數(shù)字電子技術課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　第一章 設計目的和原理3</p><p>　　1.1 設計目的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)的調試9</p><p><b>　　總結10</b

3、></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　課程設計做為模擬電子技術課程及數(shù)字電子技術課程的重要組成部分，在學完模擬電子技術和數(shù)字電子技術課程后，應進行課程設計，其目的是使學生更好的鞏固和加深對基礎知識的理解，更好的在實際問題中更好的應用所學的

4、知識。學會設計各種模擬電路和數(shù)字電路，比如溫度報警器的設計、波形發(fā)生器、數(shù)字時鐘等。獨立完成調試過程，增強學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生電路分析和設計能力。通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學習和日后工程實踐奠定基礎。</p><p>　　第一章 設計目的和原理</p><p><b>　　1.1 設計目的</b></p><p

5、>　　(1)進一步熟悉和掌握常用數(shù)字電路元器件的應用。</p><p>　　(2)學習和練習在面加深理解數(shù)字電路的基本理論知識，學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗，掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設計的基本方法包括板上接線的方法、技術、要注意的問題。</p><p>　　(3)學習數(shù)字電路實物制作、調試、測試、故障查找和排除的方法。</p><p>　　(4)學習仔細的做

6、實驗的習慣，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驅動BS201半導體數(shù)碼管，顯示計數(shù)，即流過產品的個數(shù)。</p><p><b>　　設計方案方框圖:</b></p><p>　　第二章 電路的各個部分及系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.1 信號轉換電路</p><p>　　使用光電三極管作為信號轉換元

8、件，其基本電路圖如下： 信號轉換電路</p><p>　　當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，從而導致電壓vi增大，產生高電平；當成品通過時，遮住光源，導致射極的電流ie減小，產生低電平。由于產生的高低電平不規(guī)則，所以需要整形電路，此次設計選用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)器的結構圖和波形轉換圖如下：</p><p><b>　　施密特觸發(fā)器</b></p><p><b>　

12、　波形轉換圖</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Rd端為1、Ld端為0時，電路工作在預置數(shù)狀態(tài)。當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?shù)谝黄嫵桑?001）時，C端輸出高電平，經反相器后，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可以直接驅動共陰極的半導體數(shù)碼管BS201。由7448的輸出電路可以看到，當輸出管截止，輸出為高電平時，流過數(shù)碼管的電流是有Vcc經1KΩ上拉電阻提供的。當Vcc=5V時候，這個電阻只有2mA左右。

15、用7448驅動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?！　缌爿斎肱c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>　　設計的電路圖如下：</b><

18、/p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)的調試</b></p><p>　　在整個電路連接好之后，便可以進行以下方式的調試。對于整個電路，首先用生產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，再對電路進行復位操作（按開關見），看結果是否為0，如是，則符合要求。相同情形試驗幾次，如都是這樣結果，說明一切正常，符合預期結果！ 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</b></p><p>　　通過這次課程設計實踐，讓我體會到了只學習課本上知識是不夠的，理論和實踐應當結合起來學習。</p><p>　　在課程設計過程中，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，要用調零電位器將運算放大器調零。雖然在課程設計過程中

21、有各種困難，但我通過查資料、和同學交流、咨詢老師等方法，克服了遇到的問題。這不僅增強了我自學的能力，也提高了我的實踐能力。</p><p>　　在做設計的過程中，我學會了如何與同學相互協(xié)作，從中我體會到了成功的滋味，也品嘗到了失敗的痛苦。雖然這次課程設計結束了，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)字電子技術基礎.第四版.北京.高等教育出版社.2004.</p><p>　　[2] 楊頌華.數(shù)字電子技術基礎.西安.西安電子科技大學出社.2003.</p><p>　　[3] 電子線路CAD實用教程.西安.西安電子科技大學出版社.2003.</p><p>　　[4] 童詩白.