1、數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院學(xué)院:計(jì)參考資料:圖書館藏書和課本10年7月2日20計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所1、目的(1) 讓學(xué)生掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法;(2) 進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力;(3)初步掌握使用EDA但子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工具設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路的方法，包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程;(4)經(jīng)過查資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、使學(xué)生得到一次較全面的工程實(shí)踐訓(xùn)練，通過理論聯(lián)系實(shí)際，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)后的工作打下基礎(chǔ)

2、。2.課程設(shè)計(jì)題目高樓電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求:(1)系統(tǒng)控制的電梯往返于1-9層樓。(2)乘客要去的樓層數(shù)可手動(dòng)輸入并顯示(設(shè)為A數(shù))。(3)電梯運(yùn)行的樓層數(shù)可自動(dòng)顯示(設(shè)為B數(shù))。當(dāng)A>B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)序信號(hào)，使電梯上升；(4)當(dāng)A<B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)序信號(hào)，使電梯下降；當(dāng)A=B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)停機(jī)的信號(hào)，使電梯停止運(yùn)行并開門；(5)梯是上升還是下降各層電梯門外應(yīng)有指示，各層電梯門外應(yīng)有使電梯上升或下降到乘客所在樓層的控制開關(guān)。3. 所用主要器件和設(shè)備(1) 數(shù)值比較器74LS85一片;(2) 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192一

3、片;(3) 七段數(shù)字譯碼顯示系統(tǒng)(4) 十進(jìn)制至二進(jìn)制普通編碼器4. 設(shè)計(jì)思想步驟<1>實(shí)驗(yàn)思想剛開始的實(shí)現(xiàn)是分模塊的，然后在每個(gè)模塊的功能都實(shí)現(xiàn)之把它們連接起來，分為三個(gè)模塊，即輸入的二進(jìn)制到十進(jìn)制的數(shù)值編碼轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)值比較模塊和可逆計(jì)數(shù)模塊。二進(jìn)制到十進(jìn)制的數(shù)值編碼轉(zhuǎn)換模塊包括樓層選擇器、狀態(tài)顯示器、譯碼器和樓層顯示器。乘客在電梯中選擇所要到達(dá)的樓層，選擇樓層是通過開關(guān)控制輸入的，為了是所想要去的樓層數(shù)更加直觀的顯示出來，將開關(guān)控制數(shù)入關(guān)又一次按高地位接到七段顯示系統(tǒng)上，然后用十進(jìn)制的方式顯示出來。電梯運(yùn)行時(shí)的樓層數(shù)也是通過接到七段數(shù)字譯碼顯示系統(tǒng)而直觀顯示的。七段數(shù)字譯碼顯

4、示系統(tǒng)由譯碼/驅(qū)動(dòng)器75LS48和共陰極數(shù)碼管BS201A組成數(shù)值比較模塊：我們假設(shè)用戶輸入想去的樓層數(shù)為A,電梯實(shí)際所在的樓層數(shù)為B,將三種比較2果接三個(gè)燈lamp1,lamp2,lamp3,用高低電平的不同來顯示電梯的三種不同狀態(tài)，（1表示燈亮，0表示燈滅）即：當(dāng)A>B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)序信號(hào)，使電梯上升，所用的顯示為lamp1=1,lamp2=0,lamp3=0;當(dāng)A<B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)序信號(hào)，使電梯下降，所用的顯示為lamp1=0,lamp2=0,lamp3=1;當(dāng)A=B時(shí)，系統(tǒng)能輸出使三相電機(jī)停機(jī)的信號(hào)，使電梯停止運(yùn)行并開門，所用的顯示為la

5、mp1=0,lamp2=1,lamp3=0;所用的4位數(shù)值比較器的原理：集成數(shù)值比較器74LS85是，位數(shù)值比較器，其功能如下,丸wa1Aa%門2砂XXSt3(XXwK工XXXKL&F昆XXXXXHg燈吊x菖MMLA3叫可三用冬4什X*H禹二耳月也力響51叫XXKXLg3穌XXKH冊(cè)/注碼XXKL力產(chǎn)馬月產(chǎn)為.產(chǎn)弓%動(dòng)。HLLH匕嗎&嗎,廣。LHLL次產(chǎn)鳥小二拓XHL/嗎由唱才|寸1為HH1.L#嚴(yán)昌LLLH從功能表可以看出，該比較器的比較原理和兩位比較器的比較原理相同。兩個(gè)位數(shù)的比較是從，的最高位A3和，的最高位B3進(jìn)行比較，如果它們不相等則該位的比較結(jié)果可以作為兩數(shù)的比較結(jié)

6、果。若最高位A3,B3,則再比較次高位A2和B2,余類推。顯然，如果兩數(shù)相等，那么，比較步驟必須進(jìn)行到最低位才能得到結(jié)果。-£brBl真值表中的輸入變量包括A3與B3、A2與B2、A1與B1、A0與B0和，與，的比較結(jié)果。其中，和，是另外兩個(gè)低位數(shù)，IA>B、從<8和IA=B是它們的比較結(jié)果。設(shè)置低位數(shù)比較結(jié)果輸入端是為了能與其他數(shù)值比較器連接，以便組成位數(shù)更多的數(shù)值比較器。根據(jù)，位數(shù)值比較器邏輯表達(dá)式可知，再根據(jù)74LS85的功能表可得，F(xiàn)*x='及+（而®fVA瓦+（出勢(shì)通產(chǎn)人&.鶻，遇瓦十（&®坨）4。&（蟲出X殳

7、叫一小十51凡）乂總風(fēng)）（&&L-區(qū)"不工上小Fi=4乂4®&*兒。BCLt戶=冗B,TA0也）瓦小，內(nèi)上®氏）（A民）國(guó)&*（尚.比1公聲慝"叫鮑!）/&+4410fM（4®BJ,4|0助乂/。凡）限人/7*小曲"»得"W樂均/必建上式與邏輯圖一致。由上式可以看出，僅對(duì)，位數(shù)進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)對(duì)IA,B、IA,B和IA=B進(jìn)行適當(dāng)處理,即IA,B,IA,B,0,IA=B=1。可逆計(jì)數(shù)模塊,用芯片74LS192來實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)數(shù)，首先考慮輸入端口，一個(gè)異步復(fù)位端口reset,用于在系

8、統(tǒng)不正常時(shí)回到初始狀態(tài)，其次是輸出端口，用戶根據(jù)自己的需要輸入想去的樓層數(shù)位A,和電梯所在樓層數(shù)作比較，即有升降請(qǐng)求信號(hào)，如果是下降的情況，通過計(jì)數(shù)器一直遞減到B位置，此時(shí)只有l(wèi)amp2亮，表示所在的樓層已到，如果是上升情況，則通過計(jì)數(shù)器顯示遞加到B,低價(jià)的過程只有l(wèi)ampl亮，表示電梯處于上升狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所在樓層變?yōu)閘amp2亮，電梯停止，提示用戶已到所在樓層。可逆計(jì)數(shù)器的實(shí)驗(yàn)原理，十進(jìn)制至二進(jìn)制普通編碼器，VccP0MH元3欣PLP2P3向i:nnnn國(guó)臼niriLdLdL±lLJUJLJbJkJPiQi佻CPqCPu5OjGND74192引腳圖真值表：MRPLCPUCPDMOD

9、E乍模式HXXXReset(Asyn.)清除LLXXPreset(Asyn.)預(yù)置LHHHNoChange保持LH?HCountUp加計(jì)數(shù)LHH?CountDowN減計(jì)數(shù)H=電平L=低電平X=不定(高或低電平)？=由“低”？“高”電平的躍變引腳功能表：CPUCountUpClockPulseInput計(jì)數(shù)芯片時(shí)鐘脈沖輸入CPDCountDownClockPulseInput倒計(jì)時(shí)時(shí)鐘脈沖輸入MRAsynchronousMasterReset(Clear)Input異步主復(fù)位(清除)輸入AsynchronousParallelLoad(ActiveLOW)Input異步并行負(fù)載(低PL電平)輸入PnParallelDataInputs并行數(shù)據(jù)輸入QnFlip-FlopOutputs(Noteb)觸發(fā)器輸出(附注b)TerminalCountDown(Borrow)Output(Noteb)終端倒計(jì)時(shí)(借)TCD輸出(注b)TCUTerminalCountUp(Carry)Output(Noteb)終端數(shù)最多輸出(注b)<2>電梯控制的簡(jiǎn)化邏輯圖如下，5、驗(yàn)收時(shí)間：7月2日上午十點(diǎn)左右6、總結(jié)，這次實(shí)驗(yàn)也算是讓我對(duì)74系列的芯片的原理和用法有了更進(jìn)一步的了解。其搜索資料和構(gòu)造構(gòu)思的過程是一個(gè)自我學(xué)習(xí)的過程，鍛煉了我的邏輯思維能力，同時(shí)與同學(xué)合作共同完成實(shí)驗(yàn)的過