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自动绕线机-EDA课程设计报告

发布日期 :2020-10-29 08:45

  自动绕线机-EDA课程设计报告_信息与通信_工程科技_专业资料。自动绕线机。

  燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目: 题目: 自动绕线机 学院( : 学院(系) 电气工程学院 年级专业: 年级专业:09 级电力工程及其自动化 学 号: 学生姓名: 学生姓名: 指导教师: 指导教师: 吕宏诗 教师职称: 教师职称:实验师 张强 实验师 共 页 第 页 燕山大学课程设计(论文) 燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系) :电气工程学院 学 号 设计题目 设 计 技 术 参 数 学生姓名 自动绕线机 基层教学单位:电子实验中心 专业(班级) 09 电力 ●自动绕线机进行绕线 匝; ●具有复位/启动功能。 设 计 要 求 ●使用 6 个静态数码管显示所绕圈数; ●使用拨码开关设置功能。 工 作 量 ●学会使用 Max+PlusII 软件和实验箱; ●独立完成电路设计,编程下载、连接电路和调试; ●参加答辩并书写任务书。 1. 工 作 计 划 参 考 资 料 2. 3. 4. 5. 了解 EDA 的基本知识,学习使用软件 Max+PlusII,下发任务书,开始电 路设计; 学习使用实验箱,继续电路设计; 完成电路设计; 编程下载、连接电路、调试和验收; 答辩并书写任务书。 《数字电子技术基础》.阎石主编.高等教育出版社. 《EDA 课程设计指导书》. 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明:此表一式四份,学生、如何破ag真人百家,指导教师、基层教学单位、系部各一份。 2011 年 12 月 16 日 共 页 第 页 燕山大学课程设计评审意见表 燕山大学课程设计评审意见表 指导教师评语: ①该生学习态度 (认真 较认真 不认真) ②该生迟到、早退现象 (有 无) ③该生依赖他人进行设计情况 (有 无) 平时成绩: 指导教师签字: 2011 年 12 月 16 日 图面及其它成绩: 答辩小组评语: ①设计巧妙,实现设计要求,并有所创新。 ②设计合理,实现设计要求。 ③实现了大部分设计要求。 ④没有完成设计要求,或者只实现了一小部分的设计要求。 答辩成绩: 组长签字: 2011 年 12 月 16 日 课程设计综合成绩: 答辩小组成员签字: 2011 年 12 月 16 日 共 页 第 页 目 录 第 1 章 引言…………………………………………………………………………………1 第 2 章 设计思路及原理……………………………………………………………………2 2.1 系统原理图…………………………………………………………………………2 2.2 工作原理……………………………………………………………………………4 2.2.1 核心计数部分……………………………………………………………………4 2.2.2 LED 及蜂鸣器提示部分…………………………………………………………5 2.3 系统仿真波形 ……………………………………………………………………6 2.4 管脚锁定及连接 …………………………………………………………………7 第 3 章 参考文献 …………………………………………………………………………9 第 4 章 心得体会 …………………………………………………………………………10 共 页 第 页 第一章 引言 随着工业水平的不断发展,工厂对于生产自动化的要求越来越高,工业设备自动化 控制系统的设计也日益复杂。EDA 技术的出现使得数字电路的设计难度大大降低,减轻 了设计人员的负担, 提高了设计效率。 同时, EDA 技术的运用使得设计成本也极大降低, 通过电脑设计和仿真可以有效的监视系统的运行状态,及时发现并修正问题,避免设计 成品因缺陷而报废。 因为 EDA 技术具有上述优点,因而自出先后发展十分迅速。EDA 设计技术也成为 一名电类工程师所必须掌握的技能。 本次 EDA 课程设计以“自动绕线机”的控制电路为设计对象,以实现自动绕线机 的启动、停止、复位和绕线计数及提示为设计目标,基于 EP1K30QC208-3 和 MAX+plus II 10.2 BASELINE 运用 EDA 技术进行设计。并在万能试验箱上实验,达到预期的实验 效果。 本文将对“自动绕线机”的 EDA 设计过程做详细的说明。 共 页 第 页 第二章 基本原理 1.系统原理图如下 图 1 自动绕线机计数部分 共 页 第 页 图 2 自动绕线机 LED 灯及蜂鸣器提示部分 共 页 第 页 2.设计思路 (一)核心计数部分 根据题目要求:使用自动绕线机进行绕线 位静态数码管显示绕线圈数。 我决定使用第五和第六位数码管 显示小圈绕线匝数,使用第四第三位数码管显示中圈的绕线匝数,使用第二第一位显示 大圈的绕线匝数。 当绕线开始后,每绕一圈则产生一方波,当方波从系统 CLK 输入端输入后,若复位 键处于高电平,则系统开始计数。 首先是数码管第五第六位显示小圈匝数,第一到第四位显示零。当小圈匝数为 0,1,2 时,数码管下方的红色指示灯快速依次闪亮循环两周,蜂鸣器发出蜂鸣。作为小圈绕线 开始的提示音。当小圈绕满 10 匝后,数码管第五第六位保持显示“10” ,然后数码管第 四第三位开始从零计数。与此同时,数码管下方的红色指示灯快速依次闪亮循环两周, 蜂鸣器发出蜂鸣。作为中匝计数开始的提示信号,当中圈绕满 20 匝后,数码管第四第三 位保持显示“20” 。然后数码管第一第二位开始从零显示数。当大圈匝数为 0,1,2,时,数 码管下方的红色指示灯快速依次闪亮循环两周,蜂鸣器发出蜂鸣。作为大圈绕线开始的 提示音。当大圈绕满 30 匝后,数码管第一第二位保持显示“30” 。 基于上述预期现象描述,我决定采用多个 74160 十进制同步加法计数器串联计数的 方法。具体连接方法见图一原理图。 、 图 3 74160 十进制同步加法计数器真值表 共 页 第 页 从左至右依次为 1-6 号。分别为 1 号:记小圈匝数个位;2 号:记小圈匝数十位;3 号:记中圈匝数个位;4 号:记中圈匝数十位;5 号:记大圈匝数个位;1 号:记大圈匝 数十位。当复位信号输入端输入高电平,系统开始工作。因为此时只有 1 号计数器处于 使能工作状态,而其他均未使能,故 2-6 号输出均为低电平。故 3、5 号计数器的计数脉 冲输入端经与门后被封锁。当 1 号计数达到 10 个。发出进位脉冲的同时,使能 2 号计数 器,在一个计数脉冲过后,来自 1 号计数器的进位脉冲结束,2 号计数器使能信号撤除, 2 号计数器保持输出 “0001” 而此时 2 号计数器输出端 A 经非门反相之后使计数脉冲被 , 与门封锁,计数器 1 无法继续计数,也保持在 0 不动。至此完成小圈的计数过程。 完成小圈计数的同时, 由于 2 号计数器输出端 A 口输出高电平, 号计数器被使能, 3 开始记录中圈绕线 号计数器计数满产生进位信号时都将使能 4 号计数器, 因此 4 号计数器可记录 3 号计数器产生进位的次数。 4 号计数器输出端为 0010 时, 当 即 3 号计数器计数 20 次,产生两次进位信号时,4 号计数器的 B 端口置位,导致 3 号计数 器计数脉冲输入端被与门封锁,3 号计数器保持 0 不动。 同时计数器 5 被使能, 开始记录大圈绕线 号计数器输出为 当 “0011” 时,即 5 号计数器计数 30 次,产生三次进位信号时,将使 5 号计数器的计数脉冲输入端 封锁。使 5 号计数器保持 0 不动而 6 号计数器保持 3 不动。至此整个计数过程结束。 (2)LED 及蜂鸣器提示部分 LED 显示部分由一个 7442 十进制译码器和 74138 三线 号计数器中任何一个产生进位信号都将通过或门使能计数器 7442,使之开始计数;同时 该使能信号也将使能蜂鸣器,使蜂鸣器蜂鸣。 频率为计数脉冲频率八倍的显示脉冲输入近 7442 十进制译码器后使 138 顺序译码, 进而使 LED 灯顺序闪动。 图 4 74138 三线到八线译码器真值表 共 页 第 页 3.系统仿线 系统仿真波形 共 页 第 页 4.管脚锁定 管脚名称 O1 O2 O3 O4 O101 O102 O103 O104 P1 P2 P3 P4 P101 P102 P103 P104 Q1 Q2 Q3 Q4 Q101 Q102 173 174 175 176 177 179 191 189 139 140 141 142 143 144 147 148 127 128 131 132 133 134 管脚序号 作用 第六位数码管段选数据 第六位数码管段选数据 第六位数码管段选数据 第六位数码管段选数据 第五位数码管段选数据 第五位数码管段选数据 第五位数码管段选数据 第五位数码管段选数据 第四位数码管段选数据 第四位数码管段选数据 第四位数码管段选数据 第四位数码管段选数据 第三位数码管段选数据 第三位数码管段选数据 第三位数码管段选数据 第三位数码管段选数据 第二位数码管段选数据 第二位数码管段选数据 第二位数码管段选数据 第二位数码管段选数据 第一位数码管段选数据 第一位数码管段选数据 共 页 第 页 Q103 Q104 S1 S2 S3 S4 S5 S6 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 CLK CLK8X FUWEI 135 136 94 94 96 97 99 100 12 13 14 15 17 18 19 24 75 87 39 第一位数码管段选数据 第一位数码管段选数据 第一位数码管位选 第二位数码管位选 第三位数码管位选 第四位数码管位选 第五位数码管位选 第六位数码管位选 指示灯 1 选通信号 指示灯 2 选通信号 指示灯 3 选通信号 指示灯 4 选通信号 指示灯 5 选通信号 指示灯 6 选通信号 指示灯 7 选通信号 指示灯 8 选通信号 绕线计数脉冲输入 LED 显示时钟输入 系统复位信号输入 共 页 第 页 第三章 参考文献 1 阎石. 《数字电子技术基础》. 高等教育出版社,2006 年 2 张强 周莲莲 郑兆兆 《EDA 课程设计 B 指导书》 2011 年 3 焦素敏《EDA 实用教程》 清华大学出版社 2010 年 共 页 第 页 第四章 心得体会 为期一周的 EDA 课程设计已经接近尾声。 通过一周的设计, 我学会了使用 MAX+plus II 10.2 BASELINE 软件和基于 EP1K30QC208-3 的万能试验箱。学会了借助 EDA 计数进 行数字电路设计和解决实际问题的方法。虽然中途也遇到了许多挫折,但是在坚持不懈 的努力钻研和老师的指导下还是很好的克服了这些困难, 并在其中学习了许多设计技巧, 积累了许多经验。 EDA 技术在数字电子设计领域的应用,让我们可以不制作出实际的电路而观察到各 端口的输入输出波形。极大的增加了仿真的灵活性并且降低了成本。在众多的 EDA 软件 中,基于 MAX+plus II 10.2 BASELINE 的 EDA 设计在数字电路定量分析中的应用特色鲜 明。相比于 purtues 和 protel 等软件,MAX+plus II 10.2 BASELINE 虽然不能直观的观 察实验现象,但是可以清晰的看到各关键节点的波形,为分析实验中出现的问题提供了 准确清晰的分析依据。 在进行 EDA 项目设计的时候,首先应该分析好输入输出真值表,选择好相关器件。 在连线时应该尽量考虑好总体布局,使布局清晰整洁,可以有效避免连线错误。仿真时 应注意选择好结束时间和时间分度,正确的选择好这些量可以使波形完整清晰,有助于 分析。而一旦出现错误,应当结合原理图和波形认真分析,不能急躁,通过数电中学过 的组合逻辑电路和时序逻辑电路知识分析,一定能够很好的排除问题。 一周的课程设计很充实,锻炼了能力,学习了知识,知识只有在实战中才能被最好 的掌握,希望学校以后能多提供这样的机会。 共 页 第 页

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