四人表决器Word格式文档下载.docx
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分工任务
成绩
曾柳
1325001
电路设计
刘敏
1320009
文档设计
曾壮
1390009
电路仿真
项目设计
功能目标
逻辑笔是是采用不同颜色的指示灯为表示数字电平的高低的仪器。
它是测量数字电路一种较简便的工具,使用逻辑笔可快速测量出数字电路中有故障的芯片。
电路设计要求:
1.逻辑笔上有二只信号指示灯,当探针测试到高电平时,红灯点亮,测试到低电平时绿灯点亮;
2.用74LS00或74LS04逻辑门电路实现。
可选拓展功能:
1.用数码管显示H或L(1或0)来表示高、低电平;
2.当检测到高(或低)电平时,用蜂鸣器作声音提示。
项目资讯
1.掌握数制及几种数制的转换方法;
2.认识逻辑变量,及数字逻辑函数的几种表达方式及其变换;
3.认识集成逻辑门电路,及其使用方法;
4.认识逻辑门电路,了解TTL与CMOS集成芯片的使用注意事项;
5.掌握74LS00、74LS04、74LS08、74LS20芯片的检测及使用方法;
6.仿真软件Proteus7.5的使用方法;
7.数电开发板的功能检测,及使用方法。
项目实施
1.分小组讨论,分析所给设计电路功能,进行数字逻辑笔电路的方案设计,绘制电路原理图;
2.使用仿真软件Proteus7.5,验证调试电路;
3.使用数电开发板搭接电路,并正确调试电路;
4.完成项目设计报告的撰写:
包含电路设计思路,设计方案、电路工作原理阐述及图示(附原理图、元器件清单、使用的芯片资料)、仿真验证的步骤(附仿真图)、电路搭接调试步骤(附实物照片或视频资料)。
项目考核(评价)
1.小组讨论,自评、互评各人的分工完成情况,签字确认;
2.项目小结,并说明遇到的问题及解决方法,写入项目评价表中;
3.小组准备汇报材料,每组选派一人进行汇报;
4.教师评价说明;
5.整理相关资料,列出上交资料,并存档。
上交资料
名称
目录
任务单·
·
1
摘要·
3
第一章方案设计·
4
第二章电路设计及工作原理分析·
·
5
2.1电平比较电路·
2.2电平处理电路·
6
2.3LED显示电路·
2.4电路原理分析·
7
第三章电路仿真·
3.1逻辑笔接高电平·
8
3.2逻辑笔接低电平·
9
3.3逻辑笔悬空·
10
第四章电路搭建与调试·
11
4.1逻辑笔电路上电正常状态图·
4.2逻辑笔输入高电平状态图·
12
4.3逻辑笔输入低电平状态图·
13
附录1电路原理图·
14
附录2元器件明细表·
15
附录3集成芯片资料·
16
项目考核标准及评价表·
18
摘要
逻辑测试笔,是一种新颖的测试工具,它能代替示波器,万用表等测试工具,通过转换开关,对TTL、CMOS、DTL等数字集成电路构成的各种电子仪器设备(电子计算机、程序控制、数字控制、群控装置)进行检测、调试与维修使用。
它具有重量轻、体积小、使用灵活,清晰直观,判别迅速正确,携带方便及TTL与CMOS兼容使用等优点。
关键词:
TTL、CMOS、DTL、逻辑笔
第一章方案设计
对于本次的逻辑笔项目设计方案我们组设计了几个方案,通过对逻辑笔的了解和讨论我们这组确定了最终设计方案。
以下是我们的设计方案:
我们的设计思路如下
1:
了解逻辑笔的功能
2:
根据功能以及我们的需要上网查阅资料。
3:
整理资料从资料中分析工作原理。
4:
考虑方案的可行性,再根据方案进行电路连接。
比较电平
LED显示
电平处理
待测电平
图1逻辑笔框图
第二章电路设计及工作原理分析
2.1电平比较电路
图2-1电平比较电路
由于数字电路中的电平是在一个变化的范围内,所以这里使用了LM358双运放作为电平比较器,用电阻将高电平设置为3.5V以上,低电平设置为1V以下,中间段为高阻态。
2.2电平处理电路
图2-2电平处理电路
经过电平比较电路的处理后信号送到74LS04芯片和74LS00芯片进行信号处理,经过非运算和与非运算后输出到后级电路。
2.3LED显示电路
图2-3LED显示电路
2.4电路原理分析
所谓输出三态,即数字集成电路输出有三种方式:
高电平(与正电源相连),低电平(与地相连),高阻态(不与任何支路相连,相当于悬空状态)。
TTL电平输出高电平>
2.4V,输出低电平<
0.4V。
在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V,最小输入高电平和低电平:
输入高电平>
=2.0V,输入低电平<
=0.8V,噪声容限是0.4V。
CMOS电平“1”逻辑电平电压接近于电源电压,“0”逻辑电平接近于0V,而且具有很宽的噪声容限。
电路原理图如(图—1)所示,设Vin>
3.5v时为高电平,小于1.0V为低电平,当Vin为第三态时相当于悬空,固定输出电压的稳压IC78L05输出的电压为5V,此时电压
为R1和R2分压后所得电压为2.5V左右。
当Vin输入电压大于3.5V时,U1①、⑦脚为低电平→U2①、③脚为低电平→U2②、④脚为高电平→U3②、③脚为高电平→U3①脚为低电平,红色发光管D1点亮;
U1①、⑦脚为低电平→U3⑤、⑥脚为低电平→U3④脚为高电平,绿色发光管D2不亮;
U1①、⑦脚为低电平→U2⑤脚为低电平→U2⑥脚为高电平→U3⑨脚为高电平+U3⑧脚为低电平→U3⑩脚为高电平,黄色发光管D3不亮。
当Vin输入电压小于1.0V时,U1①、⑦脚为高电平→U2①、③脚为高电平→U2②、④脚为低电平→U3②、③脚为低电平→U3①脚为高电平,红色发光管D1不亮;
U1①、⑦脚为高电平→U3⑤、⑥脚为高电平→U3④脚为低电平,绿色发光管D2点亮;
U1①、⑦脚为高电平→U2⑤脚为高电平→U2⑥脚为低电平→U3⑨脚为低电平+U3⑧脚为高电平→U3⑩脚为高电平,黄色发光管D3不亮。
当Vin输入为第三态时,U1①脚为高电平+U1⑦脚为低电平→U2①脚为高电平+U2③脚为低电平→U2②脚为低电平、U2④脚为高电平→U3②脚为低电平+U3③脚为高电平→U3①脚为高电平,红色发光管D1不亮;
U1①脚为高电平+U1⑦脚为低电平→U3⑤脚为高电平、U3⑥脚为低电平→U3④脚为高电平,绿色发光管D2不亮;
U1①脚为高电平+U1⑦脚为低电平→U2⑤脚为低电平→U2⑥脚为高电平→U3⑨脚为高电平+U3⑧脚为高电平→U3⑩脚为低电平,黄色发光管D3点亮。
第三章电路仿真
3.1逻辑笔接高电平
图3-1逻辑笔接高电平
当输入电平为高电平是红灯点亮。
3.2逻辑笔接低电平
图3-2逻辑笔接低电平
当输入电平为低电平时蓝灯点亮。
3.3逻辑笔悬空
图3-2逻辑笔悬空当输入端悬空时黄灯点亮
第四章电路搭接与调试
根据图1的电路原理图,把其中的单元电路进行组装,完成电路安装连接,接好电路后,接通电源,开始调试电路。
4.1刚接通电源时,看到的是绿色发光二极管亮,表示正常,如图4-1所示。
图3-1逻辑笔电路上电正常状态图
4.2给逻辑笔输入端加入高电平,紫色发光二极管亮。
如图4-2所示
、
图3-2逻辑笔输入高电平状态图
4.3给逻辑笔输入端加入低电平,蓝色发光二极管亮。
如图4-3所示
图3-3逻辑笔输入低电平状态图
照以上步骤进行电路的安装、检测、调试,电路能按预期的任务目标实现其功能,完成了整个项目设计的任务。
附录1电路原理图
逻辑笔电路原理图
附录2元器件明细表
序号
项目代号
名称
型号、规格
数量
备注
1
R1、R2
电阻
1MΩ
2
R3
2.7KΩ
3
R4、R6
10KΩ
4
R5
4.2KΩ
5
C2
R7、R8、R9
330Ω
6
U1
运放
LM358
7
U2
反向器
CD4069
8
U3
与非门
74LS00
9
V1
集成三端稳压IC
7805
10
LED1
发光二极管
紫
11
LED2
蓝
LED3
绿
13
14
15
附录3集成芯片资料
1.双运放集成电路LM358芯片
(1)LM358芯片管脚图
(2)LM358芯片管脚功能说明
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
①电源端:
“V+”⑾脚和“V-”⑷脚分别为正、负电源端,是各个比较器的公共电源输入端。
②第1组比较器:
⑴脚为输出端,⑵⑶分别为反相和同相输入端。
③第2组比较器:
⑺脚为输出端,⑸⑹分别为同相和反相输入端。
2.六路反向器集成电路CD4069芯片
(1)CD4069芯片管脚图
(2)CD4069芯片管脚功能说明
CD4069是一个六非门电路,就是在一个集成电路中有六个非门,非门的功能是(反相):
输入1则输出为0,输入0则输出1。
其中14号脚接电源,7脚接地。
3.四路与非门集成电路74LS00芯片
(1)74LS00芯片管脚图
(2)74LS00芯片管脚功能说明
74LS00是2输入端四与非门。
就是在一个集成电路中有4个与非门,输入端为A,B,输出端为Y,则Y=/AB。
其中14脚接电源,7脚接地。
项目考核标准及评价表
工作任务
主要内容
评分标准
配分
学生(自评)
(10分)
任务相关知识查找及汇总
查找相关知识学习,该任务知识能力掌握度达到60%扣5分;
达到80%扣2分;
达到90%扣1分
确定方案
设计电路
确定整体设计方案,进行整机电路设计,在实施过程中修改一次扣2分
仿真验证
(14分)
用Proteus7.5软件进行电路连接,仿真验证电路功能
在电路搭接过程中,软件操作熟练度达到60%扣3分;
电路仿真验证功能实现情况,每缺少一个功能,扣2分
电路检测
调试
(16分)
用数电开发板进行电路连接,检测、调试电路功能
开发板本身存在故障,没能调试实现功能的,每处扣2分;
电路搭接后检测调试,每出现不能解决的故障一处口2分
16
设计说明书
(30分)
撰写规范、电路原理分析清楚、图表完善、
评价有内涵
说明书格式规范
方案、电路原理分析及图示清楚、明了;
图示及分析不完整度达到10%扣1分;
达到20%扣2分;
达到40%扣4分
在仿真调试过程中,步骤记录记录不完整达到10%扣1分;
在电路检测调试过程中,步骤记录记录不完整达到10%扣1分;
附录及图表绘制正确、完善,每有1个附录图表不完整扣1分
检查评价
小组讨论、职业规范、团队合作
项目小结,说明在整个项目中遇到的问题及解决方法
自我评述完成情况
小组协作、效率
汇报答辩
熟悉项目、交流表达能力
用专业语言正确流利地简述任务成果、对项目答辩问题能完整正确地陈述
合计
小组互评及
项目小结
(讨论完成)
学生自评总结1
学生签字:
日期:
学生自评总结2
学生自评总结3
教师评价
教师签字:
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- 关 键 词:
- 表决器