东北电力大学自动化工程学院模拟电子技术课程设计说明书.docx
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东北电力大学自动化工程学院模拟电子技术课程设计说明书
课程设计说明书
学生姓名:
学号:
学院:
自动化工程学院
班级:
自动
题目:
1.交替闪光器的制作与调试
2.电子触摸控制器的制作与调试
3.八路电子抢答器的制作
指导教师:
目录
第1章交替闪光器的制作与调试3
1.1设计任务3
1.2总体设计方案3
1.3系统分析与设计4
1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单6
1.5电路安装、调试与参数测量7
1.6改进意见与收获体会8
第2章电子触摸控制器的制作与调试9
2.1设计任务9
2.2总体设计方案9
2.1电子触摸控制器9
2.3系统分析与设计10
2.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单10
2.5系统安装、调试与参数测量11
2.6改进意见与收获体会12
第3章八路电子抢答器的制作13
3.1设计任务13
3.2总体设计方案13
3.3系统分析与设计13
3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单14
3.5系统安装、调试与参数测量16
3.6改进意见与收获体会16
第1章交替闪光器的制作与调试
1.1设计任务
1.要求闪光灯电路图(由两只发光二极管交替闪亮发光的电路)
2.分析电路的工作原理。
说明交替闪光的频率与电路中的哪些器件有关。
3.完成交替闪光器制作及调试。
1.2总体设计方案
图1.1交替闪光灯电路图
图是以555电路为核心的闪光电路,当其正常工作时,发光二极管VDl和VD2将轮流交替闪烁。
电路原理:
电路起振后,电路555的3脚电位高低不断变化,当3脚为高电平时,VD2失电不发光,VD1通电发光;当3脚为低电平时,VD2通电发光,VD1失电不发光。
所以,两只发光二极管将轮流闪烁发光。
1.3系统分析与设计
1.3.1由555定时器构成的多谐振荡器
555定时器内部结构的简化原理图如图1.3.1
(1)所示。
它由三个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电BJTT以及缓冲器G3组成。
图1.2555定时器内部结构简化原理图
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路,由于矩形波中除基波外
还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换,故又称它为无稳态电路。
1.3.2555的工作原理
图1.3555的引脚图
1.接地2.触发3.输出4.复位5.控制电压6.门限(阈值)7.放电8.电源电压Vcc
当给电路通电瞬间,电源正极通过电阻R3和R4给电解电容C1充电,此时C1两端电压由0V往上升,也就是555的2、6脚电压从0V往上升,555定时器在内部结构和外部电容电阻的共同作用下输出如图所示的方波。
图1.4555定时器的工作波形
1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
1.4.1总电路图
图1.5总电路图
1.4.2元器件清单表
表1.1元器件清单
元器件名称
具体说明(大小、型号等)
个数
电阻
470欧
2
68千欧
1
2.2千欧
1
电容
10微法
1
100微法
1
555
无
1
发光二极管
无
2
1.4.3仪器仪表清单表
表1.2仪器仪表清单
仪器仪表名称
个数
电路板
1
数字式万用表
1
电烙铁
1
焊芯
1
电工钳
1
导线
若干
1.5电路安装、调试与参数测量
1.5.1系统安装
按电路图连接电路。
1.5.2系统调试
在通电以前我们用万用表检查各器件,电源接线正确。
按照闪光器的要求进行操作,检测电路是否满足要求。
闪光灯交替发光调试成功。
1.5.3系统参数
NE555:
工作电压(V):
5V
1.6改进意见与收获体会
改进意见无。
通过交替闪光器的制作与调试,明白了二极管的发光原理,阳极接高电平,阴极接低电平。
理解了555定时器3端口的输出特性输出方波。
第2章电子触摸控制器的制作与调试
2.1设计任务
制作一个电子触摸控制器,实现延时功能。
2.2总体设计方案
图2.1电子触摸控制器
用手触摸接触板(或者让地线接到555定时器的2端口)触发电路,从而接通电路,电路开始定时,二极管发光持续一段时间。
2.3系统分析与设计
2.3.1由555定时器构成的单稳态触发器
单稳态触发器只有一个稳定状态,一个暂稳态。
由于电路中RC延时放电环节的作用,该暂态维持一段时间又回到原来的稳态,暂稳态维持的时间取决于R1,和C1的参数值。
2.3.3电路原理
电路基本是一个NE555单稳电路,主要的差别是触发方法不同。
当需要开灯时,用手触碰一下金属片P,人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端,使555的输出由低变成高电平,电灯点亮。
定时长短由R1、C1决定。
2.3.2电阻型驱动
电路中的电阻150起到了限流作用。
2.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
2.4.1总电路图
图2.2电子触摸控制器总电路图
2.4.2仪器仪表清单表
表2.1仪器仪表清单
5—15伏直流电压源
1
电烙铁
1
电路板
1
数字式万用表
1
2.4.3元器件清单表
表2.2元器件清单
元件种类
数目
22M电阻
1
4.7M电阻
1
150电阻
1
0.01uF电容
1
0.1uF电容
1
发光二极管
1
Ne555
1
导线
若干
2.5系统安装、调试与参数测量
2.5.1系统安装:
根据电路图焊接好电路,确保电路连通。
2.5.2系统调试:
将电源的正负极接好后,用手去触碰触摸板,灯亮了以后持续约5~6秒后熄灭。
2.5.3参数测量:
触碰触摸板,发现二极管持续发光大约5秒后熄灭。
2.6改进意见与收获体会
通过这次制作与调试,让我更好的了解了555定时器的作用,明白了单稳态的具体含义,555定时器功能强大与电容电阻外接能实现很多功能。
第3章八路电子抢答器的制作
3.1设计任务
设计并制作一个数字电子式的八路抢答器。
3.2总体设计方案
基本功能:
(1)设计一个八路抢答器抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,能显示0~7的数字。
(2)第9个端口具有清零作用。
(3)具有锁存功能。
当有第一个选手率先抢答成功以后,其他信号再次输入时无效,数码管上显示当前的数字。
3.3系统分析与设计
3.3.1总体设计
锁存器对输入信号进行筛选,只允许第一个信号输出,编码器和译码器能对信号进行编译码,最后CD4511能驱动数码管显示数字,锁存器还具有清零作用。
7400,7430实现逻辑上的转换。
当有信号率先输入时,其他信号无效,然后使用清零端进行清零。
3.3.2锁存器(74LS373)
74ls373工作原理简述:
当有第一个信号输入时,锁存器不再允许其他信号输入。
3.3.3共阴极七段数码管
共阴数码管就是在数码管内部所有二极管的阴极都接地,当阳极接到高电平的该二极管就亮。
3.3.4编码器(74LS147)
74ls147是一个10线-4线优先编码器(BCD输出),能实现编码作用。
3.3.5译码器(CD4511)
图3.1译码器(CD4511)引脚图
3.3.6控制电路(74LS00和74LS30)
74LS00是一个二输入与非门。
74LS30是一个八输入与非门。
3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
3.4.1总电路图
图3.28路抢答器总电路图
3.4.2元器件清单
表3.1元器件清单表
种类
数目
100K电阻
9
74ls373
1
74ls00
1
74ls30
1
74ls147
1
Cd4511
1
共阴7段数码管
1
5伏直流电压源
1
导线
若干
3.4.3仪器仪表清单
表3.2仪器仪表清单表
电路板
1
数字式万用表
1
电烙铁
1
5伏直流电压源
1
3.5系统安装、调试与参数测量
3.5.1系统安装:
仔细对照电路图,焊接好电路,由于此电路接线较多,务必细心。
3.5.2系统调试:
首先我们按照抢答器的功能进行操作,检测电路是否满足要求,结果某些功能不能实现。
我们就设法查找并排出了故障。
最后调试成功。
3.5.3参数测量
当数码管能显示不同数字,并具有清零功能时,则视为成功。
无其他参数测量。
3.6改进意见与收获体会
改进意见无。
理解了74系列部分芯片的功能与作用,更深刻地知道了什么叫编码器,什么叫译码器,熟悉了八段数码管的发光原理和把段数码管的内部结构,锁存器的作用很经典。
【参考文献】
[1]王义军.数字电子技术基础.北京:
中国电力出版社.2007
[2]韩学军.模拟电子技术基础.北京:
中国电力出版社.2008
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