多路搶答器及小功率降壓穩(wěn)壓器

1、課程設(shè)計總結(jié)報告題 目 多路搶答器及小功率降壓穩(wěn)壓器 專 業(yè) 學 號 授課班號 學生姓名 指導(dǎo)教師 完成時間 摘要這次電子技術(shù)課程設(shè)計主要讓我們完成兩個任務(wù)：多路搶答器和小功率降壓穩(wěn)壓器。這兩個任務(wù)分別用到我們所學的數(shù)字電路和模擬電路的知識。數(shù)字電路部分主要采用Multisim軟件設(shè)計、再進行仿真，檢驗通過后再開始在電路板上插芯片、連線。而模擬電路部分，老師已經(jīng)給我們一張設(shè)計好的電路圖，只是有不少錯誤。我們先分析已經(jīng)設(shè)計的電路圖，把錯誤挑出，對錯誤部分進行改正后，對整個電路圖再進行優(yōu)化。所以對于整個電路并沒有重新設(shè)計，節(jié)約不少時間。最后，多路搶答器制作成功，而小功率穩(wěn)壓降壓器由于發(fā)下來的實驗器

2、件有問題導(dǎo)致沒有制作出來，十分遺憾。關(guān)鍵詞：Multisim、復(fù)位、反饋、計時、穩(wěn)壓目錄1前言1.1課程設(shè)計的目的與意義41.2課程設(shè)計要實現(xiàn)的目標41.3電子電路系統(tǒng)設(shè)計方法42 多路搶答器2.1實驗要求62.2實驗所用器材62.3總體框圖72.4功能模塊設(shè)計2.4.1輸入電路82.4.2顯示電路92.4.3計時電路112.4.4狀態(tài)燈122.4.5控制電路143 小功率穩(wěn)壓降壓器3.1實驗要求163.2總體框圖163.3功能模塊設(shè)計3.3.1供電電路173.3.2穩(wěn)壓電路173.3.3電壓比較電路183.3.4開關(guān)控制電路194 心得體會205參考文獻216附錄22正文電子技術(shù)課程設(shè)計的目

3、的與意義電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，加強工程訓練，特別是技能的培養(yǎng)，對于培養(yǎng)工程人員的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學中，課程設(shè)計是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報告等實踐內(nèi)容。通過課程設(shè)計要實現(xiàn)以下兩個目標：（一）、學生初步掌握電子線路的設(shè)計、組裝及調(diào)試方法。1查閱文獻資料；2分析電路；3組裝調(diào)試電路；4撰寫科技報告。（二）、課程設(shè)計為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。電子電路系統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計一個電子電路系統(tǒng)時，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進行方案選擇，然后對方案中的各部分進行單元的設(shè)計和器件選擇，最后將各部分連接在一起，設(shè)計出一個

4、符合設(shè)計要求的完整系統(tǒng)電路。具體如下： 1.分析任務(wù)要求、確定總體方案根據(jù)系統(tǒng)的總體功能，把一個較復(fù)雜的系統(tǒng)分解為若干個較簡單的單元電路，明確各個單元的功能及作用，畫出其原理框圖。2.選擇集成電路類型、確定單元電路的組成按照每個單元電路的邏輯功能，選擇合適的集成電路芯片進行設(shè)計。由于器件類型和性能的不同，需要器件的數(shù)量和電路連接形式不一樣，所以需將不同方案進行比較。一般情況下，選擇性能可靠、使用器件少、成本低、器件易于獲得的方案。 3.考慮單元電路之間的連接 各單元電路選定之后，還要認真解決它們之間的連接問題。如前級對后級是否能夠驅(qū)動，前級與后級之間的邏輯關(guān)系，要保證各單元之間在時序上協(xié)調(diào)一致

5、，并能穩(wěn)定工作，避免出現(xiàn)競爭冒險或相互之間的干擾。4. 畫出電路圖電路圖應(yīng)當清晰、工整，符合電路制圖原則：（1）通路盡量用線連接，不便連接時，應(yīng)在斷口兩端標出，互相連通的交叉線應(yīng)打點標出；（2）同一電路分作兩張以上繪制時，應(yīng)用同一坐標系統(tǒng)，并應(yīng)標明信號的連接關(guān)系；（3）所用的元器件邏輯符號為國家標準。2多路搶答器實驗要求14名選手或4個代表隊的編號分別是1、2、3、4，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，分別是S1、S2、S3、S4。2給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答器的開始。3.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答

6、按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。4搶答器具有定時搶答器的功能，且一次搶答的時間可以由主持人設(shè)定（如9秒）。當節(jié)目主持人啟動“開始”鍵后，要求定時器立即加（減）計時，并且綠色指示燈，可以搶答。5參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號，紅色指示燈亮，停止搶答，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。6如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，紅色指示燈亮，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。實驗所用器材74LS74芯片兩片74LS147芯片一片

7、74LS48芯片一片74LS160芯片一片74LS20芯片一片74LS00芯片一片74LS04芯片一片555芯片兩片電容若干電阻若干共陰極數(shù)碼管一只總體框圖：搶答按鈕（4個）D觸發(fā)器編碼器譯碼器主持人開關(guān)反饋組合電路555脈沖產(chǎn)生器A計數(shù)器顯示器555脈沖產(chǎn)生器B顯示電路計時電路 輸入電路控制電路狀態(tài)燈當主持人摁下主持人開關(guān)后，控制電路反饋到D觸發(fā)器開始使其工作。當有人搶先摁下?lián)尨痖_關(guān)時，輸入電路產(chǎn)生信號進入控制電路，控制電路反饋D觸發(fā)器使其鎖存狀態(tài)，并向顯示電路輸出搶答者的編號。若是無人搶答計時電路時間到，向控制電路輸入信號，控制電路反饋D觸發(fā)器鎖存狀態(tài)，使輸入電路無效化。輸入電路

8、采用兩個二輸入D觸發(fā)器74LS74芯片，以及一個555組合電路。555組合電路A可產(chǎn)生頻率很高的脈沖信號，輸入D觸發(fā)器的脈沖輸入端，用于捕捉開關(guān)電路的電平變化。當有人搶答時，其所屬的D觸發(fā)器會第一時間改變電平輸入到反饋組合電路中。開關(guān)默認情況下是高電平，4個D觸發(fā)器也是默認高電平輸出。當有人摁下開關(guān)時，由于輸入D觸發(fā)器的時鐘脈沖很高，一定會捕捉到其變化，Q輸出也會變化，變?yōu)榈碗娖?。顯示電路采用一個74LS147芯片，一個74LS04芯片，一個74LS48芯片，一個共陰極數(shù)碼管，電阻若干。將74LS147芯片的1、2、3、4輸入端分別連接輸入電路的四個輸出端（4個D觸發(fā)器的Q輸出），5、6、7、

9、8、9端接高電平。4個輸出分別連接非門在輸入進74LS48芯片輸入端中。由于74LS48芯片控制端都是低輸入有效，所以全連接高電平。最后把74LS48芯片的輸出分別連接限流電阻后接入共陰極數(shù)碼管。74LS148功能表74LS48管腳圖計時電路采用一個555組合電路，一個74LS160芯片。555組合電路B同樣產(chǎn)生一個固定頻率的脈沖信號，頻率為1Hz左右，輸入到計時器芯片的時鐘脈沖端。把計時器的A、D輸出端與非后輸入給反饋電路。只有當計時器工作，并累計到10個脈沖時，A、D第一次同時輸出高電平，時與非后的結(jié)果由默認的高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出給控制電路。狀態(tài)燈輸入A：主持人開關(guān)輸入B：計時器輸入 輸

10、入C：控制電路采用一個紅發(fā)光二極管、一個綠發(fā)光二極管、一個與非門、一個或門、一個非門。將計時器輸入和控制電路輸入與非后結(jié)果在與主持人開關(guān)輸入相或，結(jié)果連接紅色發(fā)光二極管，再非后連接綠色發(fā)光二極管。綠色發(fā)光二極管代表可以搶答，紅色發(fā)光二極管代表不能搶答，包括已被其他選手搶答和時間到無人搶答的情況。控制電路默認情況下是高電平輸出，計時器默認也為高電平輸出，與非后結(jié)果為低電平。主持人開關(guān)閉合為高電平，斷開為低電平。當摁下開關(guān)時，低電平與高電平或的結(jié)果為高電平，亮紅燈，電子管、觸發(fā)器內(nèi)部狀態(tài)清零。抬起開關(guān)時，低電平與低電平或的結(jié)果為低電平，亮綠燈，可以搶答，計時器開始計時。若是規(guī)定時間內(nèi)有人搶答或是定

11、時器到時間，控制電路或計時電路輸出低電平，其與非后結(jié)果由默認低電平變?yōu)楦唠娖?。而主持人開關(guān)斷開輸出高電平，亮紅燈。清零時，主持人摁下開關(guān)，開關(guān)閉合，輸出低電平，或后結(jié)果為高電平，亮紅燈?？刂齐娐份斎階：計時電路輸入C：D觸發(fā)器輸入B：555脈沖產(chǎn)生器 輸入D：高電平采用兩個個74LS20芯片、一個非門。4個D觸發(fā)器與非后，再非一次，結(jié)果同555脈沖產(chǎn)生器輸出、計時電路輸出和高電平再次與非。4個D觸發(fā)器默認為高電平，與非后結(jié)果為低電平，再次非后即為高電平。計時器默認情況下也為高電平。此時三個高電平和高頻脈沖與非結(jié)果還是高頻脈沖。其結(jié)果反饋給四個D觸發(fā)器的時鐘脈沖輸入端，使其工作。當任意輸出改變時

12、最后一個與非門的輸入會變?yōu)榈碗娖?，結(jié)果也會變成高電平，這樣脈沖消失，D觸發(fā)器鎖存，實現(xiàn)阻礙其他選手搶答的功能。3 小功率穩(wěn)壓降壓器實驗要求小功率降壓（12VDC）穩(wěn)壓器實現(xiàn)功能：當輸入電壓小于12VDC時，輸入電壓與輸出電壓相同，即直通，當輸入電壓大于12V時，輸出電壓應(yīng)不大于12VDC，輸入電壓范圍是（6-20VDC），適用于負載變化且需要穩(wěn)壓的場合，考慮如何擴流以滿足大電流且電壓波動較大的場合?？傮w框圖修改后的電路圖如下模塊分析供電電路輸入端正極接了一個二極管D1，防止，正負極接反時造成電流回流，燒壞比較器芯片。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算，Vo1.25（1R2/R1）。輸出電壓

13、變化范圍是Vo1.25V37V，所以R2/R1的比值范圍只能是028.6。帶入R1，可得R2最大為23.74K?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)滑動變阻器R2改變輸出電壓的大小。電壓比較電路LM393引腳功能排列表引出端序號功能符號引出端序號功能符號1 輸出端1 OUT1 5 正向輸入端2 1N+(2) 2 反向輸入端1 1N-(1) 6 反向輸入端2 1N-(2) 3 正向輸入端1 1N+(1) 7 輸出端2 OUT2 4 地GND 8 電源VCC 當2輸入端電壓大于3輸入端電壓時電流直接接電磁繼電器的1號端輸出，3輸入端大于2輸入端時三極管導(dǎo)通，二極管輸出電壓為5V，可以通過調(diào)節(jié)Rx1阻值來調(diào)節(jié)3輸入端的電壓

14、大小。開關(guān)控制電路當三極管斷開時直接輸出輸入電壓，若是三極管導(dǎo)通，則電磁繼電器的線圈中流入電流，產(chǎn)生磁性，開關(guān)被吸引到另一個接口上輸出穩(wěn)壓器的輸出電壓。二極管用于保護電路，防止產(chǎn)生回流，導(dǎo)致三極管被燒壞。心得體會通過這次的課程設(shè)計作品的制作，我對數(shù)電和模電知識有了更深刻的了解。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行?！睂W習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以在本學期數(shù)電剛學完之際，緊接著來一次電子電路課程設(shè)計是很及時、很必要的。在具體的制作過程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在書本上的知識與實際的應(yīng)用存在著不小的差距，書本上的知識很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實際的因素，或者涉及的不全面

15、，可在實際的應(yīng)用時這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問題，這讓我們無法根據(jù)書上的理論就輕易得到預(yù)想中的結(jié)果，有時結(jié)果甚至很差別很大。通過這次實踐，我們更體會到實踐的重要性。這次課程設(shè)計讓我學到了很多。對于我們在做事過程中發(fā)現(xiàn)的問題要冷靜的思考，不要盲目的進行。有一些問題當你好好思考一下時，就會發(fā)現(xiàn)是一個很好解決的問題。二盲目的進行，只會是浪費時間沒有效果。比如在我們設(shè)計數(shù)電任務(wù)狀態(tài)燈部分，仿真過程中，發(fā)現(xiàn)一個幾乎每個組都存在的問題：主持人在摁下開關(guān)對電子管清零時，綠色發(fā)光二極管會發(fā)亮。雖然老師布置任務(wù)的ppt上并沒有對燈泡的作用進行具體要求，不過按照常理，綠色發(fā)光二極管發(fā)光即為可以搶答，

16、可此時并不能搶答。其它很多組對這一問題并不在意，認為仿真電路總體能工作就可以了，并不留意小的細節(jié)。而我們組精益求精，對此現(xiàn)象進行更深層次的研究發(fā)現(xiàn)，最初設(shè)計的狀態(tài)燈只將觸發(fā)器和計時器的變化作為輸入，實際上還要考慮主持人開關(guān)的變化。所以我們在這之中重新設(shè)計，加入了主持人開關(guān)的變化輸入，成功解決這一難題，使電路設(shè)計向成功更近了一步?？傊谶@次設(shè)計過程中所得到的體會，在過去是沒有過的，在書本是也是無法找到的。所以，我十分珍惜和留戀這次的課程設(shè)計，在這次的課程設(shè)計中，我們的三位指導(dǎo)老師*老師、*老師和*老師給予了我們十分大的幫助，而且教會了我們許多的關(guān)于以后的學習、工作和科研方面應(yīng)該如何去做。所以在此

17、我表示對他們的感謝。而且在這次的課程設(shè)計當中，我們組的同學都積極參與，合作十分愉快。我在以后的學習、工作中一定會把這次的體驗加以發(fā)揚光大。我相信我以后可以做的更好！參考文獻1華光等， 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）， 高等教育出版社，2006年1月第5版P504等。2華光等， 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）， 高等教育出版社，2006年1月第5版P186，P139，P226，P414，P442等。3百度文庫等附錄1. 元器件清單穩(wěn)壓器序號名稱型號單位數(shù)量總數(shù)量單價（元）1比較器393只12繼電器DC12V（T73）只13電阻10K只14電阻4.7K只45電阻240只16二極管4007只27三極管9013只18穩(wěn)壓管5.1V/1W只198腳插座只110電容1F只211電位器10K只112電位器200K只113三端穩(wěn)