路接线图
第一章设计总体思路
1.1设计思路
根据实验设计任务书的要求，用74LS192作为减法计数器，为工作及计时，用74LS161作为工序号当计步器使用，因为每个机器工作的时间不一致，也就是初始值不一样，那么74LS192也就需要不同的置数信息，每次置数信息可由计步器来发出，每一次置的数可由74S151来供给，一位十进制数相当于四位二进制，而任务书是两位十进制数，则原计划为八片74S151，因为当中选数时可以省略，最后用了四片，哪一个机器工作的信号可由计步器来给出，当然能为了能看见倒计时和计步器的数可用阴极LED灯来显示，由于实验室的LED是需要74LS148搭配的，所以一切以实际为主。

总设计电路图框架如下:
1.2设计的基本原理
1.2.1 译码驱动LED 数码管显示模块
LED数码管有两种，一种是带译码驱动的，有4个引脚；另一种是不带译码驱动的，有8个引脚。

对于4引脚的数码管可直接接入计数信号，而8引脚的要考虑所选数码管是共阴极还是共阳极，选择适当的，另外还应注意译码驱动芯片74LS48的输出是低电平有效。

实验时可根据实验室的具体情况自行选择。

1.2.2 计数模块
采用2片计数芯片74LS192芯片进行减计数，通过输入秒脉冲，来实现倒计时。

采用十六进制芯片74LS161改为五进制实现A、B、J五个工作状态的步骤显示，为实现第六步时停止，可与CP进行与门后当CP给计数器。

1.2.3组合逻辑控制模块
1、置数功能：先使用右下方两个74LS151数据选择器作为74LS192芯片减计数计时控制电路，用作给两片74LS192芯片置数，开始置数第一步运行后计数器给信号74LS161的信号输入端，让它运行到第二步显示置数。

以此类推,循环置数。

2、步骤计数：显示两片74LS151数据选择器输出端分别连接一个二极管分别表示A、B、J的工作状态，下方显示器连接74LS161计时器的输出端，实现显示五步的工作情况。

第二章单元电路设计
2.1 计步器与计时器和BCD显示管模块
2.1.1原理以及说明
右边为两块74LS192计数器来倒计时，左侧为74LS 161计步器来记录工序号，它的CP由计时器的减到为0时给出，图中的与门是用来控制第六步机器停止，使74LS192的CP无效。

2.2 初始计时指数模块
2.2.1原理以及说明
由于每个机器工作时间不同，那么开始倒计时的数也就不同，74LS151是选择器，有ABC三个选择端选择X0-X7八位高低电平，置数时就可以用它来选择，四位二进制数也就是一位十进制数，28s、8s、2s、28s、2s 五个时间中转换为二进制为00101000，00001000，00000010，00101000，00000010可见X7、X6、X2、X0一直为0状态，所以省去四块151芯片。

2.3 控制ABJ三个机器运作模块
2.3.1原理以及说明
ABJ三个机器由灯代替，Q3Q2Q1为74LS161的输出端，列出真值表如下：
Ya=Q3—Q—2Q1+Q—3Q2Q—1
Yb=Q—3Q2Q—1+Q—3Q2Q1+Q3Q—2Q—1
Yj= Q—3Q2Q1+Q3Q—2Q1
最后全用与非门的形式化简接线。

2.4 组合逻辑总的模块
2.4.1原理及说明
根据本实验的设计任务书的要求，使用右下方四个74LS151选译器作为74LS192芯片减计数计时控制电路，用作给两片74LS192芯片置数，右边74LS192芯片四号管脚连接一脉冲，实现显示器的倒计时计数；开始置数第一步运行后计数器给信号74LS161的信号输入端，让它运行到第二步显示置数，显示器连接74LS161计时器的输出端，实现显示五步的工作情况。

第三章调试、安装步骤
3.1软件仿真
根据设计的总体思路依次在仿真软件Proteus上完成各个模块的电路图。

电路图完成后，先单独仿真各电路模块的功能，然后将各个单元电路连成总电路图进行仿真并修改，直至达到了预期的目标功能。

3.2实际电路的安装及调试步骤
实际电路的安装可在专用的实验箱上也可在数字实验室台上进行。

在数字实验台上的接线较简单，其步骤为：根据总电路图规划好芯片的位置，然后简单测试芯片和导线的好坏；接着根据模块电路图连接线路，每个模块单独检验是否符合仿真结果,接线之前要准备好各个芯片的引脚图和模块电路纸质图。

模块逐一测试符合后，连接成总电路图，进一步测试直至达到预期实验效果,一旦哪一个模块出错直至调试成功才能进入下一个模块的接线，否则到后面因为线多而容易混淆。

在试验箱上的接线步骤为时除了上述步骤还应注意设置VCC总线、GND总线和时钟总线。

1接计时模块74LS192完成CP检测是否能倒计时，然后用面板上的开关来给与置数是否可以置数检测。

2接记步模块73LS161它的CP由计时74LS192的十位借位信号给出。

3置数模块74LS151的片选ABJ由74LS161的输出Q3Q2Q1给出置数信号。

4用与非门接ABJ三个灯的工作与停止。

第四章故障分析与电路改进
在调试的过程中74LS151选数时，有一个管脚应该为低电平，而置出的数却因为高电平出现错误，我多次检查自己确认是接了低电平但还是错误，然后老师的提醒用线直接插在芯片的管脚上试试，看是否接线板的插孔坏了，结果置数正确，后来改进电线直接连管脚。

第二个调试问题是计步器与计时器的显示刚刚差一步也就是计步器显示1是计时器却工作在第二个状态，计步器为2时，计时器却工作在第三个状态，问了问老师原来是CP延迟，必须提前置数，也就是说Q3Q2Q1为000时置数端显示28s的信息第一步时74LS192得到的置数信号28就显示了。

第五章总结与设计调试体会
时光荏苒，岁月如梭，两周的数电课程设计已经结束。

但是，这次数电课程设计却让我们有了许多收获和很多感触。

首先，这次数电课程设计增加了我们的设计经验，增强了我们的动手能力；其次，这次数电课程设计使我对数电知识有了更好的把握，对数电的实际应用有了更深入的了解；最后，这次数电课程设计使我认识了小组团结合作的重要性。

课程设计是一项很有意义的科目，让我们从书本中的理论知识得到了实践，由于我对数字电子技术这门课很感兴趣，所以刚刚接到任务书是高兴的，认为自己很有能力能在短时间内完成，结果却花了近两周的时间才完成调试以及改进，因为一个项目的设计必须照图施工，所以首先得画图、仿真、改错、
调试等等，在画仿真图示也需要一个一个模块的调试，否则图画完了，错误率极高，该进时都不知道从哪下手；其次是实验台上真实接线，工序繁琐，极易使我混淆，线特别多，尤其在接ABJ三个控制灯的与非门时，第一次接线时居然发出短路信号，弄的我接了一天的线拆了重新连接，第二次接线时我用笔纸边接边记录，丝毫不松懈自己，一空一线的连接，最后成功了。

通过这次课程设计我体会到：一、从我无从下手到画出电路图，使我懂得有困难不可怕，怕的是你不去想办法去解决；
二、从我们在调试时遇到故障到排除故障，使我明白了做事一定要严谨细心，细节决定成败这句话的真正含义；三、从我对数电的陌生到设计出针织园机，使我了解了数电的强大的实际用途；四、通过对电路图的仿真，使我明白了对大局把握的重要性，对结构安排的合理性五、通过对针织园机的设计，使我深刻的了解了数电的实际用图；六、通过我们俩共同合作解决掉了一个个问题和困难，使我体会了团结就是力量低效率。

总之，通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的。

实际中会遇到各种不可预料的问题出现，并且要逐一解决。

要把所学的理论知识与实践相结合起来，认真的分析问题，从而做到学以致用，学有所用，并在实践中不断提高自己的实际动手能力和独立思考解决问题的能力。

最后，感谢老师您对我的指导和从百忙中抽空看我的设计，谢谢！
参考文献
电子技术基础实验与仿真-------------郭照南、孙胜麟主编中南大学出版社.2008
数字电子技术基础（第五版）--------阎石主编
高等教育出版社.2006
电气与信息工程系课程设计评分表
指导教师签名：________________
日期：________________ 注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。

课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。