自动化模电课设交替闪光器.docx
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自动化模电课设交替闪光器
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:
2013年12月26日
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:
tPH=0.7*(R3+R4)*C1;tPL=0.7*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T=0.7*(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T=1.1*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CMOSBCD—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
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