數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)目的和原理3</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　1.2 基本原理3</p><p>　　第二章 電路的各個(gè)部分及系統(tǒng)原理

2、圖4</p><p>　　2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4</p><p>　　2.2 脈沖整形電路5</p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)器連接電路6</p><p>　　2.4 系統(tǒng)原理圖8</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的調(diào)試9</p><p><b>　　總結(jié)10</b

3、></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)做為模擬電子技術(shù)課程及數(shù)字電子技術(shù)課程的重要組成部分，在學(xué)完模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程后，應(yīng)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，其目的是使學(xué)生更好的鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，更好的在實(shí)際問題中更好的應(yīng)用所學(xué)的

4、知識(shí)。學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)各種模擬電路和數(shù)字電路，比如溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)、波形發(fā)生器、數(shù)字時(shí)鐘等。獨(dú)立完成調(diào)試過程，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高學(xué)生電路分析和設(shè)計(jì)能力。通過實(shí)踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)目的和原理</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p

5、>　　(1)進(jìn)一步熟悉和掌握常用數(shù)字電路元器件的應(yīng)用。</p><p>　　(2)學(xué)習(xí)和練習(xí)在面加深理解數(shù)字電路的基本理論知識(shí)，學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法包括板上接線的方法、技術(shù)、要注意的問題。</p><p>　　(3)學(xué)習(xí)數(shù)字電路實(shí)物制作、調(diào)試、測(cè)試、故障查找和排除的方法。</p><p>　　(4)學(xué)習(xí)仔細(xì)的做

6、實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣，積極的查找資料。</p><p>　　(5)提高分析和解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　1.2 基本原理　　當(dāng)成品從流過，通過光源和光電三極管組成的特殊計(jì)數(shù)軌道時(shí)，造成瞬時(shí)遮光，使發(fā)射極的電流隨光的強(qiáng)弱而變化，進(jìn)而把光信號(hào)能夠用電壓來表示，使用555定時(shí)器改裝成的施密特觸發(fā)器對(duì)電壓信號(hào)整形獲得比較理想的矩形脈沖波形，送入4個(gè)74160并聯(lián)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入口，計(jì)數(shù)器能

7、夠從0000-9999計(jì)數(shù)，每個(gè)計(jì)數(shù)器連接一個(gè)7448譯7448驅(qū)動(dòng)BS201半導(dǎo)體數(shù)碼管，顯示計(jì)數(shù)，即流過產(chǎn)品的個(gè)數(shù)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案方框圖:</b></p><p>　　第二章 電路的各個(gè)部分及系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　使用光電三極管作為信號(hào)轉(zhuǎn)換元

8、件，其基本電路圖如下： 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　當(dāng)光電三極管受光源照射時(shí)，流過射極的電流ie增大，因?yàn)殡娮璧闹挡蛔?，從而?dǎo)致電壓vi增大，產(chǎn)生高電平；當(dāng)成品通過時(shí)，遮住光源，導(dǎo)致射極的電流ie減小，產(chǎn)生低電平。由于產(chǎn)生的高低電平不規(guī)則，所以需要整形電路，此次設(shè)計(jì)選用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器用做整形電路。</p><p>　　2.2 脈沖整形電路</p>&

9、lt;p>　　把555定時(shí)器改接成施密特觸發(fā)器，它工作原理如下：</p><p>　　A：當(dāng)vi=0V時(shí)，由于VTH=VTR=vi=0V時(shí)，電壓比較器C1輸出高電平，C2輸出低電平；基本RS觸發(fā)器被置“1”態(tài)；放電三極管VTD截止；555定時(shí)器vo端和vo1端的輸出均為高電平，即vo=vo1=1。vi繼續(xù)升高，但在未上升到達(dá)2/3Vcc以前，vo=vo1=1的狀態(tài)不會(huì)改變。</p><p

10、>　　B：當(dāng)vi升高到2/3Vcc時(shí)，電壓比較器C1輸出低電平，C2輸出高電平，基本RS觸發(fā)器被置“0”態(tài)；放電三極管VTD飽和導(dǎo)通；555定時(shí)器vo端和vo1端的輸出均為低電平，即vo=vo1=0。此后，vi繼續(xù)上升到Vcc，然后再降低，但在降低未達(dá)到1/3Vcc以前，vo=vo1=0的狀態(tài)同樣也不會(huì)改變。</p><p>　　C：當(dāng)vi下降到1/3Vcc時(shí)，電壓比較器C1輸出高電平，C2輸出低電平；基本

11、RS觸發(fā)器被置“1”態(tài)；放電三極管VTD截止；555定時(shí)器vo端和vo1端的輸出均為高電平，即vo=vo1=1。此后vi繼續(xù)下降到0，然后再上升到達(dá)2/3Vcc以前，vo=vo1=1的狀態(tài)不會(huì)改變。</p><p>　　施密特觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖和波形轉(zhuǎn)換圖如下：</p><p><b>　　施密特觸發(fā)器</b></p><p><b>　

12、　波形轉(zhuǎn)換圖</b></p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)器連接電路　 選用十位計(jì)數(shù)器74LS160 ，其Rd端為0 時(shí)所有觸發(fā)器將同時(shí)被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響。當(dāng)Rd端為1、Ld端為0時(shí)，電路工作在預(yù)置數(shù)狀態(tài)。當(dāng)Rd和Ld端同時(shí)為1而EP為0、ET為1時(shí)，這時(shí)計(jì)數(shù)器工作在保持狀態(tài)。如果ET為0，則EP不論為何狀態(tài)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)也將保持不變，但這時(shí)進(jìn)位輸出CO等于0。當(dāng)Rd、Ld、E

13、P、ET端皆為1時(shí)，電路工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)。74160的外部引腳圖及功能表圖如下所示。</p><p><b>　　引腳圖</b></p><p>　　74LS160的功能表　　本次課程設(shè)計(jì)用四個(gè)74LS160串行進(jìn)位方式連接接法。以第一片的進(jìn)位輸出CO作為第二片的CP輸入，當(dāng)?shù)谝黄?jì)成（1001）時(shí)，C端輸出高電平，經(jīng)反相器后，第二片的CP為低電平。下個(gè)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)到

14、達(dá)第二片時(shí)為計(jì)數(shù)工作狀態(tài)，計(jì)入1，而第一片計(jì)成（0000）狀態(tài)，它的CO端回到低電平。第一片的EP和ET恒為1，始終處于計(jì)數(shù)工作狀態(tài)。依次類推，四個(gè)74106工作范圍為0000-9999.2.4 顯示系統(tǒng)電路 用7448可以直接驅(qū)動(dòng)共陰極的半導(dǎo)體數(shù)碼管BS201。由7448的輸出電路可以看到，當(dāng)輸出管截止，輸出為高電平時(shí)，流過數(shù)碼管的電流是有Vcc經(jīng)1KΩ上拉電阻提供的。當(dāng)Vcc=5V時(shí)候，這個(gè)電阻只有2mA左右。

15、用7448驅(qū)動(dòng)BS201的連接方法圖:</p><p>　　7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器三個(gè)輔助控制端：LT、RBI、BI/RBO</p><p>　　(1) 試燈輸入LT　　當(dāng)LT=0,且RBO=1，此時(shí)無論其他輸入端是什么狀態(tài)，所有各段輸出均為１，字形全顯，以檢查各段能否正常發(fā)光。</p><p>　　(2)動(dòng)態(tài)滅零輸入RBI　

16、　當(dāng)LT=1,RBI=0且A3A2A1A0=0000時(shí)，滅零。該端主要用于顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼器之間的連接。(3) 滅燈輸入BI/RBO　　有時(shí)作輸入，有時(shí)作輸出。作輸入時(shí)，且BI=0，無論其他輸入端是什么電平，所有各段均為０，所以字形熄滅。</p><p>　　(4)動(dòng)態(tài)滅零輸出RBO　　BI/RBO作為輸出使用時(shí)，為滅零輸出指示。從分析滅零輸入端RBI的作用中已知，當(dāng)滅零成功時(shí)，BI/RBO =0。

17、此時(shí)的RBO=0，在使七個(gè)發(fā)光二極管全滅的同時(shí)們也是表明“0”已熄滅的指示信號(hào)?！　缌爿斎肱c滅零輸出配合使用，即可實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示系統(tǒng)的滅零控制。只需在整數(shù)部分把高位的RBO與低位的RBI連接，就可以把前面多余的零滅掉了。</p><p><b>　　2.4 系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)的電路圖如下：</b><

18、/p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　在整個(gè)電路連接好之后，便可以進(jìn)行以下方式的調(diào)試。對(duì)于整個(gè)電路，首先用生產(chǎn)線上的一個(gè)成品不斷遮擋光線，得到一組數(shù)據(jù)，看所得數(shù)據(jù)與遮擋次數(shù)是否一致，如一致，再對(duì)電路進(jìn)行復(fù)位操作（按開關(guān)見），看結(jié)果是否為0，如是，則符合要求。相同情形試驗(yàn)幾次，如都是這樣結(jié)果，說明一切正常，符合預(yù)期結(jié)果！ 說明：

19、現(xiàn)場(chǎng)情況多變，由TTL電路輸出電壓信號(hào)可能不能滿足要求，此時(shí)可對(duì)此輸出端電壓進(jìn)行適當(dāng)放大或縮小，以滿足要求！</p><p><b>　　器材整理：</b></p><p>　　電阻 35個(gè) 光電三極管 1個(gè) 555定時(shí)器 1個(gè) </p><p>　　74LS160 4個(gè) 74LS248 4個(gè)

20、 LED數(shù)碼顯示器 4個(gè)</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，讓我體會(huì)到了只學(xué)習(xí)課本上知識(shí)是不夠的，理論和實(shí)踐應(yīng)當(dāng)結(jié)合起來學(xué)習(xí)。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過程中，出現(xiàn)了各種各樣的問題。比如元器件太多就出現(xiàn)連接錯(cuò)誤，另外在實(shí)驗(yàn)之前，要用調(diào)零電位器將運(yùn)算放大器調(diào)零。雖然在課程設(shè)計(jì)過程中

21、有各種困難，但我通過查資料、和同學(xué)交流、咨詢老師等方法，克服了遇到的問題。這不僅增強(qiáng)了我自學(xué)的能力，也提高了我的實(shí)踐能力。</p><p>　　在做設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)會(huì)了如何與同學(xué)相互協(xié)作，從中我體會(huì)到了成功的滋味，也品嘗到了失敗的痛苦。雖然這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是我還希望能做更多的課外實(shí)踐，因?yàn)橹煌ㄟ^實(shí)踐，才能考驗(yàn)出我們學(xué)的知識(shí)以及我們的能力。</p><p><b>　　參考

22、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第四版.北京.高等教育出版社.2004.</p><p>　　[2] 楊頌華.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).西安.西安電子科技大學(xué)出社.2003.</p><p>　　[3] 電子線路CAD實(shí)用教程.西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[4] 童詩白.