电梯楼层显示控制控制器解析

课程设计(论文)

题目名称电梯楼层显示控制器

课程名称电子技术课程设计

学生姓名

学号

系、专业

指导教师陈源

2013年12月19日

邵阳学院课程设计（论文）任务书

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：

件3

邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名学号

系电气系专业班级输电班

题目名称电梯楼层显示控制器课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结

二、指导教师评定

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

摘要

本设计的主题是采用模拟电子技术，数字电子技术课程上学习的集成电路来设计有一定应用性的电路。用集成芯片设计一个八层楼电梯楼层显示及控制电路。用一位LED数码管显示电梯行进楼层位置并能响应每层楼电梯按钮的呼唤。

关键词：集成芯片LED数码管

目录

1 设计目的

电子技术课程设计是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节，是提高我们动手和动脑能力的重要课程，其目的是：

1）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

3）进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

4）培养学生的创新能力。

2 设计要求

设计八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。

图1 电梯楼层显示电路控制要求

3 具体设计思路

用4位二进制比较器，它把输入数字量D A与标准值D B比较，输出比较结果。假如DB﹤DA，则有Y A﹤B﹦1；当Y A﹦B﹦1。在时钟输入控制电路中，Y A﹤B﹦0，CP送到74193的CP U，计数器可以进行加法计数；Y A﹤B﹦1，CP送到74193的CP D，计数器可以进行减法计数；当Y A﹦B﹦1，CP被封锁，计数器停止计数。在CR作用下，计数器起始状态为0001。以后，在每一个CP脉冲到来时，当Y A﹤B﹦0，计数器加1；

当D A ﹤D B ，则Y A ﹤B ﹦1，计数器减1，当D A ﹦D B ，则Y A ﹦B ﹦1，时钟信号被封锁，计数器处于保持状态。

4 总体设计

4.1电路原理图

图2 电梯楼层显示电路原理图

4.1.1 工作流程图

图3 工作流程图

4.1.2 原理框图

图4 原理框图

4.2 清单图

数值比较器4585 1

开关按钮开关8

5单元电路设计

5.1由555定时器构成的多谐振荡器

图5 多谐振荡器图6 多谐振荡器输出波形如图5所示，由555定时器和外接原件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向DC端通电，使电路产生震荡。电容C在1/3Vcc和2/3Vcc之间充电和放电，波形图如图所示，输出信号的时间参数是：T=tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)，tw2=0.7R2C

555电路要求R1与R2均应该大于1K,但R1+R2应该小于或等于3.3M。

外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器以少量的原件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谢振荡器应用和广。

5.2 555触发器功能表

输入

输出

阈值输入

触发输入

复位 X X 0 0 小于2Vcc/3 小于Vcc/3 1 1 大于2Vcc/3 大于Vcc/3 1 0 小于2Vcc/3 大于Vcc/3

1

不变

5.3中规模十进制计数器电路

74LS193是异步4位二进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列和逻辑符号如图7所示：

图7 74LS192引脚排列及逻辑符号

5.3.1 74LS193各引脚说明

引脚

引脚说明 置数端 加计数端

减计数端

非同步进位输出端

非同步借位输出端

P0、P1、P2、P3 计数器输入端

清零端

Q0、Q1、Q2、Q3 数据输出端

5.3.2 74LS193功能表

MR工作状态

X X 1 X清零

X X00 置数

上升沿10 1 加计数

1上升沿0 1 减计数

5.4译码显示单元电路

5.4.1 7447与CC4511相似，引脚介绍

本部分由cc4511译码器和七段显示共阴极数码管构成。在其引脚当中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。

图9 CC4511引脚图图10阳极数码管管脚图

6 计数、译码、显示单元的调试

重复循环地按按钮1至8,不断地检测计数器的加计数和减计数功能，看数码管是否显示1至8或8至1，若出现问题应及时调试。

7 设计总结

通过这次电子设计电路让我更加了解了如何更加运用少的芯片实现电路要实现的功能，增加了将理论转化为实践的能力。还要注意各个芯片的布局以及连线的正确性。增加了操作的能力以及对所学专业的认识，遇到问题及时和老师同学请教，及时改正。