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文檔簡介
1、<p> 電子技術(shù)課程設(shè)計報告</p><p> 學(xué) 院:電氣與電子工程學(xué)院</p><p> 專業(yè)班級:電氣工程及其自動化</p><p><b> 學(xué)生姓名:</b></p><p><b> 指導(dǎo)教師:</b></p><p> 完成時間:
2、2013年12月19日</p><p> 成 績: </p><p><b> 目錄</b></p><p> 四人搶答器電路設(shè)計報告</p><p> 一. 設(shè)計要求.1</p><p> 二.設(shè)計的作用 目的1</p>
3、<p> 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)1</p><p><b> 1.系統(tǒng)概述1</b></p><p> 2.單元電路設(shè)計與分析2</p><p> 3.電路的安裝與調(diào)試6</p><p> 節(jié)日彩燈控制電路設(shè)計報告</p><p> 一. 設(shè)計要求.7</p
4、><p> 二.設(shè)計的作用 目的7</p><p> 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)7</p><p><b> 1.系統(tǒng)概述7</b></p><p> 2.單元電路設(shè)計與分析8</p><p> 3.電路的安裝與調(diào)試10</p><p> 溫度控制電路設(shè)計報告
5、</p><p> 一. 設(shè)計要求.10</p><p> 二.設(shè)計的作用 目的10</p><p> 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)10</p><p><b> 1.系統(tǒng)概述10</b></p><p> 2.單元電路設(shè)計與分析11 </p><p
6、> 四.心得體會、存在問題和進一步的改進意見等12</p><p><b> 五. 附錄13</b></p><p> 六. 參考文獻14</p><p> 四人搶答器電路的設(shè)計報告</p><p><b> 設(shè)計要求</b></p><p> 1)搶
7、答器最多可供4名選手參賽,編號為1-4號,各隊對應(yīng)用一個按鈕S1-S4中一個控制,并設(shè)置一個清零和搶答控制開關(guān)S,該開關(guān)由主持人控制。</p><p> 2)搶答器具有鎖存功能,直到主持人,清零。</p><p> 3)開關(guān)S作為清零及搶答控制開關(guān)(由主持人控制),當(dāng)開關(guān)S被按下時搶答電路清零,當(dāng)開關(guān)S松開后這允許搶答,輸入搶答信號由搶答按鈕開關(guān)S1-S4實現(xiàn)。</p>
8、<p> 4)有搶答信號輸入,即開關(guān)S1-S4中的任意一個開關(guān)被按下時,對應(yīng)的數(shù)碼顯示管就顯示幾號,此時再按其它任何一個開關(guān)被按下均無效,指示燈依舊“保持”第一個開關(guān)按下時所對應(yīng)的狀態(tài)不變。</p><p><b> 設(shè)計的作用、目的</b></p><p> ?。?)掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。</p><p> ?。?/p>
9、2)了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法,學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。</p><p> (3)熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片,并掌握其工作原理,進一步學(xué)會使用其進行電路設(shè)計。</p><p><b> 設(shè)計的具體實現(xiàn)</b></p><p><b> 系統(tǒng)概述</b></p><p> 當(dāng)主持人按下?lián)尨?/p>
10、控制按鈕后,四位選手搶答按動按鈕,當(dāng)某一選手首先按搶答按鈕時,可通過觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)并鎖存,在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的電平信息,同時為防止其他開關(guān)隨后出發(fā)而產(chǎn)生紊亂,最先產(chǎn)生的輸出電平又反過來將觸發(fā)電路鎖定,然后在譯碼器中譯碼,將觸發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài),最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。若有多個開關(guān)同時按,他們之間存在著隨機競爭的問題,結(jié)果可能是他們中的任意一個產(chǎn)生有效輸出。</p><p>
11、 2.單元電路設(shè)計(或仿真)與分析</p><p> (1).74LS00 </p><p> 74LS00是兩輸入四與非門集成電路。當(dāng)輸入端中有一個或一個以上輸入低電平時,輸出端為高電平;當(dāng)輸入全部為高電平時,輸入為低電平。顯然、與非門是“與”邏輯的非運算,即“有0出1,全1出0”</p><p> 74LS00在本設(shè)計中充分發(fā)揮與非門的作用,將上
12、一級的輸入信號傳入到一級,真正運用與非門“有0出1,全1出0”,為本設(shè)計提供方便。</p><p><b> 74LS00</b></p><p> ?。?). 74LS20是一個雙4輸人與非門,即在一個集成塊內(nèi)含有兩個互相獨立的與非門,每個與非門有4個輸入端。74LS20在本電路中只運用了一個輸出和四輸入,其它端子未能全總使用,根據(jù)閑置輸入端的要求連接,以不改變
13、電路邏輯狀態(tài)及工作穩(wěn)定的原則,若輸入端口為“與”邏輯關(guān)系時,多余的輸入端可以懸空(但不能帶開路長線)通過個1—10KΩ的電阻接電源正極,在前級驅(qū)動能力允許時,也可以并接到一個已被使用的高輸入端上。對于與非鬧中不能使用的與門,該與門至少一有一個輸入端接地。輸出端不允許直接電源或直接接地,否則可能使輸出級的管子因電流過大而損壞,輸出端可通過上拉電阻與電源正極相連,使輸出高電平提升。</p><p> 74LS20
14、 </p><p> (3) 非門芯片74LS14 是一個6反向器, 引腳定義如下圖:</p><p><b> 74LS14 </b></p><p> A端為輸入端,Y端為輸出端,一片芯片一共6路,即 1,3,5,9,11,13 為輸入端, 2,4,6,8,10,12 為輸出端,輸出結(jié)果與輸入結(jié)果反向。
15、</p><p> 即如果輸入端為高電平, 那么輸出為低電平。 如果輸入低電平,輸出為高電平。(4) 74LS175的 邏輯引腳圖與功能表如下:</p><p> 圖1-6 74LS175的邏輯引腳圖</p><p> 74LS175是一個單向正沿觸發(fā)的四D 觸發(fā)器、互補輸出,有公用的時鐘和公用的清零。時鐘的觸發(fā)產(chǎn)生于特定的電壓電平上,同脈沖的正躍變時間無直
16、接關(guān)系。當(dāng)CP引腳輸入上升沿時,1D-4D被鎖存到輸出端(1Q-4Q)。不管時鐘輸入的電平是高或是低,D 輸入信號不影響輸出。電路通電后,按下復(fù)位按鍵S,1Q、Q2、Q3、Q4輸出高電平,電路進入準備狀態(tài)。這時,假設(shè)有按鍵A被按下,4D的輸出將由低變成高電平,使4Q輸出為高電平經(jīng)過或門U3A驅(qū)動數(shù)碼管使數(shù)碼管顯示1(選手A的編號),同時使4Q(4Q非)輸出為低電平經(jīng)過與門U4A輸出低電平,此低電平與時鐘脈沖經(jīng)過與非門U2A形成一個上升沿
17、作為74LS175 CLK的輸入。因為74LS175是下降沿觸發(fā)的,故按下除復(fù)位之外的任何的按鍵都將不會發(fā)生電路狀態(tài)的變化,即輸入被鎖定。達到了既定的功能目標。</p><p> 表4 74LS175功能表</p><p> (5) 74LS48七段顯示譯碼器</p><p> 74LS48芯片是一個十進制(BCD)譯碼器,可用來驅(qū)動共陰極的發(fā)光二極管顯示器
18、。74LS48的內(nèi)部有升壓電阻,因此無需外接電阻(可直接與顯示器相連接)。74LS48其引腳圖如下圖,其功能表如下表</p><p> 圖2.4 74LS48引腳圖</p><p> 74LS48的功能表如下表所示。其中,A3A2A1A0為8421BCD碼輸入端,a~g為7段譯碼輸出端。</p><p> 表2.3 74LS48的功能表</p>
19、<p> 常用的七段顯示器件:半導(dǎo)體數(shù)碼管將十進制數(shù)碼分成七個字段,每段為一發(fā)光二極管。半導(dǎo)體數(shù)碼管(或稱LED數(shù)碼管)的基本單元是PN結(jié),目前較多采用磷砷化鎵做成的PN結(jié),當(dāng)外加正向電壓時,就能發(fā)出清晰的光線。單個PN結(jié)可以封裝成發(fā)光二極管,多個PN結(jié)可以按分段式封裝成半導(dǎo)體數(shù)碼管,其管腳排列如下圖所示。 </p><p><b> 電路的安裝與調(diào)試</b><
20、/p><p> 按電路圖連接電路。先在電路板上插好各種器件。在插器件的時候,要注意器件的活口方向,同時要保證各管腳與插座接觸良好,管腳不能彎曲或折斷。指示燈的正、負極不能接反。在通電以前先用萬用表檢查各器件的電源接線是否正確。</p><p> 按照搶答器的功能進行操作,若電路滿足要求,說明電路沒有故障。若某些功能不能實現(xiàn),就要設(shè)法查找并排出故障,排出故障可按照信息流程的正向(由輸入到輸出
21、)查找,也可以按信息流程逆向(右輸出到輸入)查找。在面包板上連接好電路后,進行試驗,看看能否出現(xiàn)要求中的結(jié)果,第一次試驗時我們并沒有成功,</p><p> 節(jié)日彩燈控制電路設(shè)計報告</p><p><b> 一.設(shè)計要求</b></p><p> 控制彩燈依次循環(huán)閃爍。</p><p> 彩燈為16個,可以用發(fā)
22、光二極管模擬,</p><p> 二.設(shè)計的作用、目的</p><p> ?。?)掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。</p><p> (2)了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法,學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。</p><p> (3)熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片,并掌握其工作原理,進一步學(xué)會使用其進行電路設(shè)計。</p><p
23、><b> 三.設(shè)計的具體實現(xiàn)</b></p><p><b> 系統(tǒng)概述</b></p><p> 電路組成及工作原理:</p><p> 此電路由74LS161、74LS14、74LS138組成。當(dāng)通電后每來一個脈沖,計數(shù)器74LS161加1,輸出1。則3—8譯碼器所接的發(fā)光二極管依次發(fā)光。</p&
24、gt;<p> 彩燈控制電路原理圖如下。</p><p><b> 總電路圖</b></p><p><b> 單元電路設(shè)計與分析</b></p><p> (1)16進制計數(shù)器74LS161</p><p> 74LS161管腳圖</p><p>
25、 74LS161功能表</p><p> 74LS161功能 </p><p> 當(dāng)清零端CR=“0”,計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”,這個時候為異步復(fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時,在CP信號上升沿作用后,74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3,D2,D1,D0的狀態(tài)一樣,為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”
26、、CP脈沖上升沿作用后,計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO,其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能,一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。</p><p> (2)74ls138譯碼器內(nèi)部電路邏輯圖功能表簡單應(yīng)用</p><p> 74LS138 為3 線-8 線譯碼
27、器:</p><p> 74LS138工作原理如下: </p><p> 當(dāng)一個選通端(G1)為高電平,另兩個選通端(/(G2A)和/(G2B))為</p><p> 低電平時,可將地址端(A、B、C)的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 </p><p> 3線-8線譯碼器74LS138的功能表</p><
28、;p> (3)74LS14為六反相器</p><p> 3.電路的安裝與調(diào)試</p><p> 在實際連電路時,會出現(xiàn)接觸不好等情況。這時可用萬用表測量各個接頭的電壓來判斷是否是接觸不好。要注意每個元器件的工作原理和功能,以及邏輯器件的管腳圖,以免因此而造成不必要的過失。紅綠燈不亮,極有可能正負極接反,調(diào)整過來。 搭接工作完成后,做一次系統(tǒng)的檢查,如果各部分連線正確,方
29、 可接通電源,進行調(diào)試。調(diào)試中如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與設(shè)計要求不符合,可從簡單部分或某一個預(yù)知特性的點開始,逐級進行查找,逐步縮小故障可能存在的范圍,直到查出故障點并排除,使之達到預(yù)定的目的。</p><p><b> 溫控電路設(shè)計報告</b></p><p><b> 設(shè)計要求</b></p><p> 當(dāng)溫度增加到
30、一定值時,led燈由加熱變?yōu)楸亍?lt;/p><p><b> 設(shè)計的作用和目的</b></p><p> (1)掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。</p><p> (2)了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法,學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。</p><p> ?。?)熟悉使用Multisim 9 軟件。</p>
31、;<p><b> 設(shè)計的具體實現(xiàn)</b></p><p><b> 系統(tǒng)概述</b></p><p> 單元電路設(shè)計(或仿真)與分析</p><p> 打開Multisim 9 軟件,在軟件中將電路連接好,進行仿真,通過將調(diào)節(jié)可變電阻來觀察led燈的變換,最后找到臨界值。</p>&l
32、t;p><b> 電路的安裝與調(diào)試</b></p><p> 電路連好后,調(diào)節(jié)電阻時遇到了麻煩,只能把臨界阻值固定在一個很大的范圍,不精確,后來根據(jù)老師的提示,在發(fā)光二極管兩端加了電壓表來觀察,把范圍縮小,大概在32%—33%的范圍內(nèi)。</p><p> 四.心得體會、存在問題和進一步的改進意見等</p><p> 本次課程設(shè)計我
33、只用了一個星期的時間就全部做完,效率很高,因為在設(shè)計之前根據(jù)設(shè)計的要求,每個模塊都仔細的設(shè)計分析了,正是整個過程我都認真的態(tài)度和方案選擇合適,才有這么高的效率。而且從本次課程設(shè)計中收獲很多??梢钥偨Y(jié)為以下的幾點:</p><p> (一)、鞏固數(shù)電知識</p><p> 這次課程設(shè)計主要是運用數(shù)字電路邏輯設(shè)計的一些相關(guān)知識,在整個實習(xí)過程中,都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。我在最開
34、始,就先將實習(xí)用到的知識通過翻閱數(shù)電書回顧了一遍(這也是對這門課的復(fù)習(xí),給以后的復(fù)習(xí)備考減少了很多負擔(dān)),這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹,對后來的快速設(shè)計起了很好的鋪墊作用。而且還參考了數(shù)字電路實驗指導(dǎo)書, 關(guān)于芯片的管腳,里面有清晰的描述。</p><p> ?。ǘ?、學(xué)會用電路板、芯片、導(dǎo)線等組裝各種功能的電路;</p><p> 雖然這不是第一次用電路板,因為之前的課內(nèi)實驗也用
35、過,但當(dāng)時的運用也只是插些導(dǎo)線和電阻電容之類的,用了電路板的很小部分。這次的實習(xí)中應(yīng)用了整塊板子,實習(xí)后對電路板的組成完全了解了,并能熟練運用。實習(xí)中通過對電路的連接也懂得了如何通過設(shè)計的分析對所連電路的整體布局,如何更好的放置芯片在最合適的位置。在導(dǎo)線的連接上,如何選擇導(dǎo)線走向是關(guān)鍵,我們應(yīng)該盡量保證所連電路的簡捷,寧短勿長,合理布線。一個完美的作品不僅要能很好的完成要求實現(xiàn)功能,還要在感官上給人美的享受。所以站在美的角度對自己的電路
36、進行改良是很必要的。</p><p> ?。ㄈ⒗碚撀?lián)系實際</p><p> 據(jù)老師介紹,這是大學(xué)里唯一一次比較大型的動手實踐機會。我當(dāng)然不會錯過。課程設(shè)計,通過選擇的題目,根據(jù)要求,運用所學(xué)知識將其付諸實踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂,或者課后看書過程中的深入理解,這需要的是一種理論聯(lián)系實踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論,而實際的動手操作則完全不同,需要考慮
37、實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。比如在動筆做題時我們是不用考慮導(dǎo)線、電阻是否連接的牢固合理,但在實際中,導(dǎo)線電阻有時是會帶來時延造成花型變化的錯亂,所以我們應(yīng)盡量在連接電路時選擇最短路徑。平時試驗中,我就很認真,所以會比平時不動手的要輕松地多。</p><p> ?。ㄋ模⒑屯瑢W(xué)共同合作、互相學(xué)習(xí)、共同進步</p><p> 最初大家沒思路的時候,特別的
38、著急,我想出來了,大家問我,我就說了我的思路,我們不是抄襲,只是探討,們個人都理解了才開始設(shè)計,我做的循環(huán)兩遍,他們的都不是。我們的設(shè)計不同,我只是給大家啟發(fā)了一個思考點。理論上我先設(shè)計出來,但在實習(xí)中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題,請教同學(xué)或老師是很好的做法,節(jié)省時間,也會從別人身上學(xué)到更多。在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的,不同的人對問題的看法總有差異,我們可以從交流中獲得不同的想法,其他人的設(shè)計也可能有比你
39、出色的地方,很好的借鑒,并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計方法。</p><p> (五)電路組裝、調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法</p><p> 在電路組裝過程中,遇到的最大問題是,當(dāng)時設(shè)計時考慮不周全,芯片分布不夠合理,出現(xiàn)了許多“特長線”。不但影響布線速度,而且也會給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時已經(jīng)布線不少,不可能重新開始,再三權(quán)衡,最后只移動了一個芯片,
40、問題就得到了很大改善。其次就是布線,因為要求不準交叉,且橫平豎直,所以在保證連通的情況下,在布線上也下了不少工夫。調(diào)試過程中,第一輪用萬用表歐姆檔測試,就遇了實驗板上有插孔不通的情況,導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對于別的辦法,我選擇了導(dǎo)線顯式連通,因為其更明晰,更易實現(xiàn)。對于高阻導(dǎo)線則只能換掉。第二輪接電后,用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。</p><p> 此次課程設(shè)計雖然只有一周時間,但我覺得我學(xué)了這半年都
41、沒有學(xué)到的東西。原來課本上有好多知識都不太理解,有些知識掌握的也不是很深,通過這次課程設(shè)計,我懂得了很多以前不懂的知識,對它們的印象也加深了。所以我覺得每學(xué)期進行一次課程設(shè)計給我們對所學(xué)知識綜合運用的機會,通過動腦和動手,理論結(jié)合實踐的將模擬電子技術(shù)學(xué)好。</p><p><b> 五.附錄</b></p><p> 1.四人搶答器電路設(shè)計元器件明細表</p
42、><p> 2.彩燈控制電路 </p><p><b> 3.溫度控制電路</b></p><p><b> 六.參考文獻</b></p><p> 1 ·閻石 ·數(shù)字電子技術(shù)·高等教育出版社·2005</p>
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