課程設(shè)計(jì)--數(shù)字搶答器

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1</p><p>　　1.1 技術(shù)要求1</p><p>　　1.2 提交成果2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)進(jìn)度2</p><p>　　第二章 電路的設(shè)計(jì)4</p>&l

2、t;p>　　2.1 電路的要求4</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇4</p><p>　　2.2.1【方案一】4</p><p>　　2.2.2【方案二】5</p><p>　　2.2.3 方案的確定5</p><p>　　2.3 電路工作原理5</p><p&g

3、t;　　第三章 器件的選擇及電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 元器件的選擇及參數(shù)確定7</p><p>　　3.2 秒脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3 搶答電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理11</p><p>　　3.3.2 電路仿真13&l

4、t;/p><p>　　3.4 定時(shí)電路的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.4.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理13</p><p>　　3.4.2 電路仿真15</p><p>　　3.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.6 直流電源設(shè)計(jì)17</p><p>　　第五章 設(shè)

5、計(jì)總結(jié)20</p><p>　　第七章 心得體會(huì)23</p><p><b>　　附錄25</b></p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p><b>　　1.1 技術(shù)要求</b></p><p><b>　　基本要求：</b>

6、;</p><p>　　1、搶答組數(shù)分為八組，序號(hào)分別為S0，S1,S3，S4,S5，S6，S7，優(yōu)先搶答者按動(dòng)本組按鍵，組號(hào)立即在LED顯示器上顯示，同時(shí)封鎖其它的按鍵信號(hào)。</p><p>　　2、系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動(dòng)清除鍵，LED顯示器自動(dòng)清零滅燈。</p><p>　　3、數(shù)字搶答器定時(shí)為30S，啟動(dòng)開(kāi)建后，要求30S定時(shí)器開(kāi)始工作，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。&l

7、t;/p><p>　　4、搶答者在30S內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，如果30S定時(shí)到時(shí)，無(wú)搶答者，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警。</p><p>　　5、電源：220V/50HZ的工頻交流電供電；</p><p>　?。ㄗⅲ褐绷麟娫床糠謨H完成設(shè)計(jì)即可，不需制作，用實(shí)驗(yàn)室提供的穩(wěn)壓電源調(diào)試，但要求設(shè)計(jì)的直流電源能夠滿(mǎn)足電路要求） </p><p>　　6

8、、按照以上技術(shù)要求設(shè)計(jì)電路，繪制電路圖，對(duì)設(shè)計(jì)的電路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2進(jìn)行仿真，用萬(wàn)用板焊接元器件，制作電路，完成調(diào)試、測(cè)試，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　1.2 提交成果</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　2

9、、作品</b></p><p>　　3、電路原理圖：要求提交兩份，一份為CAD/EDA軟件繪制，另一份為手工繪制，圖紙大小自定，但要符合標(biāo)準(zhǔn)，電路圖繪制要規(guī)范。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)進(jìn)度</b></p><p><b>　　1、時(shí)間：三周 </b></p><p>

10、;<b>　　2、進(jìn)度安排：</b></p><p>　?。?）第一周 選題，熟悉題目，分析要求，查找資料，選擇方案，優(yōu)化方案，確定原理方框圖，單元電路設(shè)計(jì)，選擇元器件；</p><p>　?。?）第二周 進(jìn)行電路仿真，確定電路原理圖，畫(huà)出電路原理圖，購(gòu)買(mǎi)元器件，焊接電路；</p><p>　?。?）第三周 電路調(diào)試，電路測(cè)試，繪制電路原

11、理圖，完成設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。</p><p>　　第二章 電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 電路的要求</p><p>　　1、本題的根本任務(wù)是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可選擇使用觸發(fā)器或鎖存器等。在得到第一信號(hào)之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，即使其他組的搶答信號(hào)無(wú)效。</p><p>　　2、當(dāng)電路形成第一搶答信

12、號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二極管直接指示出組別。</p><p>　　3、在主持人沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按鈕前，參賽者的搶答開(kāi)關(guān)無(wú)效；當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后，開(kāi)始進(jìn)行30秒倒計(jì)時(shí)，此時(shí)，若有組別搶答，顯示該組別并使搶答指示燈亮；控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；若在規(guī)定的30s時(shí)間內(nèi)無(wú)人搶答，定時(shí)電路顯示00，同時(shí)系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪

13、搶答無(wú)效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。</p><p>　　4、控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇</p><p>　　2.2.1【方案一】</p><p>　　原理：

14、在選手搶答前，“清除/起始” 開(kāi)關(guān)S使基本RS觸發(fā)器輸出端Q為0，使集成8線-3線優(yōu)先編碼器禁止；當(dāng)主持人按下“清除/起始”開(kāi)關(guān)S時(shí)，基本RS觸發(fā)器輸出端Q為1，與優(yōu)先擴(kuò)展輸出端Yex共同作用，使集成8線-3線優(yōu)先編碼器選通輸入端ST為0，允許編碼，等待數(shù)據(jù)輸入。此時(shí)優(yōu)先按動(dòng)序號(hào)的組號(hào)立即通過(guò)編碼器按BCD421碼輸出，經(jīng)RS鎖存器74LS279將該數(shù)碼鎖存到LED顯示器上。與此同時(shí)，Yex（引腳為14）由1翻轉(zhuǎn)為0，與非門(mén)G1輸出為1

15、，選通輸入端ST為1，編碼器被禁止。此外，在Yex由1翻轉(zhuǎn)為0時(shí)，還驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路工作，發(fā)出聲音。</p><p>　　2.2.2【方案二】</p><p>　　我們的方案，采用了74LS148來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答器的選號(hào)，采用了74LS279芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存，采用了74LS192實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，555芯片產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，采用了555單穩(wěn)態(tài)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的輸出。</

16、p><p>　　2.2.3 方案的確定</p><p>　　在方案一中，主要多了一個(gè)基本RS觸發(fā)器，以及相對(duì)的74LS148引腳與74LS279之間連線的相應(yīng)改變，這又涉及到之后的提高方案中的連線的改變。它有自身的優(yōu)點(diǎn)，即基本RS觸發(fā)器又相當(dāng)一鎖存器（74LS279），它可以對(duì)主持人的指令進(jìn)行進(jìn)一步的鎖存，這樣就可以增強(qiáng)它的抗干擾能力，但其線路過(guò)于復(fù)雜，另外此次實(shí)驗(yàn)所用的電路板對(duì)電路設(shè)計(jì)的大

17、小要求很高，而且在布局和焊接上要越精練越好，所以它不是首選方案。而由于方案二已能滿(mǎn)足基本設(shè)計(jì)和提高設(shè)計(jì)的要求，而且它的原理更簡(jiǎn)單易懂，直觀明了，元件更少，連線更方便，焊接更可靠，且比較容易實(shí)現(xiàn)，所以最終選用了方案二。</p><p><b>　　原理方框圖</b></p><p><b>　　2.1原理方框圖</b></p><

18、;p>　　2.3 電路工作原理</p><p>　　接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。</p><p>　　第三章 器件的選擇及

19、電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 元器件的選擇及參數(shù)確定</p><p>　　5V共陰數(shù)碼管 3個(gè) </p><p>　　譯碼器74LS48 3個(gè) </p><p>　　RS觸發(fā)器 74LS279 1個(gè) </p><p>　　優(yōu)先編碼器74LS148 1個(gè) </p><p>　　可逆計(jì)數(shù)

20、器74LS192 2個(gè)</p><p><b>　　555定時(shí)器 1個(gè)</b></p><p>　　2輸入與非門(mén)74LS00 1個(gè)</p><p>　　4輸入與非門(mén)74LS20 1個(gè)</p><p><b>　　10kΩ電阻 9個(gè)</b></p><p><b>　

21、　1kΩ電阻4個(gè)</b></p><p><b>　　50kΩ電阻 1個(gè)</b></p><p><b>　　15kΩ電阻 1個(gè)</b></p><p><b>　　100Ω電阻 1個(gè)</b></p><p><b>　　發(fā)光二極管 2個(gè)</b>

22、;</p><p><b>　　觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8個(gè)</b></p><p><b>　　單刀雙擲開(kāi)關(guān) 1個(gè)</b></p><p>　　10μF電解電容 1個(gè)</p><p>　　0.01μF瓷片電容 1個(gè)</p><p><b>　　導(dǎo)線 若干</b><

23、;/p><p>　　1、74LS148為8線－3線優(yōu)先編碼器，表1為其功能表.</p><p>　　表1 74ls148真值表</p><p>　　從以上的的功能表中可以得出，74ls148輸入端優(yōu)先級(jí)別的次序依次為I7，I6，…，I0 。當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端沒(méi)有低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相應(yīng)該輸入端的代碼。例如：I5=0且I6=I7=1(

24、I6、I7優(yōu)先級(jí)別高于I5) 則此時(shí)輸出代碼010，經(jīng)RS觸發(fā)器各位取反，這就是優(yōu)先編碼器的工作原理。</p><p>　　圖3.1 74ls148管腳圖</p><p>　　2、555定時(shí)器的引腳圖及構(gòu)圖 ：</p><p>　　圖3.2 555定時(shí)器的引腳圖及構(gòu)圖</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求要利用555產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，則根據(jù)公

25、式：f=1／T,則T也應(yīng)為1s,又由公式T=得，R=48.7K,C=10uf,Cf=10nf。</p><p>　　由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成報(bào)警電路。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝ 1.43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　控制輸入信號(hào)為經(jīng)過(guò)編碼的搶答選手的信號(hào)，當(dāng)有人

26、在有效時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)無(wú)人搶答時(shí)，輸入信號(hào)為高電平，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)；反之，輸入信號(hào)為低電平時(shí)，報(bào)警器不工作。</p><p><b>　　4、RS觸發(fā)器：</b></p><p>　　1. 保持狀態(tài)。當(dāng)輸入端接入==1的電平時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)=1、=0，則觸發(fā)器次態(tài)=1、=0；若基本SR觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)=0、=1，則觸發(fā)器次態(tài)=0、=1。即==1時(shí)

27、，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。</p><p>　　2. 置0狀態(tài)。當(dāng)=1，=0時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=1、=0，因=0，會(huì)使=1，而=1與=1共同作用使端翻轉(zhuǎn)為0；如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，同理會(huì)使=0，=1。只要輸入信號(hào)=1，=0，無(wú)論基本SR觸發(fā)器的輸出現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)使輸出次態(tài)置為0態(tài)。</p><p>　　3. 置1狀態(tài)。當(dāng)=0、=1時(shí)，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，因=0

28、，會(huì)使G1的輸出端次態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，而=1和=1共同使G2的輸出端=0；同理當(dāng)=1、=0，也會(huì)使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為=1、=0；只要=0、=1，無(wú)論觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)將觸發(fā)器置1。</p><p>　　4. 不定狀態(tài)。當(dāng)==0時(shí)，無(wú)論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會(huì)使=1，=1當(dāng)脈沖去掉后，和同時(shí)恢復(fù)高電平后，觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)要看G1 和G2兩個(gè)門(mén)翻轉(zhuǎn)速度快慢，所以稱(chēng)==0是不定狀態(tài)，在實(shí)際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)?；綬S觸發(fā)

29、器的邏輯圖、邏輯符號(hào)如圖。</p><p>　?。╝）邏輯圖 (b) 邏輯符號(hào) (c) 波形圖</p><p>　　圖 3.3基本SR觸發(fā)器</p><p><b>　　5、譯碼器</b></p><p>　　顯示譯碼器由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是BCD

30、七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)，常見(jiàn)產(chǎn)品型號(hào)有74LS48、74LS47等。</p><p>　　字符顯示器：分段式顯示是將字符由分布在同一平面上的若干段發(fā)光筆劃組成。電子計(jì)算器，數(shù)字萬(wàn)用表等顯示器都是顯示分段式數(shù)字。而LED數(shù)碼顯示器是最常見(jiàn)的。通常有紅、綠、黃等顏色。LED的死區(qū)電壓較高，工作電壓大約1.5~3V，驅(qū)動(dòng)電流為幾十毫安。74LS47譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是低電平有效，所以配接的數(shù)碼管須采用共

31、陽(yáng)極接法；而74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是高電平有效，所以，配接的數(shù)碼管須采用共陰極接法。數(shù)碼管常用型號(hào)有BS201、BS202等。</p><p>　　3.2 秒脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)</p><p>　　為了準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)中不能缺少秒脈沖產(chǎn)生電路，即能產(chǎn)生周期為一秒的脈沖的電路。</p><p>　　如圖2.3所示為用555設(shè)計(jì)的秒脈沖產(chǎn)生電路</p>

32、<p>　　因?yàn)橹芷跒橐幻?，所以頻率是1赫茲。圖中電容的充放電時(shí)間分別是：</p><p>　　t1=R2×C1×ln2≈0.7R2×C.t2=(R1+R2)×C×ln2≈0.7(R1+R2)C. </p><p>　　所以555的3端輸出的頻率為： </p><p>　　f=1/(t1+t2)≈1

33、.43/[(2R1+R2)C] </p><p>　　我們采用的電阻和電容值分別是:</p><p>　　R1=47Ω，R2=47Ω，C1=10uf,滿(mǎn)足上式，即得到的是秒脈沖</p><p>　　圖3.4 555定時(shí)器</p><p>　　3.3 搶答電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 電路結(jié)構(gòu)及工作

34、原理</p><p>　　搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無(wú)效。選用優(yōu)先編碼74LS148和RS鎖存器74LS279可以完成上述功能，其電路組成如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5 搶答電路原理圖</p><p>　　使用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS

35、297 來(lái)完成。該電路主要完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)（顯示電路采用七段數(shù)字?jǐn)?shù)碼顯示管）；二是禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S 置于"清除"端時(shí)，RS 觸發(fā)器的 R、S 端均為0，4 個(gè)觸發(fā)器輸出置0，使74LS148 的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝ 0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S 置于"開(kāi)始"時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選

36、手將搶答按鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148 的輸出經(jīng)RS 鎖存后，CTR=1,RBO =1, 七段顯示電路74LS48 處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101,經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，CTR ＝</p><p>　　1，使74LS148 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148 的 此時(shí)由于仍為CTR＝1，使優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝1， 5 所以74LS148

37、仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。只要有一組選手先按下?lián)尨鹌?，就?huì)將編碼器鎖死，不再對(duì)其他組進(jìn)行編碼。通過(guò)74LS48譯碼器使搶答組別數(shù)字顯示0-7。如有再次搶答需由主持人將S 開(kāi)關(guān)重新置“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。此處RS觸發(fā)器的功能由74LS297來(lái)完成。</p><p>　　3.3.2 電路仿真</p><p>　　圖3.6 搶答電路仿真<

38、;/p><p>　　3.4 定時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 電路結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　74LS48的7，6，2，3引腳接受來(lái)自74LS192的輸出信號(hào)并把它譯碼 顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9，10，11，15引腳完成時(shí)間設(shè)定功能，本設(shè)計(jì)要求定時(shí)30秒，所以把左邊的芯片的1，15引腳接高電位，期于的全接低位，使的初始時(shí)間設(shè)定為30

39、秒。555芯片完成產(chǎn)生秒脈沖的功能。工作過(guò)程為：搶答開(kāi)始前，74LS192的置數(shù)端為低電位，處于初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示為30，5引腳接高電位。搶答開(kāi)始后，秒脈沖沖推動(dòng)右邊的芯片開(kāi)始倒記時(shí)，同時(shí)右邊芯片產(chǎn)生的信號(hào)做為左邊芯片的CP信號(hào)推動(dòng)左邊的芯片倒記時(shí)，完成十進(jìn)制的倒記時(shí)功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1，經(jīng)過(guò)非門(mén)后變?yōu)?，通過(guò)與門(mén)屏蔽了秒信號(hào)，停止記時(shí)，完成顯示搶答時(shí)間的功能。當(dāng)記到了30秒時(shí)，左邊的芯片產(chǎn)生的定時(shí)到信號(hào)輸出為低電位，也屏

40、蔽了秒信號(hào)，使得數(shù)碼管顯示為00。</p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>　　圖4-2 倒計(jì)時(shí)模塊原理圖</p><p>　　圖3.7 定時(shí)電路原理圖</p><p>　　工作原理：該部分主要由555 定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192 減法計(jì)數(shù)電路、74LS48 譯碼

41、電路和 2 個(gè) 7 段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。完成的功能是當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后，進(jìn)行30s倒計(jì)時(shí)，到0s時(shí)倒計(jì)時(shí)指示燈亮。當(dāng)有人搶答時(shí)，計(jì)時(shí)停止。兩塊74LS192 實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路 74LS48 顯示到數(shù)碼管上，74LS192 的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)30s，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始減法計(jì)數(shù)工作，并將時(shí)間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管上，當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒(méi)有人

42、搶答，且倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)， 輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。 </p><p>　　3.4.2 電路仿真</p><p>　　圖 3.8 BO1端仿真曲線</p><p>　　圖 3.9 端仿真曲線</p><p>　　圖 3.10 BO2端仿真曲線</p><p>　　3.5 報(bào)

43、警電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖3-3所示：</p><p>　　圖3.11 報(bào)警電路</p><p>　　其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率為：</p><p>　　f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C</p><p>　　其輸出信號(hào)經(jīng)三極

44、管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振不再工作。</p><p>　　3.6 直流電源設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 直流穩(wěn)壓電源的工作原理</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成，其工作原理圖</p><p><b>　　圖3.</b>&

45、lt;/p><p>　　圖3.12直流穩(wěn)壓電源的工作原理</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源各部分電路的功能</p><p>　　（1）變壓器用于把220V的交流電轉(zhuǎn)換成整流電路所需要的電壓U2。</p><p>　?。?）整流電路把交流電U2轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電。</p><p>　　（3）濾波電路的作用是將脈動(dòng)直流電壓變?yōu)?/p>

46、脈動(dòng)較小的直流電Uf。</p><p>　?。?）穩(wěn)壓電路的作用是將比穩(wěn)定的直流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。</p><p>　　2. 直流穩(wěn)壓電源multism仿真原理圖如圖:</p><p>　　圖3.13 直流穩(wěn)壓電源multism仿真原理圖第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析</p><p>　　接通電源，開(kāi)關(guān)打到預(yù)置端，倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示30。主持人

47、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后，倒計(jì)時(shí)電路開(kāi)始從30秒倒數(shù)，8路觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)處于待命狀態(tài)。</p><p>　　圖 4.1 倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　若有選手按下所在開(kāi)關(guān)（搶答），搶答電路顯示選手所在編碼（0～7），倒計(jì)時(shí)電路停止計(jì)時(shí)。同時(shí)其他選手所在的開(kāi)關(guān)被鎖定，搶答無(wú)效。</p><p>　　圖 4.2 搶答顯示</p><p>　　圖 4.3 計(jì)時(shí)鎖

48、定</p><p><b>　　第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本次電子課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合，既考查了同學(xué)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，由反映了實(shí)際動(dòng)手能力，更主要的是考查了同學(xué)對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維能力，為今后的發(fā)展提供了一次良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。</p><p>　　針對(duì)課設(shè)題目八路搶答器，一開(kāi)始還沒(méi)有頭緒，不會(huì)運(yùn)

49、用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，但通過(guò)上網(wǎng)查閱各種類(lèi)似的設(shè)計(jì)，去圖書(shū)館翻閱相關(guān)設(shè)計(jì)書(shū)籍，查閱所提供的芯片功能，確定基本設(shè)計(jì)方案，又通過(guò)仿真驗(yàn)證試驗(yàn)方案的可實(shí)行性，雖說(shuō)比較煩雜但卻對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)電路有了基本的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也使自己認(rèn)識(shí)到：</p><p>　　設(shè)計(jì)思路是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂</p><p>　　拿下每個(gè)課題能有一個(gè)非常清晰的設(shè)計(jì)思路是至關(guān)重要的。只有對(duì)課題的充分理解，對(duì)各種器件的熟練掌握，勾畫(huà)出基

50、本的設(shè)計(jì)圖是成功的關(guān)鍵，，必須多花時(shí)間在設(shè)計(jì)上才能為后續(xù)工作提供更扎實(shí)的基礎(chǔ)。翻閱各種資料，上網(wǎng)查詢(xún)填補(bǔ)所需知識(shí)的空白是必要的。</p><p>　　焊接制作必須精益求精</p><p>　　焊接必須精益求精，一絲不茍，一點(diǎn)的差錯(cuò)都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤，因此必須準(zhǔn)確無(wú)誤還要工整，這樣才能在調(diào)試中能比較輕松進(jìn)行，也是整個(gè)電路可看性更好。</p><p><b&g

51、t;　　調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試工作是個(gè)精細(xì)工作。在調(diào)試過(guò)程中，有些問(wèn)題是芯片本身?yè)p壞引起的，也有些是因?yàn)楹附訂?wèn)題引起的等因此排查過(guò)程需要特別有耐心，通過(guò)對(duì)芯片功能的檢驗(yàn)，對(duì)焊點(diǎn)的檢查最后檢查出問(wèn)題所在。當(dāng)最后解決問(wèn)題時(shí)，電路的正確是非常振奮，也很有成就感和滿(mǎn)足感。</p><p><b>　　建議</b></p><p&

52、gt;　　設(shè)計(jì)的作品主要是用74系列集成芯片來(lái)完成的，在焊接的過(guò)程中由于芯片的引腳過(guò)多，布線工作不是很方便。有時(shí)候還因?yàn)槟骋桓€沒(méi)有焊牢，造成電路的不穩(wěn)定，這些都是有待改進(jìn)的。</p><p><b>　　不足</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)效率低，焊接水平不足導(dǎo)致電路穩(wěn)定性不高，布線比較混亂，這些都有待提高。</p><p>　　總之，在設(shè)

53、計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多。作為現(xiàn)代的大學(xué)生，如果僅停留在以往的層次上，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的步伐，也無(wú)法使自己立足在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)里，通過(guò)此次實(shí)習(xí)，看到了自己的水平和差距，學(xué)要在今后的學(xué)習(xí)中又進(jìn)一步的提高。</p><p><b>　　第六章 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　

54、1.伍時(shí)和 主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，清華大學(xué)出版社，伍時(shí)和主編</p><p>　　2.董玉冰 主編《Multism9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社</p><p>　　3.謝自美 主編《電子線路設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)，測(cè)試》 華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　4.康華光 主編《電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分》高等教育出版社</p><p>

55、　　5.李海 主編《74系列芯片手冊(cè)》 重慶大學(xué)出版社</p><p>　　6.張新喜 主編《Multism10電路仿真及應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　7.孫梅生 主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》高等教育出版社</p><p>　　8.梁宗善 主編《新型集成電路的應(yīng)用――電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　

56、9.馮根生 主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》中國(guó)科技大學(xué)出版社</p><p>　　10.侯大年 主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》電子工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　11.于曉平 主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》清華大學(xué)出版社</p><p>　　12.宋學(xué)君 主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》科學(xué)出版社</p><p><b>　　第七章 心得體會(huì)</

57、b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)的電路是比較復(fù)雜的。雖然以前在模電、Protel課程設(shè)計(jì)中接觸過(guò)一些電子電路，但在初期還是感到無(wú)從下手。這是我第一次接觸multisim軟件，感覺(jué)它比Protel更靈活易用，熟練以后十分順手。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上，在多種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在通多次對(duì)電路的改進(jìn)，上機(jī)仿真以及接

58、線調(diào)試，終于使整個(gè)電路可穩(wěn)定工作。設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要反復(fù)實(shí)踐，其過(guò)程很可能相當(dāng)煩瑣，有時(shí)花很長(zhǎng)時(shí)間設(shè)計(jì)出來(lái)的電路還是需要重做，那時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心，有時(shí)還特別想放棄，此時(shí)更加需要靜下心，查找原因。設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　設(shè)計(jì)單元電路階

59、段，這個(gè)階段可以說(shuō)是考察數(shù)電書(shū)本知識(shí)的階段。所有的設(shè)計(jì)方法還有步驟在數(shù)電書(shū)上都有，而且還有例題。這個(gè)階段遇到的主要問(wèn)題就是以前的知識(shí)忘記不少，所以做設(shè)計(jì)的時(shí)候要常隨手翻閱課本，等于是做了幾道數(shù)電作業(yè)題。這個(gè)階段的難度也不是很大，一般翻課本就可以找到答案并解決問(wèn)題。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)階段可以說(shuō)是這次設(shè)計(jì)中最重要的部分，因?yàn)橐郧暗闹皇抢碚摱皇钦嬲膶?shí)體。所以說(shuō)它是最重要的。實(shí)驗(yàn)階段我們遇到的問(wèn)題有：對(duì)軟件不

60、熟悉；對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信號(hào)的測(cè)量知識(shí)學(xué)習(xí)很少；因?yàn)楦鱾€(gè)模塊是分開(kāi)做而后又組裝到一起的，所以兼容性不是很好（也就是不能融合為一個(gè)整體，部分工作能行但是接到一起就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題）;針對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題我們作出了以下的“對(duì)策”:軟件不熟悉，就借來(lái)參考書(shū)，一步一步的對(duì)著學(xué)，而且老師給的資料上也有軟件的使用說(shuō)明，所以隨著接觸的增加軟件也就越來(lái)越熟悉，這方面的問(wèn)題不是太難因?yàn)橐贿吚碚撘贿厡W(xué)習(xí)正好是學(xué)習(xí)的好方法，而且也學(xué)的特別快。</p><

61、p>　　制作過(guò)程是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過(guò)程，不能有絲毫的急躁，電路的焊接要一步一步來(lái)，焊點(diǎn)多，走線復(fù)雜。這又要我們要靈活處理，一邊操作一邊構(gòu)思，在不影響試驗(yàn)的前提下加快進(jìn)度。</p><p>　　另外就是要熟練地掌握課本上的知識(shí)，這樣才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析解決。這是應(yīng)用課本知識(shí)的大好時(shí)機(jī)。</p><p>　　總之，通過(guò)這次練習(xí)我有了很多收獲。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能

62、的過(guò)程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增強(qiáng)了動(dòng)手能力。在改進(jìn)電路的過(guò)程中，同學(xué)們共同探討，最后的電路已經(jīng)比初期設(shè)計(jì)有了很大提高。在讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)電路的艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂(lè)總之，在這次課設(shè)以后，我得到了很多在紙上談兵所得不到的東西，真的很感謝xx老師！</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　1.總電路圖&

63、lt;/b></p><p><b>　　2.元件引腳圖</b></p><p><b>　　3.元器件清單</b></p><p>　　5V共陰數(shù)碼管 3個(gè)</p><p>　　譯碼器74LS48 3個(gè)</p><p>　　RS觸發(fā)器 74LS279 1個(gè)</p

64、><p>　　優(yōu)先編碼器74LS148 1個(gè)</p><p>　　可逆計(jì)數(shù)器74LS192 2個(gè)</p><p><b>　　555定時(shí)器 1個(gè)</b></p><p>　　2輸入與非門(mén)74LS00 1個(gè)</p><p>　　4輸入與非門(mén)74LS20 1個(gè)</p><p>&l

65、t;b>　　10kΩ電阻 9個(gè)</b></p><p><b>　　1kΩ電阻4個(gè)</b></p><p><b>　　50kΩ電阻 1個(gè)</b></p><p><b>　　15kΩ電阻 1個(gè)</b></p><p><b>　　100Ω電阻 1個(gè)

66、</b></p><p><b>　　發(fā)光二極管 2個(gè)</b></p><p><b>　　觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)8個(gè)</b></p><p><b>　　單刀雙擲開(kāi)關(guān) 1個(gè)</b></p><p>　　10μF電解電容 1個(gè)</p><p>　　0.01