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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 前言2</b></p><p> 第一章 設(shè)計目的和原理3</p><p> 1.1 設(shè)計目的3</p><p> 1.2 基本原理3</p><p> 第二章 電路的各個部分及系統(tǒng)原理
2、圖4</p><p> 2.1 信號轉(zhuǎn)換電路4</p><p> 2.2 脈沖整形電路5</p><p> 2.3 計數(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11</b></p><p><b> 前言</b></p><p> 課程設(shè)計做為模擬電子技術(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)進行課程設(shè)計,其目的是使學(xué)生更好的鞏固和加深對基礎(chǔ)知識的理解,更好的在實際問題中更好的應(yīng)用所學(xué)的
4、知識。學(xué)會設(shè)計各種模擬電路和數(shù)字電路,比如溫度報警器的設(shè)計、波形發(fā)生器、數(shù)字時鐘等。獨立完成調(diào)試過程,增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,提高學(xué)生電路分析和設(shè)計能力。通過實踐教學(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)和日后工程實踐奠定基礎(chǔ)。</p><p> 第一章 設(shè)計目的和原理</p><p><b> 1.1 設(shè)計目的</b></p><p
5、> (1)進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,學(xué)習(xí)基本理論在實踐中綜合運用的初步經(jīng)驗,掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計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)字電路實物制作、調(diào)試、測試、故障查找和排除的方法。</p><p> (4)學(xué)習(xí)仔細的做
6、實驗的習(xí)慣,積極的查找資料。</p><p> (5)提高分析和解決實際問題的能力。</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數(shù)軌道時,造成瞬時遮光,使發(fā)射極的電流隨光的強弱而變化,進而把光信號能夠用電壓來表示,使用555定時器改裝成的施密特觸發(fā)器對電壓信號整形獲得比較理想的矩形脈沖波形,送入4個74160并聯(lián)計數(shù)器的計數(shù)輸入口,計數(shù)器能
7、夠從0000-9999計數(shù),每個計數(shù)器連接一個7448譯7448驅(qū)動BS201半導(dǎo)體數(shù)碼管,顯示計數(shù),即流過產(chǎn)品的個數(shù)。</p><p><b> 設(shè)計方案方框圖:</b></p><p> 第二章 電路的各個部分及系統(tǒng)原理圖</p><p> 2.1 信號轉(zhuǎn)換電路</p><p> 使用光電三極管作為信號轉(zhuǎn)換元
8、件,其基本電路圖如下: 信號轉(zhuǎn)換電路</p><p> 當(dāng)光電三極管受光源照射時,流過射極的電流ie增大,因為電阻的值不變,從而導(dǎo)致電壓vi增大,產(chǎn)生高電平;當(dāng)成品通過時,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)計選用555定時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,由于VTH=VTR=vi=0V時,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2/3Vcc以前,vo=vo1=1的狀態(tài)不會改變。</p><p
10、> B:當(dāng)vi升高到2/3Vcc時,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,但在降低未達到1/3Vcc以前,vo=vo1=0的狀態(tài)同樣也不會改變。</p><p> C:當(dāng)vi下降到1/3Vcc時,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2/3Vcc以前,vo=vo1=1的狀態(tài)不會改變。</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 計數(shù)器連接電路 選用十位計數(shù)器74LS160 ,其Rd端為0 時所有觸發(fā)器將同時被置零,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,電路工作在預(yù)置數(shù)狀態(tài)。當(dāng)Rd和Ld端同時為1而EP為0、ET為1時,這時計數(shù)器工作在保持狀態(tài)。如果ET為0,則EP不論為何狀態(tài),計數(shù)器的狀態(tài)也將保持不變,但這時進位輸出CO等于0。當(dāng)Rd、Ld、E
13、P、ET端皆為1時,電路工作在計數(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)計用四個74LS160串行進位方式連接接法。以第一片的進位輸出CO作為第二片的CP輸入,當(dāng)?shù)谝黄嫵桑?001)時,C端輸出高電平,經(jīng)反相器后,第二片的CP為低電平。下個計數(shù)脈沖信號到
14、達第二片時為計數(shù)工作狀態(tài),計入1,而第一片計成(0000)狀態(tài),它的CO端回到低電平。第一片的EP和ET恒為1,始終處于計數(shù)工作狀態(tài)。依次類推,四個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,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時候,這個電阻只有2mA左右。
15、用7448驅(qū)動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)動共陰極顯示器三個輔助控制端: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)動態(tài)滅零輸入RBI
16、 當(dāng)LT=1,RBI=0且A3A2A1A0=0000時,滅零。該端主要用于顯示多位數(shù)字時,多個譯碼器之間的連接。(3) 滅燈輸入BI/RBO 有時作輸入,有時作輸出。作輸入時,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)動態(tài)滅零輸出RBO BI/RBO作為輸出使用時,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,BI/RBO =0。
17、此時的RBO=0,在使七個發(fā)光二極管全滅的同時們也是表明“0”已熄滅的指示信號。 將滅零輸入與滅零輸出配合使用,即可實現(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> 在整個電路連接好之后,便可以進行以下方式的調(diào)試。對于整個電路,首先用生產(chǎn)線上的一個成品不斷遮擋光線,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,再對電路進行復(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)場情況多變,由TTL電路輸出電壓信號可能不能滿足要求,此時可對此輸出端電壓進行適當(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 光電三極管 1個 555定時器 1個 </p><p> 74LS160 4個 74LS248 4個
20、 LED數(shù)碼顯示器 4個</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 通過這次課程設(shè)計實踐,讓我體會到了只學(xué)習(xí)課本上知識是不夠的,理論和實踐應(yīng)當(dāng)結(jié)合起來學(xué)習(xí)。</p><p> 在課程設(shè)計過程中,出現(xiàn)了各種各樣的問題。比如元器件太多就出現(xiàn)連接錯誤,另外在實驗之前,要用調(diào)零電位器將運算放大器調(diào)零。雖然在課程設(shè)計過程中
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。這不僅增強了我自學(xué)的能力,也提高了我的實踐能力。</p><p> 在做設(shè)計的過程中,我學(xué)會了如何與同學(xué)相互協(xié)作,從中我體會到了成功的滋味,也品嘗到了失敗的痛苦。雖然這次課程設(shè)計結(jié)束了,但是我還希望能做更多的課外實踐,因為只通過實踐,才能考驗出我們學(xué)的知識以及我們的能力。</p><p><b> 參考
22、文獻</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實用教程.西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2003.</p><p> [4] 童詩白.
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