數(shù)顯式電路設(shè)計方案之北京化工大學(xué)

1、北京化工大學(xué)理學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計題目：數(shù)顯式b測量電路的設(shè)計說明書：頁圖紙：3頁班級:電科0802姓名:黃振金學(xué)號:200863057同組人:張廣文 蔡曉春指導(dǎo)教師:2010年12月28日目錄一 課程設(shè)計的任務(wù)及基本要求二 邏輯框圖設(shè)計三 邏輯電路的設(shè)計及參數(shù)計算四 安裝調(diào)試步驟及遇到的問題五 印刷線路板設(shè)計六 體會及建議七 參考文獻(xiàn)八 附錄(元件使用說明)九 附圖(框圖邏輯圖印刷線路板圖)一 課程設(shè)計的任務(wù)及基本要求（1）1. 測量NPN硅三極管的直流電流放大系數(shù)£199。測試條件：、IB10mA ，允許誤差± 2 。B、14V£VCE £

2、16V，對不同值的三極管，VCE基本不變。 （2）用兩只LED數(shù)碼管和一個發(fā)光二極管構(gòu)成十進(jìn)制數(shù)字顯示器，二極管作為百位顯示，兩只LED作為十位與各位顯示，即最大顯示數(shù)字為199。數(shù)字顯示器顯示的數(shù)字應(yīng)當(dāng)清晰，顯示周期的長短要合適，（應(yīng)大于人眼的滯留時間0.1S)。（3）設(shè)B、C、E三個插孔，當(dāng)被測二極管插入時，打開電源，顯示器即顯示該二極管的值(4)測量電路誤差絕對值不超過1+5N/100(5)限定使用的主要元器件通用型集成運(yùn)放LM324高阻型集成運(yùn)放LF351 通用型集成電壓比較器LM311集成定時器NE5552/5十進(jìn)制計數(shù)器74LS90BCD七段譯碼器74LS47雙D上升沿觸發(fā)器74L

3、S74四2輸入與非門CC4011共陽極LED七段數(shù)碼管二 邏輯框圖設(shè)計值測量的方框圖 VX轉(zhuǎn)換電路壓控振蕩器10進(jìn)制計數(shù)器被測三極管與門計數(shù)時間產(chǎn)生電路10進(jìn)制計數(shù)器1位鎖存器清零信號產(chǎn)生電路七段譯碼器七段譯碼器2022-03-05三 邏輯電路的設(shè)計及參數(shù)計算 -Vx轉(zhuǎn)換電路Vx=IbR2三極管的集電極后面應(yīng)加一個電流到電壓的轉(zhuǎn)換電路從而構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋，如下電路圖：R2324cbe-15V5.1kR34.7kR1R1.5MVx由最大值(199)時有：Vx（max）=13V；根據(jù)運(yùn)放兩輸入端的外接等效電阻應(yīng)盡量相等的原則，R3略小于R2。(2) 壓控振蕩器相關(guān)參數(shù)計算：fx與Vx的關(guān)系設(shè)積分

4、器的負(fù)向積分時間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正向積分時間常數(shù)，即設(shè)R/4（通常取R/4>100R9）則這個壓控振蕩器的震蕩周期就近似等于上圖中積分器的負(fù)向積分時間t1，即近似等于積分器的輸出電壓由下降到-所要的時間t1。因為=-+=-+當(dāng)t=時，=-，即有-=-+，所以=2式中的是積分器輸出電壓的峰值，在=-時，比較器的狀態(tài)發(fā)生變化這時比較器同相輸入端的電位=0,即=+,因此=將代入式得=2故此壓控振蕩器的震蕩周期為=+=2振蕩頻率為=·可見與成正比，由于=··所以與成正比?？紤]Vam應(yīng)比V1m小些，按V6/V7<0.7，取R6=15K，R7=24K，根據(jù)運(yùn)放輸入段與

5、外接等效電阻應(yīng)盡量相等，取R8=10K。相關(guān)問題討論:積分器、電壓比較器可否都用324？優(yōu)缺點？351高阻型；311專用電壓比較器（轉(zhuǎn)換速度快）積分器中的D1起什么作用？為什么要?為使正向積分與負(fù)向積分的回路不同、時間不同。為能實現(xiàn)壓控振蕩，并忽略正向積分時間。-VX轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓極性與VP - VX轉(zhuǎn)換電路的異同點，積分電路的異同。Vx的極性不同，故積分電路中D1極性接法不同。2022-03-0572022-03-057(3)計數(shù)時間產(chǎn)生電路 要求計數(shù)時間Tc應(yīng)<<0.1s，一般取5ms< Tc <50ms；取30ms顯示時間Td應(yīng)>> 0.1s，一般

6、取0.3s< Tc <1s；取0.5s 電路1）、顯示時間：td=(R12 +R11)C2ln2=0.5S計數(shù)時間：tc=R12C2ln2=30ms取 C2=0.33 mF得 R12=130kW、R11=2MW2）、在計數(shù)時間TC內(nèi)，計數(shù)器記錄的脈沖個數(shù)N為N=Tc/Tx=Tc*fx=Tc又有=R2N=根據(jù)顯示的設(shè)計要求，由前面知：=130K,=0.33uF,=15K,=24K,=13V,=5.1K,=330p,則只需調(diào)整使得等于，那么數(shù)碼管的顯示值就為值。因此用電位器Rw串聯(lián)代替R4。這就是電路的數(shù)顯式原理。根據(jù)運(yùn)放兩輸入端等效電阻盡量相等原則，取R5=300K考慮功能和成本，選

7、LF351（高阻型運(yùn)放）與LM311（通用性電壓比較器）計數(shù)時間與壓控振蕩器的輸出相與（經(jīng)與非門和反相器）的結(jié)果是什么？(4)計數(shù)、譯碼、顯示電路：74LS90的清0信號為正脈沖，且必須產(chǎn)生在計數(shù)時間V2（高電平）上升沿到來的時刻。清0信號的寬度tW00.7R13C4 其tW0選擇的原則為:a.應(yīng)遠(yuǎn)大于74LS90的清0信號的延遲時間(40ns);b.應(yīng)遠(yuǎn)小于計數(shù)脈沖的最小周期Tmin（由計數(shù)時間TC/99決定）即：0.4s<0.7R13C4<300 s。 如下圖中所示：芯片及其接線圖。工作波形顯示電路:說明：如果計數(shù)時間遠(yuǎn)小于人眼的滯留時間（0.1S），鎖存器可以省略；利用譯碼器

8、的消隱端，使數(shù)碼管在計數(shù)時間內(nèi)為暗狀態(tài)，效果更佳。顯示時間遠(yuǎn)大于人眼的滯留時間（0.1S） 。顯示時間TCTdV1V2V3清0信號鎖存信號（5）清零信號電路清零信號寬度two近似0.7R13C4清零信號不能太窄，因此考慮two>0.4S;Two應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于計數(shù)脈沖最小周期TxminT xmin=30ms/199=150S因此0.4S<0.7R13C4<150S，取C4=470P，R13=56K四、實驗過程中遇到的問題：1：在電路設(shè)計過程中要統(tǒng)籌規(guī)劃，在給定得器材范圍內(nèi)合理選取。2：電路設(shè)計過程中要仔細(xì)分析各個器件的參數(shù)及使用說明，以防在安裝調(diào)試過程中出現(xiàn)燒毀器件的情況。3：安裝

9、調(diào)試過程中先要合理規(guī)劃電路的分布及布局，注意電路的美以及觀安裝的簡潔。4：注意要團(tuán)隊協(xié)作，明確分工，從而集思廣益達(dá)從而到人員及器件的合理配置。5：安裝過程中要嚴(yán)格對照各種器件的參數(shù)說明，不可帶電操作。6.焊接電路板時，如果拆焊時用得過得松香就會導(dǎo)致錫接不上焊盤，因此松香用量要適當(dāng)。7.芯片焊接時不要一下子將全部的管腳都給它焊接上去，用哪個就焊那個，防止焊接錯誤時難以拆焊。8、PCB板插線時要先設(shè)計好整體的布局，然后再開始工作，以免到最后發(fā)現(xiàn)板空間不夠用。五 印刷線路板設(shè)計 要求：1.需要研究電路中的元器件的排列，確定元器件在印刷線路板上的最佳位置。根據(jù)元器件的數(shù)量、大小和合理排列來計算所需要電

10、路板的面積。2.元器件必須安排在同一面上，稱作元件面或正面，正面用紅色線（元件面，橫線為主），反面用藍(lán)色線（連線面，豎線為主），連接雙面連線的金屬化孔應(yīng)用藍(lán)色線。3.一般線寬取1.0-1.5mm左右，相鄰兩條線之間的間距不小于線寬。電源線與地線盡可能取得寬一些，以減少線上的壓降，提高可靠性。4.印刷電路圖和實際印刷電路板的比例為2：1。5.坐標(biāo)紙大小為31cm*23cm的，周邊留寬5-10mm，芯片跨度15mm，芯片管腳間距5mm，電位器兩管腳間距5mm，金屬化孔內(nèi)孔徑取.mm，外孔徑取.mm。印刷圖：詳圖見附錄六 體會及建議（）體會在此次試驗設(shè)計中我們經(jīng)歷了由給定的設(shè)計任務(wù)書查資料、選方案框

11、圖設(shè)計，選擇元器件單元電路和整體電路設(shè)計安裝調(diào)試印刷電路板圖設(shè)計、繪制寫總結(jié)報告的全過程。通過這個過程中發(fā)現(xiàn)問題及解決問題我進(jìn)一步鞏固了所學(xué)理論知識，并所學(xué)把理論應(yīng)用于實踐，增強(qiáng)自己的動手能力，并且實驗中在與同組同學(xué)的交流以及相互解決問題的過程中我們不僅在自己原有的思維上有了新的突破，而且增強(qiáng)了我們自身的團(tuán)隊協(xié)作意識，讓我們受益匪淺。然而最重要的莫過于增強(qiáng)了我做事情的耐心，忽然覺得做電路的人真的很偉大，沒有比這更需要耐心的了，只有把心好好的靜下來才能很好地把電路這門極需要耐心的工作做好，比女人繡花都更需要耐心、細(xì)心。（）建議1：實驗過程中所用器材比較陳舊，而且部分器材有損壞，建議實驗前應(yīng)該先檢查一下。2：實驗安裝調(diào)試過程中應(yīng)先仔細(xì)檢查各個器件，明確分工，注意團(tuán)隊協(xié)作。3：實驗過程中應(yīng)該寫一個流程表，嚴(yán)格按照流程表進(jìn)行，并且在每一步完成之后下仔細(xì)檢查一遍后，再進(jìn)行下一步，每一個模塊完成后都要進(jìn)行調(diào)試，然后在進(jìn)行下一模塊的鏈接。4.調(diào)試過程中出現(xiàn)問題時，不要煩躁，可以按如下方法排查：初步確定范圍-縮小范圍-鎖定錯誤區(qū)域，之后就可以用萬能表逐一排查線路或器件的好壞等問題。按此步驟問題很容易解決。5.如果實在無法找到錯誤，鎖定錯誤范圍之后就可以對這部分電路拆了然后重新鏈接。七 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：電子電路