電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)-通用示波器顯示字符

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　題 目: 通用示波器顯示字符</p><p>　　學(xué) 院: 自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí): </p><p>　　日期: 2011 年 1 月 <

2、;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)在通用示波器上顯示漢字的控制電路。利用555定時(shí)器改裝成多諧振蕩器以確定點(diǎn)在示波器上存留的時(shí)間，利用74LS161接成計(jì)數(shù)器并將其輸出端和EPROM相接賦予EPROM地址，將燒入EPROM的編碼經(jīng)DAC轉(zhuǎn)化，通過LM324輸出到示波器，實(shí)驗(yàn)要求在示波器上顯示0—9Hz，和一句唐詩(shī)。

3、</p><p>　　關(guān)鍵詞：脈沖控制、DAC轉(zhuǎn)化、EPROM編碼、示波器顯示</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　目 錄2</b></p><p>　　

4、一、課程設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3</p><p>　　三、方案設(shè)計(jì)與論證3</p><p>　　四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算6</p><p>　　五、電路的安裝與調(diào)試7</p><p>　　六、遇到問題的解決方法8</p><p><b>　　七

5、、結(jié)論與心得9</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)9</b></p><p>　　附件：總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　通用示波器顯示字符</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p

6、>　　1．鞏固和加深對(duì)電子技術(shù)課程基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。</p><p>　　2．提高獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力。</p><p>　　3．通過設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇及電路安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)．初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的工程設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　4．提高動(dòng)手能力。

7、掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法。</p><p>　　5．能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p>　　1．使用示波器的X-Y方式顯示漢字字符；<

8、;/p><p>　　2．兩個(gè)內(nèi)容：0-9Hz數(shù)字字母和一句唐詩(shī)（內(nèi)容自選）；</p><p>　　3．人眼不易察覺閃爍；</p><p>　　4. 分為兩行顯示方式---用按鍵選擇。</p><p><b>　　三、方案設(shè)計(jì)與論證</b></p><p>　　在實(shí)驗(yàn)前需弄清楚示波器的顯示原理<

9、/p><p>　　示波器的顯示原理是用數(shù)字的方法產(chǎn)生鋸齒波</p><p>　　采用8位精度，相當(dāng)于把示波器劃分為256×256小格</p><p>　　對(duì)應(yīng)Y掃描的1個(gè)周期，X有256個(gè)掃描周期，示意如下：</p><p>　　采用8位精度，相當(dāng)于把示波器劃分為256×256小格</p><p>　　

10、對(duì)應(yīng)Y掃描的1個(gè)周期，X有256個(gè)掃描周期，示意如下：</p><p>　　根據(jù)示波器的顯示原理可以設(shè)計(jì)出三種方案：</p><p>　　方案一：根據(jù)示波器的顯示原理編出要顯示的字的代碼，利用數(shù)據(jù)選擇器及相關(guān)組合電路實(shí)現(xiàn)利用計(jì)數(shù)器控制輸出X,Y坐標(biāo)的電評(píng)以達(dá)到控制示波器在預(yù)定位置打點(diǎn)的效果。該方案需要用到555定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，D/A轉(zhuǎn)換器等器件。由于需要顯示內(nèi)容較多，且電路較為復(fù)雜，故放棄

11、使用。</p><p>　　方案二：利用EPROM的可儲(chǔ)存性，設(shè)計(jì)電路，使得電路實(shí)現(xiàn)利用555定時(shí)器給定輸入信號(hào)，利用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制EPROM的詢問地址，將EPROM中輸出的信號(hào)輸入D/A轉(zhuǎn)換器中，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后利用放大電路使示波器顯示要求字符。需要器件有555定時(shí)器，EPROM，D/A轉(zhuǎn)換器，LM324等，EPROM編碼采用逐點(diǎn)編碼。由于編碼行數(shù)太多，超出內(nèi)存允許，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。</p>&

12、lt;p>　　方案三：在方案二的基礎(chǔ)上，改進(jìn)電路，簡(jiǎn)化代碼，使代碼行數(shù)減少到1500行左右，161計(jì)數(shù)器數(shù)量從4個(gè)減少到3個(gè)，并設(shè)計(jì)含有發(fā)光二極管的檢測(cè)電路。由于設(shè)計(jì)思路較為明確，電路連接簡(jiǎn)單，編碼量較少，故采用該種方案。</p><p>　　該方案設(shè)計(jì)流程圖如下：</p><p>　　ROM陣列編寫原理如下：</p><p>　　四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算&

13、lt;/p><p><b>　　1.輸入信號(hào)的產(chǎn)生</b></p><p>　　555定時(shí)器產(chǎn)生方波信號(hào)</p><p>　　2.8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)課本上的方法連接兩片74LS161，使其構(gòu)成8位2進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　3..EPROM及DAC的連接原理圖如圖所

14、示。</p><p>　　五、電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　1、調(diào)試前的直觀檢查</p><p>　　檢查電路連線是否正確；包括錯(cuò)線、少線、多線；</p><p>　　（1）按照電路圖檢查安裝的線路；</p><p>　　（2）按照實(shí)際電路來(lái)對(duì)照原理電路進(jìn)行查線。</p><p>　　2

15、、元、器件安裝情況     檢查元、器件引腳之間有無(wú)短路；連接處有無(wú)接觸不良；</p><p>　　3、電源供電與信號(hào)源連線     檢查電源供電（包括極性）、信號(hào)源連線是否正確；</p><p>　　4、電源端對(duì)地（┸）是否存在短路     在通電前，斷開一根電源

16、線，用萬(wàn)用表檢查電源端對(duì)地（┸）是否存在短路</p><p>　　若電路經(jīng)過上述檢查，并確認(rèn)無(wú)誤后，就可轉(zhuǎn)入調(diào)試階段。</p><p><b>　　調(diào)試階段：</b></p><p><b>　　一、通電觀察</b></p><p>　　觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象，有無(wú)冒煙。</p><p

17、><b>　　異常氣味。</b></p><p><b>　　元器件是否發(fā)燙。</b></p><p><b>　　電源是否有短路。</b></p><p><b>　　二、靜態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　靜態(tài)測(cè)試模擬電路的靜態(tài)的工作點(diǎn)。&l

18、t;/p><p>　　數(shù)字電路的各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系。</p><p><b>　　三、動(dòng)態(tài)調(diào)試</b></p><p><b>　　調(diào)試的方法：</b></p><p>　　在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號(hào)。</p><p>　　循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測(cè)

19、各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。</p><p>　　發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，縮小故障范圍，</p><p><b>　　設(shè)法排除故障</b></p><p><b>　　調(diào)試中注意事項(xiàng):</b></p><p>　　1、正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端。</p><p>　　2、測(cè)量電壓所用

20、儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。</p><p>　　3、測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)電路的帶寬。</p><p>　　4、要正確選擇測(cè)量點(diǎn)。</p><p>　　5、測(cè)量方法要方便可行。</p><p>　　6、調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量，還要善于記錄。</p><p>　　7、調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查

21、找故障原因，切不可一遇故障解 </p><p>　　決不了就拆掉線路重新安裝。</p><p>　　六、遇到問題的解決方法</p><p>　　1.定時(shí)器模塊電路的連接與調(diào)試：設(shè)計(jì)采用ＮＥ555定時(shí)器的最大問題就是定時(shí)器產(chǎn)生方波脈沖不穩(wěn)定，檢查很長(zhǎng)時(shí)間沒能找到問題所在，請(qǐng)教老師后，明白可能是由于器件存在問題，通過調(diào)換器件使該部分工作正常。</p>&l

22、t;p>　　2.計(jì)數(shù)器的連接與調(diào)試：在將3個(gè)74LS161直接按照自己設(shè)計(jì)的電路圖完整連接成12位進(jìn)制的計(jì)數(shù)器時(shí)，通過函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入方波信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，卻發(fā)現(xiàn)輸出端沒有產(chǎn)生高低電平變化，接發(fā)光二極管測(cè)試后，未發(fā)現(xiàn)明顯變化。檢查各線路連接后確定接線無(wú)誤后通過降低輸入方波頻率和提高輸入方波幅值，使計(jì)數(shù)器得以正常工作。</p><p>　　3.EPROM和LM324的連接與調(diào)試；接電后發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)示波器沒有波形顯示

23、，用萬(wàn)用表檢查各輸出端電平變化后發(fā)現(xiàn)，EPROM和LM324沒有正常工作，通過查閱資料后發(fā)現(xiàn)器件的工作電壓與其它器件不同，給EPROM接+10V，LM324接+12V和-12V后問題解決。</p><p>　　4.示波器的調(diào)試：按老師的要求將電路接入老款示波器中發(fā)現(xiàn)不易顯示波形，且不易調(diào)試，經(jīng)老師同意后使用數(shù)字示波器，經(jīng)調(diào)試后發(fā)現(xiàn)波形不是設(shè)計(jì)目標(biāo)波形，字無(wú)法正常顯示，出現(xiàn)亂碼，詢問老師后，老師建議重新編寫代碼。&

24、lt;/p><p>　　5.代碼的編寫：代碼的編寫是本次實(shí)驗(yàn)最為復(fù)雜的一環(huán)，我們一共編寫了四種代碼，第一種是按字形逐點(diǎn)編碼，編碼約4500行，因擔(dān)心可能會(huì)數(shù)據(jù)溢出，放棄使用。第二種是按首末點(diǎn)編寫，編碼約500行，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后發(fā)現(xiàn)要使用打點(diǎn)的顯示方式，不能使用。第三種是采點(diǎn)編寫，通過將第一種編寫的代碼簡(jiǎn)化，減少代碼數(shù)量，使編碼控制在1300行左右，但在實(shí)驗(yàn)中并未出現(xiàn)預(yù)想圖像，放棄使用。第四種，通過改進(jìn)第三種代碼，擴(kuò)大字

25、的顯示區(qū)域，但在實(shí)驗(yàn)中還是無(wú)法正常顯示，不明原因。</p><p><b>　　七、結(jié)論與心得</b></p><p>　　1.這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)安排在我們學(xué)完了電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)這些課程之后，這是非常恰當(dāng)也非常有必要的。這次課程設(shè)計(jì)是我們第一次將課本上所學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，解決實(shí)際問題，這極大地激發(fā)了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣，也是對(duì)我們的一項(xiàng)

26、挑戰(zhàn)。</p><p>　　2.在設(shè)計(jì)過程中，我們查閱資料，閱讀技術(shù)報(bào)告，提高獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力。</p><p>　　3.在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物連接時(shí)，使我對(duì)萬(wàn)用表、示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，面包板的使用有了進(jìn)一步的熟悉，提高我們的動(dòng)手能力．掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，以及對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法。&

27、lt;/p><p>　　4. 在實(shí)驗(yàn)室的兩天多時(shí)間使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度的重要性，通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，我也初步建立了正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，全局觀點(diǎn)和安全用電、節(jié)約用電的觀點(diǎn)。</p><p>　　5.實(shí)驗(yàn)中雖然遇到一些令人頭痛的問題，但我們通過這些問題也認(rèn)識(shí)到了很多自己的不足，也學(xué)到了很多課本上不曾出現(xiàn)的東西。通過一次次的調(diào)試及修正，讓我意識(shí)到了在工程設(shè)計(jì)中認(rèn)真和耐心

28、的重要性，也意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作的作用，而且在今后的工作學(xué)習(xí)中我要更加虛心地請(qǐng)教別人，畢竟自己還是有很多不足。</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張文榮.模擬電子技術(shù)課程教學(xué)新探[J]. 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué) 報(bào).2004,4(3).</p><p>　　[2] 余道衡，徐承和. 電子電路手冊(cè)

29、[M].  北京：北京大學(xué)出版社， 1996</p><p>　　[3] 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，2001.414-417.</p><p>　　[4] 彭介華。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997.3-45.</p><p>　　[5] 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版

30、社，1998.348-352.</p><p>　　[6] 盧結(jié)成，陳力生，田紅民等.電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì)[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002.20-23.</p><p>　　附件：總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　總原理圖</b></p><p><b>　　2．元件清單&l