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8路数字显示报警器设计毕业设计论文word格式管理资料
电子电工课程设计
--8路数显报警器
学院:
机械工程学院
专业:
机械设计及其自动化
学号:
20044410414
班级:
机械044班
姓名:
夏国文
指导教师:
唐少农
日期:
一、课题名称………………………………………………………3
二、设计任务与要求………………………………………………3
三、方案设计与论证………………………………………………3
四、原理框图及其各设计思路……………………………………5
1、设计思路……………………………………………………5
2、原理框图……………………………………………………6
五、元器件选择和元件参数以及元器件明细表…………………6
1、编码器………………………………………………………6
2、译码器………………………………………………………6
3、数码显示器…………………………………………………7
4、反向器………………………………………………………8
5、555振荡电路…………………………………………………8
6、报警器…………………………………………………………8
7、元器件明细表…………………………………………………9
六、总原理图及工作原理…………………………………………9
1、工作原理………………………………………………………9
2、总原理图………………………………………………………10
七、结论与心得………………………………………………………11
八、参考文献…………………………………………………………11
一、课题名称:
8路数显报警器
二、设计任务与要求
1、数码显示报警
2、声音报警
三、方案设计与论证
由题目可以看出需要设计这样实现数码显示和声音报警,根据“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”这两门课中所学过的知识,可以提出下列方案:
方案1:
用89C2051制作八路断线数显报警器,89C2051的P3口驱动LED共阳数码管;P3.0和P3.2口接由电阻和二极管构成的与门,部分显示信号经与门送三极管Q的基极,有显示信号输出时,三极管导通,蜂鸣器发报警声。
89C2051的P1口除P1.0和P1.1片内没有提供上拉电阻以外,其余均有上拉电阻,因此P1口作输入时,可以外接8只上拉电阻,也可以在P1.0、P1.1口各接一只上拉电阻,然后从电源负极引一根公用线,输入口的8根线分别接在公用线上,使8个输入端均为低电位。
接通电源后,LED发光,指示电源已打开。
89C2051上电复位后,依次检测P1.0~P1.7是否为高电位,即判断是否有断线。
一旦检测到某输入口为高电位,就从P3口输出相应的闪动字符信号,数码管每隔一秒显示一次字符。
例如:
第1路断线,那么P1.0为高电位,经检测判断,从P3口输出闪动“1”的信号,数码管每隔一秒显示一次1,蜂鸣器每隔一秒报警一次。
如果出现多路断线的情况,P3口依次输出相对应的几路的闪动字符信号,由数码管每隔一秒显示一个字符,依次显示,报警声每隔一秒响一次,值班人员很快就能知道哪里有断电发生,并及时去处理。
方案2:
如下图所示:
其中总开关起控制总电源的作用,八个控制开关分别为八个按钮,经过编码翻译,由译码器译出编码器的编码,从而在显示器显示数字。
同时由控制开关连接555振荡电路,再与报警器相连,实现声音报警。
方案3:
如下图所示:
其中总开关起控制总电源的作用,八个控制开关分别为八个按钮,经过编码翻译,由译码器译出编码器的编码,从而在显示器显示数字。
而在编码器上的GS接口上连接555振荡电路,再与报警器相连,实现声音报警。
方案分析:
上述三个方案都具有八路数显指示和声音报警功能,但方案1需要应用单片机元件,电路比较复杂,且元件比较昂贵,所以不符合选材的原则。
而方案2,由控制开关连接555振荡电路,再与报警器相连,实现声音报警,这对报警器的实现声音报警不是很理想,也就是报警器不能安装在按钮边上。
所以也不符合。
在方案3里在编码器上的GS接口上连接555振荡电路,再与报警器相连,实现声音报警。
这种方法简单且可行,容易实现8路报警器的功能。
所以应采用方案3。
四、原理框图及其各设计思路
1、设计思路:
8路数显报警电路设计思路如上图所示:
其中总开关起控制总电源的作用,八个控制开关分别为八个按钮,对于编码器的八个输入信号,再由译码器译出编码器的编码,从而在显示器显示数字。
在编码器的EO接口接一反向器,再与译码器的BI接口相连,起清除复位作用。
同时在编码器上的GS接口上连接555振荡电路,再与报警器相连,实现声音报警。
2、原理框图如下:
五、元器件选择和元件参数以及元器件明细表
1、编码器:
本电路采用4532BT_5V编码器,将对8个输入信号进行编码,编码后输出的三条信号就可以显示出8个输入信号。
同时在GS接口输出信号可作为声音报警电路的输入信号,既连接555振荡电路,使其放大,且作为输入电源。
2、译码器:
本电路采用4511BD_5V译码器,它可以将编码翻译成数字化信息,再连接显示器就可以直接读出来。
3、数码显示器:
数字显示器是不同于上述译码器的另一种译码器。
在数字系统中,它能将数字量直观地显示出来,一方面供人们直接读取处理结果,另一方面用以监视数字系统工作情况。
因此,数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。
数字显示译码器是驱动显示器件(如荧光数码管、液晶数码管等)的核心部件,它可以将输入代码转换成相应数字,并在数码管上显示出来。
该数码管由七段构成字形,既有其相对应的有七段数字显示译码器。
例如,当该电路的输出为低电平有效,即输出为0时,对应字段点亮;输出为1时对应字段熄灭。
既当a为0时该译码器能够驱动七段显示器显示0~15共16个数字的字形。
输入A3、A2、A1和A0接收4位二进制码,输出Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qf和Qg分别驱动七段显示器的a、b、c、d、e、f和g段。
(74LS47逻辑图和真值表可参见教材中有关部分。
)
(a)所示,(b)给出了七段显示笔画与0~15共16个数字的对应关系。
4、反向器:
使连接两端状态相反,如图使用4069BD_5V反向器。
5、555振荡电路:
特点是“”RA与Vcc相连,VD与RB并联。
T1=*CT2=*CRA=RB时,T1=T2F=0722/(RA*C)用于音响警报。
如下图:
6、报警器:
用于发声装置,R=200欧姆
7、元器件明细表
元器件
型号
个数
开关
SPST_NC_SB
8个
编码器
4532BT_5V
1个
译码器
4511BD_5V
1个
显示管
SEVEN_SEG_COM_A
1个
反向器
4069BD_5V
1个
555振荡器
LMC555CH
1个
报警器
BUZZER
1个
电阻
10kOhm_5%
10个
电阻
510Ohm_5%
8个
电阻
%
1个
电容
10uF和10uF-POL
各1个
二极管
1N4148
1个
三极管
2N2222A
1个
六、总原理图及工作原理
1、工作原理:
如上图电路所示,该电路是由8位优先编码器4532BT、BCD锁存/7段译码/驱动器4511BD、六反向器4069BD及时基电路LM555CH等构成的8路数显优先报警器。
首先,在控制开关处,有K1到K88个开关,对应输入I1到I8。
平时K1到K8均为断开状态,I1到I8均为低电平“0”状态。
当某一个开关断开时,则对应输入端为高电平“1”状态,U1将其编为二进制码输出送至译码/驱动器U2译码后由数码管显示出报警的路数。
在电路为预警状态时,4532BT将输出为“000”码,同时允许输出端EO为高点平“1”,为了减少耗电或者误显,将EO反向后加至4511BD的消隐端(非BI)使其处于熄灭状态。
在声音报警方面,假如K3断开,相应的4532BT的D端变为高电平“1”,输出端为011,与此同时EO端变为低电平“0”,译码器为显示状态,数码管显示“3”表示第3路出现报警信号。
此时4532BT的组选端14脚由原来的低电平变为高电平,使由LM555CH构成的报警电路发出报警声。
图示没有音响电路,在实际电路中可在LM555CH的输出端接一音响电路,使报警器发出动听的音乐。
2、总原理图:
七、心得体会
通过两个星期的折腾,总算把课程设计给完成了,这是一个坚苦而又漫长的过程。
读了那么多年的书,课程设计可是第一次。
看着劳动成果,很欣慰!
虽然这不完全是我一个人想出来的,是通过查资料和老师的帮助下才完成的。
“也许完成不了!
”两个星期前我们这样说,“完成他没问题!
”一个星期前我这样说,现在我可以说:
“哈哈,完成啦”!
刚开始,可以说是没有头绪,于是就去图书馆找资料,找到了一些关于设计方面的,可是这点小进展远远不够,这只是一个小小的开始。
下一步是上网查,找到了些与我们题目相似的,那时我们每个人都很高兴,可是那还不是我们要的,于是又上网查到了些有关的思路等等,虽然对着电脑做画图,有点累有点热,可是当看到劳动成果时,真是别有一番滋味在心头啊!
世上无难事,只怕有心人,的确如此。
做完这个设计最大的收获就是感受到了书本与网络的重要,这对于我们学习是很重要的资源。
做完这个课程设计,我的自信一下子提高了,我也可以设计电路了;尽管对于有些人做这种电路会很简单,但对我这个初学者来说,已经很不容易了。
这次体验为以后的学习电工的增强了信心。
八、参考文献
[1]秦曾煌《电工学》北京市高等教育出版社2004年4月
[2]杨帮文《新型集成器件实用电路》电子工业出版社2002年8月
[3]王振红《数字电路设计与应用实践教程》机械工业出版社2003年6月
[4]高吉祥《电子技术基础实验与课程设计》电子工业出版社2002年2月
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