电子技术课程设计Word文档格式.docx
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摘要
本次课程设计的设计课题是《小功率(12VDC)降压稳压器的设计》及《四路抢答器的设计》,实质是属于数字电路部分的内容。
小功率降压稳压器,使用继电器,比较器393以及稳压芯片LM317,实现输入电压小于12V时,输出12V,输入大于12V,继电器跳转,稳压芯片工作,以后随着输入电压的增大,输出稳压在12V,达到降压稳压的功能。
四路抢答器主要使用了74LS148,74LS48,74175,74160等一些集成芯片,以及七段数码显示管,555定时电路,发光二极管等,实现当节目主持人启动“开始”键后,定时器立即加计时,抢答指示灯亮,参赛选手抢答有效;
10s后定时器停止工作,显示器上显示选手的编号,停止指示灯亮,停止抢答,并保持到主持人将系统清零为止的功能。
【关键词】小功率降压稳压器四路抢答器定时电路
ABSTRACT
Curriculumdesignofthisdesigntopicis"
smallpower(12VDC)buckregulatordesign"
and"
fourwayResponderdesign"
essenceisbelongstothedigitalcircuitpart.
Smallpowerstep-downvoltageregulator,relay,comparator393andvoltagestabilizingchipLM317,realizetheinputvoltageislessthan12V,output12V,inputisgreaterthan12V,relayjump,voltagestabilizingchip,withthesubsequentincreaseininputvoltage,outputvoltagein12V,achievethebuckregulatorfunction.
Fourwayrespondermainlyusesthe74LS148,74LS487417574160andotherintegratedchip,andthesevendigitaldisplaytube,a555timingcircuit,lightemittingdiodes,achievedwhenthepresentersstartthe"
start"
button,thetimerandcountdownanswerimmediately,indicatorlights,andplayersanswereffective;
10stimertostopworking,thedisplaydisplayplayernumber,stopindicatorlights,stoptoanswer,tohostandmaintainthesystemclearfunction.
【Keywords】smallpowerregulatorfourroadrespondertimingcircuit
目录
1小功率(12VDC)降压稳压器****************************1
1.1设计目的和设计要求***************************************1
1.1.1设计目的*********************************************1
1.1.2设计要求*********************************************1
1.2降压稳压器整体分析***************************************1
1.2.1总体设计思想******************************************1
1.2.2降压稳压器工作原理*************************************2
1.3功能模块设计*********************************************2
1.3.1LM317稳压模块*****************************************2
1.3.2LM393比较模块****************************************3
1.3.3继电器模块*******************************************3
1.3.4各个模块的连接****************************************4
2四路抢答器***********************************************5
2.1设计目的和设计要求***************************************5
2.1.1设计目的*********************************************5
2.1.2设计要求*********************************************5
2.2四路抢答器整体分析****************************************6
2.2.1总体设计思想******************************************6
2.2.2四路抢答器工作原理*************************************6
2.3功能模块设计*********************************************7
2.3.1时钟信号产生模块**************************************7
2.3.2锁存互锁及显示模块************************************7
2.3.3计时模块*********************************************9
2.3.4复位模块*********************************************9
2.3.5各个模块的连接****************************************9
3课程设计总结********************************************10
3.1实际安装调试电路时遇到的问题及解决方案**********************10
3.2课程设计心得体会*****************************************10
1小功率(12VDC)降压稳压器
1.1设计目的及设计要求
1.1.1设计目的
在平时的生活中或试验中,有些用电器只需要12V以下的电压,有时出于实验目的的考虑,我们也需要接入12V的稳压。
而小功率降压稳压器既可以实现上述功能。
当输入电压小于12VDC时,输入电压与输出电压相同,即直通,当输入电压大于12V时,输出电压应不大于12VDC,输入电压范围是(6-20VDC),适用于负载变化且需要稳压的场合,考虑如何扩流以满足大电流且电压波动较大的场合。
本课题的主要目标就是通过设计与制作,完成制作一个小功率降压稳压器,直观的理解和体会其稳压功能的实现。
1.1.2设计要求
当输入电压小于12VDC时,输入电压与输出电压相同,即直通,当输入电压大于12V时,输出电压应不大于12VDC,输入电压范围是(6-20VDC),适用于负载变化且需要稳压的场合,考虑如何扩流以满足大电流且电压波动较大的场合。
1.2降压稳压器整体分析
1.2.1总体设计思想
图1-1
如图1-1是整体的框图结构。
由稳压模块,继电器模块,比较器模块组成。
1.2.2降压稳压器工作原理
小功率降压稳压器由一系列功能单元组成,从原理图的系统结构可以看出,整个系统可以分为三部分,由LM317稳压部分,LM393比较部分,继电器部分组成。
输入电压小于12v时,电压比较器同向端小于反向端(反向端接5v稳压管,所以反相端总是5v),比较器393输出低电平,三极管不导通,继电器不跳转,继电器3脚与5脚接通,输出电压就是输入电压。
当电压大于12V时,电压比较器同向端大于反向端(通过调节同向端得电位器使得同向端得电压大于5v),比较器393输出高电平,三极管导通,继电器跳转,继电器4脚和8脚接通,电压开始通过LM317,然后通过调节LM317out端和gnd端得电位器使电压稳在12v左右。
从而实现其功能。
1.3功能模块设计
小功率降压稳压器由一系列功能单元组成,从的系统结构可以看出,整个系统可以分为三部分,由LM317稳压部分,LM393比较部分,继电器部分组成。
1.3.1LM317稳压模块
集成稳压器LM317是稳压模块的核心器件,它和图中的R7以及R8一起组成了输出可调的稳压电路,输出电压计算公式为Vout=1.25(1+R8/R7)。
图1-2
1.3.2LM393比较模块
比较模块用于判断输入电压是否高于12VDC。
主要器件是集成比较器件LM393和5.1V的稳压二极管。
模块的电路如图1-3所示,比较器的2脚电压即为稳压二极管负端的电压,电流正常时大概为5.1V,3脚的电压是R6上部分的电阻所分电压,可由V=R6*Vin/R4计算得出。
由于输入12VDC是一个临界值,所以在Vin为12VDC时应把比较器2、3脚的电压调到一致。
图1-3
1.3.3继电器模块
如图1-4所示,继电器模块根据比较模块的输出,来选择电压输出是输入电压还是稳压电压。
图中NPN型三级管起到了开关作用,当电压高于12V时,比较器输出高电平,即三极管的基极端电压为高,三极管导通,继电器的线圈得电,继电器动作,使得输出端接到稳压芯片LM317的输出端,输出电压为12VDC;
当电压低于12V时,比较器输出为低电压,即三极管的基极端接为低时,三极管截至,继电器没有得电,保持原来的连接,输出电压为输入电压。
图1-4
1.3.4各个模块的连接
将比较器的输出端接到NPN三极管的基极,并加限流电阻和上拉电阻。
将经过二极管的电压接到继电器的5端,经过稳压模块的Vout接到继电器的4端。
总体的原理图见附录。
2四路抢答器
2.1设计目的和设计要求
2.1.1设计目的
1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。
2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
2.1.2设计要求
用触发器设计一个四路抢答器,要求实现以下功能:
1.4名选手或4个代表队的编号分别是1、2、3、4,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S1、S2、S3、S4。
2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答器的开始。
3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编