電子技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名:學(xué) 號：學(xué) 院:班 級:題 目:1 交替閃光器的制作與調(diào)試2電子觸摸控制器的制作與調(diào)試3八路電子搶答器的制作與調(diào)試 指導(dǎo)教師： 2015年12月28日目錄第一章 交替閃光器的制作與調(diào)試11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 總體設(shè)計(jì)方案11.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)21.4總電路圖、元器件清單21.4.1 總電路圖21.4.2元器件清單表31.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量31.5.1系統(tǒng)安裝31.5.2系統(tǒng)調(diào)試41.5.3系統(tǒng)參數(shù)41.6改進(jìn)意見與收獲體會(huì)4第二章 電子觸摸控制器的制作與調(diào)試52.1 設(shè)計(jì)任務(wù)52.2 總體設(shè)計(jì)方案52.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)62.4總電路圖、元器件清單

2、72.4.1總電路圖72.4.2元器件清單表92.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量92.5.1系統(tǒng)安裝92.5.2系統(tǒng)調(diào)試92.5.3參數(shù)測量102.6改進(jìn)意見與收獲體會(huì)10第三章 八路電子搶答器的制作113.1 設(shè)計(jì)任務(wù)113.2 總體設(shè)計(jì)方案113.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)113.3.1 總體設(shè)計(jì)113.3.2共陰極七段數(shù)碼管123.3.3 D鎖存器(74LS373)123.3.4編碼器（74LS147）133.3.5譯碼器（CD4511）133.3.6 控制電路(74LS00和74LS30)143.4總電路圖、元器件清單153.4.1 總電路圖153.4.2元器件清單153.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量

3、153.5.1系統(tǒng)安裝163.5.2系統(tǒng)調(diào)試163.5.3系統(tǒng)參數(shù)163.6改進(jìn)意見與收獲體會(huì)16參考文獻(xiàn)17-II-第一章 交替閃光器的制作與調(diào)試1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)1要求是兩只發(fā)光二極管（LED）交替閃光。2分析電路的工作原理。說明交替閃光的頻率與電路中的哪些器件有關(guān)。3完成交替閃光器制作及調(diào)試。1.2 總體設(shè)計(jì)方案圖1-1 交替閃光器原理圖該圖是以555電路為核心的閃光電路，當(dāng)其正常工作時(shí)，發(fā)光二極管VDl和VD2將輪流交替閃爍。電路原理：電路NE555和Rl、R2、Cl組成低頻振蕩器。電路起振后，電路555的3腳電位高低不斷變化，當(dāng)3腳為高電平時(shí)，VDl失電不發(fā)光，VD2通電發(fā)光；當(dāng)3腳為

4、低電平時(shí)，VDl通電發(fā)光，VD2失電不發(fā)光。所以，兩只發(fā)光二極管將輪流閃爍發(fā)光。具體制作時(shí)，兩只發(fā)光二極管選用的分別是紅色、綠色，可以更加醒目一些。1.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)555的工作原理 1接地2觸發(fā) 3輸出 4復(fù)位 5控制電壓6門限(閾值） 7放電 8電源電壓Vcc圖1-2 555的引腳圖當(dāng)給電路通電瞬間，電源正極通過電阻R3和R4給電解電容C1充電，此時(shí)C1兩端電壓由0V往上升，也就是555的2、6腳電壓從0V往上升，根據(jù)2腳電壓小于13電源電壓時(shí)8腳輸出高電平，這時(shí)發(fā)光二極管LEDl燈亮，LED2燈滅，當(dāng)C1上電壓上升至4V時(shí)，555的6腳電壓達(dá)到了23電源電壓，555電路翻轉(zhuǎn)，8腳輸出低

5、電子，LEDl燈滅，而LED2燈亮，此刻7腳電位為0V，C1上的電荷通過R2向7腳0V放電。當(dāng)C1放電到2V，即555的2腳電位降至13電源電壓時(shí)，3腳又輸出高電平，LEDl燈亮，而LED2 燈滅，7腳又開路，電源又開始通過R3和R4向C1充電，又重復(fù)上述過程。所以LEDl和LED2交替閃亮。1.4總電路圖、元器件清單1.4.1 總電路圖 圖1-3 總電路圖1.4.2元器件清單表表1-1 元器件清單 元器件名稱 具體說明（大小、型號等）個(gè)數(shù)電阻470歐268千歐12.2千歐1電容10微法1100微法1555無1發(fā)光二極管無21.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量1.5.1系統(tǒng)安裝按電路圖連接電路。1.

6、5.2系統(tǒng)調(diào)試按照總的電路圖，在電路板上將各元器件連接好。安裝時(shí)二極管和集電極電容的正負(fù)極不要接錯(cuò)，焊接過程中，LED的加熱時(shí)間不能過長，過長會(huì)使LED損壞，焊接時(shí)應(yīng)迅速，焊接成功后應(yīng)立即冷卻，使溫度迅速降下來，以免燒毀LED。用萬用表檢驗(yàn)電路導(dǎo)通，若出現(xiàn)毛病進(jìn)行修改，確認(rèn)無誤后連接5至15V直流穩(wěn)壓電源，即可看到紅燈綠燈交替閃爍的現(xiàn)象。1.5.3系統(tǒng)參數(shù)輸出電流(mA):±200定時(shí)范圍:10shours最大工作頻率(kHz):500NE555：工作電壓(V):4.5161.6改進(jìn)意見與收獲體會(huì)從一開始連電路圖都看不懂，一點(diǎn)一點(diǎn)摸索到能夠根據(jù)電路圖去焊接電路板，再到能夠熟練地掌握焊

7、接的技巧，我從這個(gè)過程中學(xué)到了不少在課堂上學(xué)不來的知識。動(dòng)手能力一點(diǎn)點(diǎn)的提高，我很欣慰我成長了很多。我能夠熟練地使用萬用表，同時(shí)也提高了我分析問題和解決問題的能力。遇到問題時(shí)不能僅僅依靠自己，多參考團(tuán)隊(duì)的意見，有時(shí)候可以事半功倍。第2章 電子觸摸控制器的制作與調(diào)試2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電子觸摸控制器。要求當(dāng)人觸摸觸摸板（或?qū)Ь€）時(shí)，二極管發(fā)光，大約5秒鐘后，二極管熄滅。(2)分析電路的工作原理并加以說明。(3)完成此電子觸摸控制器的制作與調(diào)試。2.2 總體設(shè)計(jì)方案圖 2-1電子觸摸控制器原理圖用手觸摸接觸板，觸發(fā)電路，從而接通電路，電路開始定時(shí)，二極管發(fā)光一段時(shí)間。電路工作原理：本電路

8、基本上是一個(gè)NE555單穩(wěn)電路，主要的差別只是觸發(fā)方法不同。NE555的觸發(fā)輸入端由22M的電阻偏置到高電平，所以當(dāng)接觸板被觸摸時(shí)，人的皮膚電阻將低于引腳2對地阻抗。這種效用使觸發(fā)輸入端的電壓低于1/3VCC的門限電平，所以定時(shí)開始。輸出脈沖寬度T=1.1R1C1，這個(gè)電路大約為5秒，在引腳3與地之間接入一個(gè)繼電器以代替發(fā)光二極管LED和電阻，就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)開關(guān)功能。2.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)集成電路是一片NE555定時(shí)電路，在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。平時(shí)由于觸摸板（或?qū)Ь€）無感應(yīng)電壓，電容C1通過NE555管腳7放電完畢，管腳3輸出為低電平，二極管不發(fā)光。當(dāng)需要使二極管發(fā)光時(shí)，用手觸碰一下觸摸板（或?qū)Ь€

9、），人體感應(yīng)的雜波信號電壓加至NE555的觸發(fā)端，使NE555的輸出由低變成高電平，二極管發(fā)光。同時(shí)，NE555管腳7內(nèi)部截止，電源便通過R1給C1充電，這就是定時(shí)的開始。當(dāng)電容C1上電壓上升至電源電壓的2/3時(shí)，NE555管腳7道通使C1放電，使管腳3輸出由高電平變回到低電平，發(fā)光二極管熄滅，定時(shí)結(jié)束。定時(shí)長短由R1、C1決定：T1=1.1R1*C1。 圖2-2 555定時(shí)器引腳圖輸入電壓、電容電壓、輸出電壓波形的原理說明1.無觸發(fā)輸入時(shí)電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，輸入電壓保持高電平，輸出端保持低電平，電容電壓為0V2.當(dāng)輸出電壓下降沿到達(dá)時(shí)，555觸發(fā)輸入端由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，電路被觸發(fā)，輸出電

10、壓由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，電路由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。3.在暫穩(wěn)態(tài)期間，電容電壓由0V開始增大，在電容電壓上升到閾值電壓2/3Vcc時(shí)，電路將保持暫穩(wěn)態(tài)不變。4.暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束5.恢復(fù)過程恢復(fù)過程結(jié)束后，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又可以接受新的觸發(fā)信號。圖2-3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接受信號原理圖2.4總電路圖、元器件清單2.4.1總電路圖圖2-4 電子觸摸控制器的總電路圖集成電路是一片NE555定時(shí)電路，在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。平時(shí)由于觸摸板（或?qū)Ь€）無感應(yīng)電壓，電容C1通過NE555管腳7放電完畢，管腳3輸出為低電平，二極管不發(fā)光。當(dāng)需要使二極管發(fā)光時(shí)，用手觸碰一下觸摸板（或?qū)Ь€），人體感應(yīng)的雜波信號電壓

11、加至NE555的觸發(fā)端，使NE555的輸出由低變成高電平，二極管發(fā)光。同時(shí)，NE555管腳7內(nèi)部截止，電源便通過R1給C1充電，這就是定時(shí)的開始。當(dāng)電容C1上電壓上升至電源電壓的2/3時(shí)，NE555管腳7道通使C1放電，使管腳3輸出由高電平變回到低電平，發(fā)光二極管熄滅，定時(shí)結(jié)束。定時(shí)長短由R1、C1決定：T1=1.1R1*C1。圖2-5 555定時(shí)器引腳圖輸入電壓、電容電壓、輸出電壓波形的原理說明1.無觸發(fā)輸入時(shí)電路工作在穩(wěn)定狀態(tài)，輸入電壓保持高電平，輸出端保持低電平，電容電壓為0V2.當(dāng)輸出電壓下降沿到達(dá)時(shí)，555觸發(fā)輸入端由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，電路被觸發(fā)，輸出電壓由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑娐?/p>

12、由穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)。3.在暫穩(wěn)態(tài)期間，電容電壓由0V開始增大，在電容電壓上升到閾值電壓2/3Vcc時(shí)，電路將保持暫穩(wěn)態(tài)不變。4.暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束5.恢復(fù)過程恢復(fù)過程結(jié)束后，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又可以接受新的觸發(fā)信號。圖2-6 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器接受信號原理圖2.4.2元器件清單表表2-1 元器件清單元件種類數(shù)目22M電阻14.7M電阻1150電阻10.01uF電容10.1uF電容1發(fā)光二極管1Ne5551導(dǎo)線若干2.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量2.5.1系統(tǒng)安裝根據(jù)電路圖,布線,焊接并認(rèn)真的檢查焊接的是否正常,萬用表測(23次)所焊電路部分。2.5.2系統(tǒng)調(diào)試我們按照電子觸摸控制器的要求進(jìn)行操作，

13、檢測電路是否滿足要求。二極管發(fā)光調(diào)試成功。2.5.3參數(shù)測量觸碰觸摸板，發(fā)現(xiàn)二極管持續(xù)發(fā)光大約5秒后熄滅。2.6改進(jìn)意見與收獲體會(huì)通過這次制作與調(diào)試，讓我更好的了解了Ne555元件作用，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力。所學(xué)的知識能運(yùn)用與實(shí)際，更是激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)熱情。這次電子設(shè)計(jì)，使我對電子元件有了更好的認(rèn)識，也使我更好的認(rèn)識自己的不足，去解決問題的時(shí)候更加注重團(tuán)隊(duì)的力量。第三章 八路電子搶答器的制作3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)完成一個(gè)八路電子搶答器的制作與調(diào)試。3.2 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器，可同時(shí)共8名選手參加比賽，并具有定時(shí)搶答功能。具體功能要求如下： 基本功能： （1） 設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器

14、，可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽。 （2 ）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。 （3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。(4)搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。(5)參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將

15、系統(tǒng)清除為止。3.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)3.3.1 總體設(shè)計(jì)該電路采用5個(gè)數(shù)字集成電路，其中74LS373為D鎖存器，74LS30為8輸入的與非門。比賽時(shí)，J0，J1J7由參賽選手控制，J8由主持人控制。當(dāng)任意一個(gè)選手搶先按下按鈕時(shí)，7430的輸出將跳變?yōu)榈碗娖剑@個(gè)低電平使74LS373處于鎖存狀態(tài)，它的輸出Q0,Q1.Q7被鎖存，隨即編碼器進(jìn)行編碼。74LS147為10線到4線的編碼器，輸入端為低電平有效，輸出為反碼。Cd4511為譯碼器，輸入BCD碼時(shí)經(jīng)譯碼后使數(shù)碼管顯示數(shù)字0，19。為了使譯碼后數(shù)碼管能顯示數(shù)字，該電路將譯碼器的D端輸入接74LS373的鎖存控制輸入端，數(shù)字被鎖存時(shí)，該端為低

16、電平，數(shù)碼管為正常顯示數(shù)字；允許數(shù)據(jù)輸入時(shí)，74LS373的11腳為高電平，經(jīng)過譯碼后數(shù)碼管不顯示，這樣正好滿足了電路的要求。數(shù)碼管為共陰7段數(shù)碼管。一輪搶答結(jié)束，由主持人按動(dòng)清除按鈕J8，對D鎖存器進(jìn)行解鎖。3.3.2共陰極七段數(shù)碼管圖3-1 共陰極數(shù)碼管圖共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管內(nèi)部連接如圖所示。3.3.3 D鎖存器(74LS373)74ls373是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一

17、個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊74ls373芯片.本文將介紹74ls373的工作原理,引腳圖(管腳圖),內(nèi)結(jié)構(gòu)圖、主要參數(shù)及在單片機(jī)系統(tǒng)中的典型應(yīng)用電路. 74ls373工作原理簡述:(1).1腳是輸出使能(OE),是低電平有效,當(dāng)1腳是高電平時(shí),不管輸入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11腳(鎖存控制端,G)如何,輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)(或者叫浮空狀態(tài)); (2).當(dāng)1腳是低電平時(shí),只要11腳(鎖存控制端,G)上出現(xiàn)一個(gè)下降沿,

18、輸出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的狀態(tài).鎖存端LE 由高變低時(shí)，輸出端8 位信息被鎖存，直到LE 端再次有效。 當(dāng)三態(tài)門使能信號OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許Q0Q7輸出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。3.3.4編碼器（74LS147）74ls47是一個(gè)10線-4線優(yōu)先編碼器(BCD輸出) 簡要說明: 147為10線-4線優(yōu)先編碼器,共有54/7414754/74LS147兩種線路結(jié)構(gòu)，147將9條數(shù)據(jù)線(1-9)進(jìn)行4線BCD編碼,即對最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼.當(dāng)1-9電平

19、時(shí),編碼輸出(ABCD)為十進(jìn) 需單設(shè)/IN0輸入端. 管腳圖: 圖3-2 74LS147引腳圖1-9 編碼輸入端(低電平有效) ABCD 編碼輸出端(低電平有效)3.3.5譯碼器（CD4511）七段顯示器譯碼器/譯碼器 IC CD4511 是一組用來作為BCD 對共陰極LED 七段顯示器譯碼的包裝。其引腳圖如圖3-2所示，其各腳功能如下： LT：做燈泡測試用，當(dāng)LT=0，則不論其它輸入狀態(tài)為何，其輸出abcdefg=1111111，使七段顯示器全亮，即顯示8，以便觀測七段顯示器是否正常。當(dāng)LT=1，則正常解碼。 BI：空白輸入控制，當(dāng)BI=0 (LT 為1 時(shí))則不論DCBA 之輸入為何，其

20、輸出abcdefg皆為0，即七段顯示器完全不亮，此腳可供使用者控制僅對有效數(shù)據(jù)譯碼，避免在無意義的數(shù)據(jù)輸入時(shí)顯示出來造成字型的系亂。 LE：數(shù)據(jù)栓鎖致能控制；在CD4511 中，不但具譯碼功能，更具有數(shù)據(jù)栓鎖的記憶功能。當(dāng)LE=0 時(shí)(LT=1 且 BI=1)，DCBA 數(shù)據(jù)會(huì)被送入IC 的緩存器中保存，以供譯碼器碼；當(dāng)LE=1 時(shí)，則IC 中的暫存器會(huì)關(guān)閉，僅保存原來在LE=0 時(shí)的DCBA數(shù)據(jù)供譯碼器譯碼。換句話說當(dāng)LE=1 時(shí)，不論DCBA 的輸入數(shù)據(jù)為何，皆不影響其輸出，其輸出abcdefg 仍保留原來在LE 由0 轉(zhuǎn)為1 以前的資料。 圖 3-3 CD45111 引腳功能圖3.3.6 控制電路(74LS00和74LS30)74LS00：引出端符號：1A4A，1B4B 輸入端 1Y4Y 輸出端電源電壓：7V輸入電壓： 54/7400、54/74H00、54/74S00：5.5V 5