民航客机服务请求应答系统实践

客机服务请求应答系统实践"/>

民航客机服务请求应答系统实践

一、任务要求

任务：

设计民航客机客舱服务请求应答系统

具体描述：

某型号民航客机共有9个座位，其中头等舱座位1个,经济舱座位8个；如下图：

图1 座位模拟图

机组客服处设置服务请求显示面板(采用七段码显示)，面板上显示当前优先级最高的请求的座位号。头等舱的优先级高于其他舱位；前排舱位优先。各舱内按座位顺序确定优先级，ABCD优先级由高到低。座位号优先级顺序由高到低为1A-2A-3A-2B-3B-2C-3C-2D-3D。

要求：

采用74X148及相应所需电路实现。

二、设计思路

1.九个输入端设计成双开关，一头为有请求，另一头为无请求。

2.根据LS74*148编码器的真值表特点，将9个输入的不同输入情况与输出联系起来。

3.对LS74*148的输出信号进行分析处理，与显示屏最终显示效果联系起来。

4.按照设计思路进行仿真。

5.调整及优化。

三、设计过程

3.1 74LS148D芯片

根据74LS148D芯片的真值表，芯片各输入端的优先级依次是：~EI > I7 > I6 > I5 > I4> I3 > I2 > I1 > I0 ;

九个输入端可对应9个乘客，其中~EI可作为头等舱乘客A1。其他依次为其他经济舱乘客2A-3A-2B-3B-2C-3C-2D-3D。

图2 74LS148D真值表及对应开关

3.2信号显示特点分析

显示器各输入与显示效果的对应关系：

此次实验使用的是CA显示屏，输入低电平有效，即输入低电平时，显示屏对应条纹灯才会发亮。

图3 信号输入与显示灯对应图

数字输入信号分析：

1：ef灯亮 —— 2：abdeg 灯亮—— 3：abcdg 灯亮

2/3共同点：abdg 灯均亮

2/3不同点：c/e 灯的亮灭

12共同点：e灯均亮

图4 excel表格框线模拟数字显示效果

结合148芯片真值表分析：

数字显示1 和 23 区分：

1输入时，148芯片输出的5个端口均为高电平。23输入时，148芯片输出的5个端口至少有1个为低电平。1输入时ef灯亮，23输入时abdg灯亮。实现该功能可使用一个与门AND，

当1输入时，148芯片输出高电平，abdg灯不亮；

当23输入时，148芯片输出低电平，abdg灯亮。

在AND到f输入端上加一个非门，

1输入时，f输入低电平，f灯亮；

23输入时，f输入高电平，f灯灭。

数字显示12 和 3 区分：

2和3 的 区别在于A0输出，1输出高电平，2输出低电平，3输出高电平。1或2输入时e亮c灭，3输入时c亮e灭。实现该功能可用一个异或门XOR，输入端一端接开关1A的输出，一端接A0端，输出端接显示器c/e；加一个非门在c输入。

1输入时，XOR输入2个高电平，输出低电平，e灯亮c灯灭；

2输入时，XOR输入2个低点平，输出低电平，e灯亮c灯灭；

3输入时，XOR输入1个低电平，一个高电平，c灯亮e灯灭。

字母分析：

A：abdef 灯亮 —— B：abcdefg灯全亮—— C：adef 灯亮 —— D：abcdef灯亮

ABCD共同点：aef灯输入均亮

AB和CD的不同点：g灯输入的亮灭

A和B 的不同点：d 灯输入的亮灭

C和D 的不同点：bc 灯输入的亮灭

图5 excel表格框线模拟字母显示效果

控制aef灯在开关闭合时常亮：

结合各开关输出特点，可用异或门XOR2实现。一段接1A的开关输出，一段接5输入与门AND5的输出。

当1A闭合时，XOR2两输入均为高电平，输出低电平，aef灯亮

当其他开关闭合时，XOR2两输入均为低电平，输出低电平，aef灯亮

AB和CD的区分（控制g 灯的亮灭）：

由148芯片真值表，根据AB 和 CD对应开关在148芯片上的输出特点：AB输入时，148芯片A2输出低电平；CD输入时，148芯片输出高电平。需AB输入时，g亮，需CD输入时，d灭。实现这一功能可使用一个异或门XOR2。一端接148芯片输出A2,一端接GS。

AB输入时，A2和 GS输出相同电平（A输出高电平，B输出低电平），异或门输出低电平，d灯亮；

CD输入时，A2输出高电平，GS输出低电平，异或门输出高电平，d灯灭。

对bcd亮灭的控制，使用了74LS138D芯片。

74LS138D芯片的真值表如图。

图6 74LS138D芯片真值表

对ABD 和 C 的区分（控制bc的亮灭）：

ABD输入时，bc灯亮，C输入时，bc灯灭。

根据ABCD在74LS148芯片的输出规律，选取A2 A1 GS 作为区分 ABD 和C 的分辨端口。则C 输出 100其余均为ABD。

图7 ABD 和 C 在148芯片的输出特点

将A2 A1 GS三端口分别输入138芯片的abc端口。根据138真值表，输入为100(C)时，输出会在Y1端口输出低电平。再加个非门NOT1连接显示屏bc输入端，即可实现：

C输入时，Y1输出低电平，bc输入端为高电平，bc灯灭；

ABD输入时，Y1输出高电平，bc输入端为低电平，bc灯亮；

对BCD 和 A 的区分（控制d灯的亮灭）：

BCD输入，d亮；A输入d灭。

根据148芯片输出规律：A输入，148芯片输出111或000，其余为BCD。

图8 BCD 和 A 在148芯片的输出特点

将A2 A1 GS三端口分别输入138芯片的abc端口。根据138真值表，输入为同为1或同为0（A）时，输出会在Y0、Y7端口输出低电平。再加个异或门XOR2连接显示屏d输入端，即可实现：

A输入时，Y0输出低电平，Y7输出高电平；Y7输出低电平，Y0输出高电平。两种情况下，d输入端为均高电平，d灯灭；

BCD输入时，Y1输出高电平，Y1输出低电平，d输入端为低电平，d灯亮；

四、设计成果展示

仿真元件：

双掷开关*9、74LS148D芯片*1、74LS138D芯片*1、

5输入端与门AND5*1、异或门XOR2*4、非门NOT*3、CA显示屏*2

4.1 仿真电路图

此图所示所有开关都处在断开状态。

图9 仿真电路图

各小元件功能

数字控制：U6、U3、U5、U2

图10 数字显示控制元件

U6、U5：异或门、控制区分数字 1/2 和 3的显示（ce灯）

U3、U2：与门、控制区分数字 1 和 2/3的显示(abdg灯)

图11 数字控制元件及功能

字母控制：74LS138D、U9、U11、U12、U10

图12 字母显示控制元件

U9：异或门、控制ABCD共用边常亮(aef灯)

U11：异或门、控制区分 AB 和 CD 的显示(g灯)

U12：非门、控制区分 ABD 和 C 的显示(bc灯)

U10：异或门、控制区分 A 和 BCD 的显示(d灯)

图13 字母控制元件及功能

场景模拟结果：

结果1：所有开关闭合，仅显示最高级别头等舱1A

图14 1A显示

结果2：除1A断开外，所有开关闭合，显示第二优先级2A

图15 2A显示

其他显示结果：

图16 3A显示

图17 2B显示

图18 3B显示

图19 2C显示

图20 3C显示

图21 2D显示

图22 3D显示