自动化模电课设-替闪光灯的制作与调试

自动化模电课设-替闪光灯的制作与调试 课 程 设 计 说 明 书 学生姓名:学 号: 学 院: 班 级: 题 目: 1 交替闪光灯的制作与调试 2电子触摸控制器的制作与调试 3八路电子抢答器的制作 指导教师: 7>2013年12月26日 目录 第1章 交替闪光器的制作与调试 1 1.1 设计任务 1 1.2 总体设计 1 1.3系统分析与设计 1 1.3.1元件介绍 1 1.3.2系统分析 1 1.4总电路图、元器件清单、仪器仪清单 2 1.4.1系统总电路图 2 1.4.2元器件清单 2 1.4.3仪器仪表清单 2 1.5系统安装、调试与参数测量 3 1.6改进意见与收获体会 3 第2章 电子触摸控制器的制作调试 4 2.1 设计任务 4 2.2 总体设计方案 4 2.3系统分析与设计 4 2.3.1元件介绍 4 2.3.2系统分析 4 2.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 5 2.4.1系统总电路图 5 2.4.2元器件清单 5 2.4.3仪器仪表清单 5 2.5系统安装、调试与参数测量 6 2.6改进意见与收获体会 6 第3章 八路电子抢答器的制作 7 3.1 设计任务 7 3.2 总体设计方案 7 3.3系统分析与设计 7 3.3.1元件介绍 7 3.3.2系统分析 8 3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 8 3.4.1 系统总电路图 8 3.4.2 元器件清单 9 3.4.3仪器仪表清单 9 3.5系统安装、调试与参数测量 9 3.6改进意见与收获体会 9 参考文献: 11 第1章 交替闪光器的制作与调试 1.1 设计任务 通过555定时器使两个发光二极管LED交替闪光。 1.2 总体设计方案 用NE555芯片构成多谐振荡器和相关器件按照电路图连接电路,电路连 接完成后,进行调试测试。 1.3系统分析与设计 1.3.1元件介绍 NE555芯片:NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号。其输出 端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载;只需简单的电阻器、电容器, 即可完成特定的振荡延时作用。它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。 发光二极管(LED:是一种能发光的半导体电子元件。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中常作为指示灯。 1.3.2系统分析 参考电路是一个典型的利用555构成多谐振荡器电路。电阻R3、R4和电容C1构成定时电路。定时电容C1上的电压UC作为高触发端TH(6脚)和低触发端TL(2脚)的外触发电压。放电端D(7脚)接在R3和R4之间。电压控制端K(5脚)不外接控制电压而接入旁路电容C2。直接复位端R(4脚)接高电平,使NE555处于非复位状态。多谐振荡器的充放电时间常数分别 为:tPH0.7*(R3+R4)*C1;tPL0.7*R4*C1;通过电容的充放电改变输出端(3脚)的高低电平状态。当输出端为高电平时,LED1灭,LED2亮;当输出端为低电平时,LED1亮,LED2灭。参考电路振荡周期T0.7*(R3+2R4)*C1,因此交替闪光的频率仅与电阻R3、R4和电容C1大小有关,与其他参数无关。 1.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 1.4.1系统总电路图图1.1 总电路图 1.4.2元器件清单 表1.1 元器件清单 元器件名称 具体说明 个数 555定时器 NE555 1 发光二极管 无 2 电容 10微法 1 100微法 1 电阻 470欧 2 2.2千欧 1 68千欧 1 1.4.3仪器仪表清单 表1.2 仪器仪表清单 仪器仪表名称 个数 电路板 1 尖口钳 1 万用表 1 电烙铁 1 焊芯 1 导线 若干 1.5系统安装、调试与参数测量 按照电路图焊接电路,焊接电路完成后,使用万用表对电路板进行检查,检查无误后,用直流稳压电源进行测试。 测试结果:发光二极管交替闪烁;改变电阻R3、R4和电容C1,交替闪光频率改变。 1.6改进意见与收获体会 焊接电路时先对导线测试,看是否有导线短路;注意发光二极管正负端,不要接反;用直流电源调试前对电路板进行检查,看电路板正负接线端是否短路,以免烧坏电源。 第2章 电子触摸控制器的制作调试 2.1 设计任务 完成电子触摸器的制作,当人接触触摸器时,发光二极管亮,并具有一定延时时间。 2.2 总体设计方案 用NE555芯片和相关器件按照电路图连接电路,电路连接完成后,进行调试测试。 2.3系统分析与设计 2.3.1元件介绍 NE555芯片:NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号。其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载;只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。 发光二极管(LED:是一种能发光的半导体电子元件。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中常作为指示灯。 2.3.2系统分析 参考电路为555定时器构成的典型单稳态触发电路。当接触板没有被触摸时,NE555的触发输入端由22MΩ的电阻偏置到高电平,当接触板被触摸时,人的皮肤电阻将低于引脚2对地阻抗,此时引脚2变为低电平。这种效用使触发输入端的电压低于1/3VCC的门限电平,555定时器开始定时,电路稳态进入暂稳状态。输出脉冲宽度T1.1*R1*C1,由于参考电路电容为1微法,实际使用电容为0.1微法,所以本组电路大约为0.5秒,引脚3输出电压用来驱动发光二极管。 2.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 2.4.1系统总电路图 图2.1 总电路图 2.4.2元器件清单 表2.1 元器件清单 元器件名称 具体说明 个数 555定时器 NE555 1 发光二极管 无 1 电容 0.01微法 1 0.1微法 1 电阻 150欧 1 4.7兆欧 1 22兆欧 1 2.4.3仪器仪表清单 表2.2 仪器仪表清单 仪器仪表名称 个数 电路板 1 尖口钳 1 万用表 1 电烙铁 1 焊芯 1 导线 若干 2.5系统安装、调试与参数测量 按照电路图焊接电路,焊接电路完成后,使用万用表对电路板进行检查,检查无误后,用直流稳压电源进行测试。 测试结果:用手触摸触电,发光二极管亮,松手后具有一定延时时间。 2.6改进意见与收获体会 通过此次课程设计我学习到了如下几点:1.做好准备工作,先搞清电路中各个元件的作用和使用方法,只有弄清楚原理,在调试检查电路时才能做到得心应手。2.互相合作,在电路制作过程中,我们要好好配合,分配任务,这样才能高效率完成任务,发挥出每个队员的能力。 第3章 八路电子抢答器的制作 3.1 设计任务 设计八路电子抢答器:J0,J1„J7由参赛选手控制,J8由主持人控制。当任意一个选手抢先按下按钮时,数码管显示选手数字,此时其他选手按键无效,一轮抢答结束,由主持人按动清除按钮J8,进行下一次抢答。 3.2 总体设计方案 根据参考电路,用74LS373对按键的状态进行锁存,74147对状态进行编码,通过CD4511译码并驱动数码管显示;74LS30和74LS00用于实现逻辑上的转换。 3.3系统分析与设计 3.3.1元件介绍 74LS373:三态八输入锁存器。373 的输出端 Q0~Q7 可直接与总线相连;当三态允许控制端 OE 为低电平时,Q0~Q7为正常逻辑状态,可用来驱动负载或 总线。当 OE 为高电平时,Q0~Q7 呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时,Q 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时,D 被锁存在已建立的数据电平。 74147:10-4线BCD编码器。把输入的状态编成BCD码。 CD4511:CD4511 是一片 CMOS BCD?锁存/7 段译码/驱动器,用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码?七段码译码器。具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴LED数码管。 74LS30:8输入与非门。 74LS00:2输入与非门。 数码管:由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件。有共阴极和共阳极之分,常用于显示数字和字符。 3.3.2系统分析 参考电路由5个集成芯片组成, 74LS373为三态八输入锁存器,74LS30为8输入的与非门。J0,J1„J7由参赛选手控制,J8由主持人控制。当任意一个选手抢先按下按钮时,74LS30的输出将跳变为低电平,这个低电平使74LS373处于锁存状态,它的输出Q0,Q1„.Q7被锁存,随即编码器进行编码。74LS147为10线到4线的编码器,输入端为低电平有效,输出为反码。CD4511为译码器和驱动数码管装置,输入BCD码时经译码后使数码管显示数字0,1„„7。为了使译码后数码管能显示数字,该电路将译码器的D端输入接74LS373的锁存控制输入端,数字被锁存时,该端为低电平,数码管为正常显示数字;允许数据输入时,74LS373的11脚为高电平,经过译码后数码管不显示,这样正好满足了电路的要求。数码 管为共阴7段数码管。一轮抢答结束,由主持人按动清除按钮J8,对D锁存器进 行解锁。 3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 3.4.1 系统总电路图 图3.1 总电路图 3.4.2 元器件清单 表3.1 仪器仪表清单 元器件名称 个数 74LS373 1 74147 1 74LS30 1 74LS00 1 CD4511 1 数码管 1 100K电阻 9 3.4.3仪器仪表清单 表3.2 仪器仪表清单 仪器仪表名称 个数 电路板 1 尖口钳 1 万用表 1 电烙铁 1 焊芯 1 导线 若干 3.5系统安装、调试与参数测量 按照电路图焊接电路,焊接电路完成后,使用万用表对电路板进行检查,检查无误后,用5V直流稳压电源进行测试。 测试结果:按下J0-J7按键,数码管均能正确显示数字;按下J9按键,数码管清零,无显示,进行下一轮抢答。 3.6改进意见与收获体会 可以尝试用51单片机制作八路抢答器,可以增加计时和时间提醒等多种功能。 通过此次课程设计,我学到很多知识,一些在课堂上学到的知识只有通过动手实践才能更好地理解和掌握。焊接电路时,一定细心,不要有虚焊漏焊的情况。各个集成芯片的电源和接地端不要漏焊。电路焊接完成后不要急于调试,先检查电路,检查无误后进行调试。调试出现问题时,用万用表有次序的检查电路,排除故障。这次课程设计提高了我们团队合作能力,在我的带领下,我们小组快速的完成了3个题目,这项任务这次课程设计依靠团队的力量完成,所以我们在以后的学习中应培养团队合作能力。 参考文献: [1]彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,1997 [2]韩广兴.电子元器件与实用电路基础.北京:电子工业出版社,2005 [3]赵志杰.集成电路应用识图方法.北京:机械工业出版社,2004