毕业设计 游乐场“空中飞椅”控制电路电_子_课_程_设_计

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1、电子课程设计——游乐场“空中飞椅”控制电路学院：电子信息工程学院专业、班级：自动化班姓名：学号：指导老师：任青莲2014年12月18目录一、设计任务与要求3二、总体框图32.1、模块说明32.2、设计思路4三、选择器件43.1、实验所需原件43.2、器件说明4四、功能模块104.1、脉冲模块104.2、计时模块114.3、水平位移模块124.4、竖直位移及最后10秒亮灯提示模块12五、总体设计电路图135.1、总体电路原理图135.2、Multism仿真结果145.3、硬件实验17六、课程设计心得体会

2、1818游乐场“空中飞椅”控制电路一、设计任务与要求本设计内容仅考虑如何实现对“空中飞椅”的控制，其电动装置不在设计之列。综合要求，设计任务如下：控制飞椅在空中飞行时间仅为五分钟（即300秒）；1.0~100秒飞椅正方向旋转；100~200秒，飞椅反方向旋转；200~300秒飞椅再次正方向旋转；在竖直方向上，实现有纵向位移，即：0~20秒，无纵向位移；20秒~40秒，有纵向位移；40秒~60秒，无纵向位移，60秒~80秒，有纵向位移，以此类推；在五分钟里的最后10秒有灯光提示游客，游戏即将结束；游戏结

3、束，封锁电路，飞椅停止旋转。二、总体框图2.1模块说明（1）脉冲模块：脉冲模块是由定时器555组成多谐振荡器而构成的，可以产生一定频率的脉冲。（2）计时模块：计时模块是由三个74LS160芯片组合而成的三百进制计数器。（3）正反方向旋转模块：此模块是进行水平位移的控制，其核心芯片是74LS138。18（4）纵向位移模块：主要是一个74LS160芯片组合。（5）10秒倒计时模块：由4个74LS08芯片和2个74LS04芯片组成。2.2设计思路计时模块：首先需要设计一个三百进制的计时电路。该电路在计数30

4、0时进行封锁，使电路不再工作。而要使电路重新工作，必须设置清零端。时钟信号选择50赫兹，所以此计时电路具有异步清零功能。正反方向旋转控制模块：该电路主要功能是进行选择，即选择正向旋转或是反向旋转。所以其核心器件应该是74LS138，即三线八线译码器。在选择时，正向旋转我们用X1表示，反向旋转用灯X2表示，当电路不再工作时，灯X1、X2均处于熄灭状态。纵向位移控制模块：该部分电路应从计时部分电路考虑，即20秒就会出现一次变化，有纵向位移时，我们用灯X3来表示，每隔20秒，灯X3就会亮或灭一次，持续时间为

5、20秒。最后10倒计时控制模块：因为电路又与时间有关系，所以要看计时电路的选择。提示游客的灯用X4来表示。脉冲模块：脉冲模块是由定时器555组成多谐振荡器而构成的，产生的频率由公式：f=1/0.69(R1+2R2)C1计算而得。三、选择器件3.1实验所需原件表1实验所需元器件表器件型号数量十进制计数器74LS1603三线八线译码器74LS1381二输入与门74LS084非门74LS046与非门74LS002信号发生器XFG11单刀双掷开关13.2器件说明（1）74LS160的逻辑符号18图174LS1

6、60的逻辑符号表274LS160逻辑功能表清零预置使能时钟预置数据输入输出工作模式CLRLOADENPENTCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00××××××××0000异步清零10××↑d3d2d1d0d3d2d1d0同步清零110××××××保持数据保持11×0×××××保持数据保持1111↑××××保持加法计数160是十进制计数器，内部原理图如图2所示。18图2160是十进制计数器，内部原理74LS160逻辑功能描述如下：同步可预置数4位十进制加法计数器74LS160具有异步清零端，它具有数据输

7、入端A、B、C和D，同步置数端，异步清除端和计数控制端ENT和ENP，为方便级联，设置了进位输出端RCO。当异步清零端=0时异步清零，当置数端=0，=1，CP脉冲上升沿时预置数。当==ENT=ENP=1时，电路工作在计数状态。当计数器计数值为9时，进位端RCO输出一个与端高电平部分相同宽度的高电平。详细功能如表2所示。（2）74LS138逻辑符号图374LS138逻辑符号表374LS138功能表1874LS138内部原理图如图4所示。图474LS138内部原理74LS138逻辑功能描述如下：当一个选通

8、端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。18若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器用与非门组成的3线-8线译码器74LS138。（3）二输入与门74LS08D最简单的与门可以用二极管和电阻组成。74LS08是四组二输入端的