数字电路对三相异步电动机间隔循环运转控制实验报告

数字电路对三相异步电动机间隔循环运转控制实验报告（研究性、创新性能力培养实验）专业：2010通信技术班级：（一）班姓名：高建磊学号：2010040901042012年6月15日实验名称：数字电路控制电机实验实验时间：2010.6.13实验地点：惟实楼1506抽签（计数器）数字：49一、实验目的：1．熟悉集成计数器芯片的逻辑功能及各控制端的作用。2．掌握计数器电路的设计，了解循环控制的原理。3．掌握利用集成计数器芯片完成三相异步电动机的循环运转控制。4.本实验将数字电路与电工学、电机拖动、大规模集成电路的数字系统设计多门课程结合在一起，具有一定的实用性。对学生有很好的启发性作用。二、实验设备：1）74LS90二——五——十进制异步计数器2片2）74LS00二输入端四个与非门2片3）74LS112TTL双JK触发器1片4）SSR模块三相固态继电器1个5）数字电路实验箱1台6）三相异步电动机1台三、实验原理：（一）部分实验器材介绍：1、固态继电器（亦称固体继电器），简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。固态继电器由三部分组成如图1-1：输入（控制）电路、驱动电路和输出电路2、JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，而且能灵活地转换其他类型的触发器，由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。对JK触发器归纳为以下几点：（1）JK触发器具有置位、复位、保持（记忆）和计数功能；（2）JK触发器属于脉冲触发方式，触发翻转只在时钟脉冲的负跳变沿发生；（3）由于接收输入信号的工作在CP下降沿前完成，在下降沿触发翻转，在下降沿后触发器被封锁，所以不存在一次变化的现象,抗干扰性能好，工作速度快。74LS112TTL芯片(双JK触发器)介绍：74LS112为TTL边沿JK触发器，是CP下降沿触发，异步复位端RD、异步置位端SD均为低电平有效。主要特点:CP的上升沿或下降沿触发；抗干扰能力极强，工作速度很高，在触发沿瞬间，按nnnQKQJQ1的规定更新状态；功能齐全(保持、置1、置0、翻转)，使用方便。在CP作用下，J、K取值不同时，具有保持、置0、置1、翻转功能的电路，都叫做JK型时钟触发器。图1-1固态继电器的框图SB2S(正反转模块)A2B2C2220V结构图输入电路隔离耦合电路功能电路触发电路输出电路74LS112TTL的特性表JK1nQ功能00nQ保持010置0101置111nQ翻转3、计数器是利用数字电路技术数出给定时间内所通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。计数器是实现运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能。计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器是在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。但是并无法显示计算结果，一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。（二）原理介绍：要对三相异步电动机实行间隔循环运转控制，首先必须利用计数电路对时间间隔形成计数功能，然后利用计数器驱动JK触发器，从而控制直流继电器KT,实现电机的通电与断电，即电机的运行与停止。在控制电路中，计数电路很重要，它的设置，能使电路实现相同时间间隔的循环运行。通常我们把数字电路中记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，实现计数操作的电子电路称为计数器电路，输入计数器的CP信号是当作触发器的时钟信号对待，其主要组成单元是时钟触发器。计数器电路的种类很多，有二进制计数器、十进制计数器、N进制计数器；同步计数器、异步计数器;加法计数器、减法计数器、可逆计数器等多种电路类型，这里我们介绍的主要是由74LS90芯片组成的二——五——十进制异步计数器。74LS90芯片具有直接置0（R0(1)．R0(2)=1）及直接置9（S9(1)．S9(2)=1）功能;二进制计数功能；五进制计数功能；十进制计数功能。计数器的输出信号驱动JK触发器，利用JK触发器的翻转功能，控制三极管，使三极管分别处于导通和截止两状态，从而控制固态继电器。直流继电器的常开触点KT控制三相交流固态继电器SSR的直流控制端口。12V的直流电每一时间段加载或停止信号到直流控制端。三相交流电动机M在SSR的控制下，每隔一时间段转动或停止一次。最终组成了三相交流电动机间隔循环运转的电路四、设计实验电路图及分析：由2片74LS90和1片74LS00组成94进制(秒)计数器。其中个位的74LS90的QD,提取的BCD8421编码信号“4”，送给两个74LS90的R0(1)进行清零；由十位74LS90的QC,提取的BCD8421编码信号“9”送给两个74LS90的R0(2)进行清零。当CP脉冲信号第94次（秒）触发给到74LS90芯片，74LS90芯片的R0(1)和R0(2)同时得到高电平，计数器清零复位为00。由1片74LS112和1片74LS00，组成每94秒一次翻转的JK触发器电路。74LS90的R0(1)和R0(2)的2个清零复位信号，经过由74LS00的1,2,3,4,6构成的与门电路，作为CP脉冲信号送给74LS112的1脚。74LS112置于JK触发器的“翻转”状态。94秒计数器每94秒清零复位一次，74LS112的Q1就94秒翻转一次。三极管3DG12的作用是：当74LS112的Q1为高电平时，3DG12导通。12V的直流继电器得电工作，常开触点KT闭合；当74LS112的Q1为低电平时，3DG12截止。12V的直流继电器KT断电停止工作，常开触点KT再次打开。五、实验总结这次实验我抽到的是26进制，当看到是26的时候，我紧张的心情突然好了起来，按照上课老师讲的步骤，一步一步的将导线链接起来，可是当我验证的时候却出了问题，我仔细的检查了电路，还是没有排除故障，最后只有拆除了再接一次，后来发现原来导线有一根断了。最终最后通过调整，我得到了26进制计数器。通过实验我更加熟悉了计数器芯片的逻辑功能及其各控制端的作用。了解了循环控制的原理。也知道细心实验的道理。掌握了利用集成计数芯片完成三相异步电动机的循环运转控制。通过这次试验，让我对课本上的知识有了更深刻的认识，对于74L90、00、112芯片内部结构也掌握的很牢固，能够熟悉的运用。我知道了理论应用于实践，实践验证理论的过程，更加明白要学以致用道理。