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

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总体设计方案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、仪器仪表清单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:

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