电子技术课程设计通用示波器显示字符郝成龙刘旭1.docx
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电子技术课程设计通用示波器显示字符郝成龙刘旭1
西北工业大学
课程设计报告
题目:
通用示波器显示字符
学院:
自动化学院
班级:
09020802班
学生（学号）:
郝成龙2008302218
学生（学号）:
刘旭2008302223
日期:
2011年1月
摘要
本次实验的设计目的是设计在通用示波器上显示汉字的控制电路。
利用555定时器改装成多谐振荡器以确定点在示波器上存留的时间，利用74LS161接成计数器并将其输出端和EPROM相接赋予EPROM地址，将烧入EPROM的编码经DAC转化，通过LM324输出到示波器，实验要求在示波器上显示0—9Hz，和一句唐诗。
关键词：
脉冲控制、DAC转化、EPROM编码、示波器显示
目录
摘要1
目录2
一、课程设计目的3
二、设计任务与要求3
三、方案设计与论证3
四、单元电路设计与参数计算6
五、电路的安装与调试7
六、遇到问题的解决方法8
七、结论与心得9
八、参考文献9
附件：
总原理图及元器件清单
通用示波器显示字符
一、课程设计目的
1．巩固和加深对电子技术课程基本知识的理解，提高综合运用所学知识的能力。
2．提高独立解决工程实际问题的能力。
培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。
3．通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选择及电路安装调试等环节．初步掌握简单实用电路的工程设计方法。
4．提高动手能力。
掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。
5．能按课程设计任务书的要求编写设计说明书。
了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能正确反映设计和实验成果。
二、设计任务与要求
1．使用示波器的X-Y方式显示汉字字符；
2．两个内容：
0-9Hz数字字母和一句唐诗（内容自选）；
3．人眼不易察觉闪烁；
4.分为两行显示方式---用按键选择。
三、方案设计与论证
在实验前需弄清楚示波器的显示原理
示波器的显示原理是用数字的方法产生锯齿波
采用8位精度，相当于把示波器划分为256×256小格
对应Y扫描的1个周期，X有256个扫描周期，示意如下：
采用8位精度，相当于把示波器划分为256×256小格
对应Y扫描的1个周期，X有256个扫描周期，示意如下：
根据示波器的显示原理可以设计出三种方案：
方案一：
根据示波器的显示原理编出要显示的字的代码，利用数据选择器及相关组合电路实现利用计数器控制输出X,Y坐标的电评以达到控制示波器在预定位置打点的效果。
该方案需要用到555定时器，计数器，D/A转换器等器件。
由于需要显示内容较多，且电路较为复杂，故放弃使用。
方案二：
利用EPROM的可储存性，设计电路，使得电路实现利用555定时器给定输入信号，利用8位二进制计数器控制EPROM的询问地址，将EPROM中输出的信号输入D/A转换器中，实现模数转换，最后利用放大电路使示波器显示要求字符。
需要器件有555定时器，EPROM，D/A转换器，LM324等，EPROM编码采用逐点编码。
由于编码行数太多，超出内存允许，无法实现。
方案三：
在方案二的基础上，改进电路，简化代码，使代码行数减少到1500行左右，161计数器数量从4个减少到3个，并设计含有发光二极管的检测电路。
由于设计思路较为明确，电路连接简单，编码量较少，故采用该种方案。
该方案设计流程图如下：
ROM阵列编写原理如下：
四、单元电路设计与参数计算
1.输入信号的产生
555定时器产生方波信号
2.8位二进制计数器的设计
根据课本上的方法连接两片74LS161，使其构成8位2进制计数器
3..EPROM及DAC的连接原理图如图所示。
五、电路的安装与调试
1、调试前的直观检查
检查电路连线是否正确；包括错线、少线、多线；
（1）按照电路图检查安装的线路；
（2）按照实际电路来对照原理电路进行查线。
2、元、器件安装情况
检查元、器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；
3、电源供电与信号源连线
检查电源供电（包括极性）、信号源连线是否正确；
4、电源端对地（┸）是否存在短路
在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地（┸）是否存在短路
若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试阶段。
调试阶段：
一、通电观察
1）观察有无异常现象，有无冒烟。
2）异常气味。
3）元器件是否发烫。
4）电源是否有短路。
二、静态调试
静态测试模拟电路的静态的工作点。
数字电路的各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系。
三、动态调试
调试的方法：
•在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号。
•循着信号的流向逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标。
•发现故障现象，缩小故障范围，
•设法排除故障
调试中注意事项:
1、正确使用测量仪器的接地端。
2、测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。
3、测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。
4、要正确选择测量点。
5、测量方法要方便可行。
6、调试过程中，不但要认真观察和测量，还要善于记录。
7、调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解
决不了就拆掉线路重新安装。
六、遇到问题的解决方法
1.定时器模块电路的连接与调试：
设计采用ＮＥ555定时器的最大问题就是定时器产生方波脉冲不稳定，检查很长时间没能找到问题所在，请教老师后，明白可能是由于器件存在问题，通过调换器件使该部分工作正常。
2.计数器的连接与调试：
在将3个74LS161直接按照自己设计的电路图完整连接成12位进制的计数器时，通过函数信号发生器输入方波信号进行计数，却发现输出端没有产生高低电平变化，接发光二极管测试后，未发现明显变化。
检查各线路连接后确定接线无误后通过降低输入方波频率和提高输入方波幅值，使计数器得以正常工作。
3.EPROM和LM324的连接与调试；接电后发现发现示波器没有波形显示，用万用表检查各输出端电平变化后发现，EPROM和LM324没有正常工作，通过查阅资料后发现器件的工作电压与其它器件不同，给EPROM接+10V，LM324接+12V和-12V后问题解决。
4.示波器的调试：
按老师的要求将电路接入老款示波器中发现不易显示波形，且不易调试，经老师同意后使用数字示波器，经调试后发现波形不是设计目标波形，字无法正常显示，出现乱码，询问老师后，老师建议重新编写代码。
5.代码的编写：
代码的编写是本次实验最为复杂的一环，我们一共编写了四种代码，第一种是按字形逐点编码，编码约4500行，因担心可能会数据溢出，放弃使用。
第二种是按首末点编写，编码约500行，进入实验室后发现要使用打点的显示方式，不能使用。
第三种是采点编写，通过将第一种编写的代码简化，减少代码数量，使编码控制在1300行左右，但在实验中并未出现预想图像，放弃使用。
第四种，通过改进第三种代码，扩大字的显示区域，但在实验中还是无法正常显示，不明原因。
七、结论与心得
1.这次电子技术课程设计安排在我们学完了电路基础、模拟电子技术和数字电子技术这些课程之后，这是非常恰当也非常有必要的。
这次课程设计是我们第一次将课本上所学到的理论知识进行综合运用，解决实际问题，这极大地激发了我们对所学知识的兴趣，也是对我们的一项挑战。
2.在设计过程中，我们查阅资料，阅读技术报告，提高独立解决工程实际问题的能力。
培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。
3.在进实验室进行实物连接时，使我对万用表、示波器、函数信号发生器，面包板的使用有了进一步的熟悉，提高我们的动手能力．掌握常用仪器设备的正确使用方法，以及对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。
4.在实验室的两天多时间使我们进一步认识到严肃认真的工作作风和科学态度的重要性，通过课程设计实践，我也初步建立了正确的生产观点，经济观点，全局观点和安全用电、节约用电的观点。
5.实验中虽然遇到一些令人头痛的问题，但我们通过这些问题也认识到了很多自己的不足，也学到了很多课本上不曾出现的东西。
通过一次次的调试及修正，让我意识到了在工程设计中认真和耐心的重要性，也意识到了团队合作的作用，而且在今后的工作学习中我要更加虚心地请教别人，毕竟自己还是有很多不足。
八、参考文献
[1]张文荣.模拟电子技术课程教学新探[J].河北能源职业技术学院学报.2004,4（3）.
[2]余道衡，徐承和.电子电路手册[M]. 北京：
北京大学出版社， 1996
[3]童诗白，华成英.模拟电子技术基础［M］.北京：
高等教育出版社，2001.414-417.
[4]彭介华。
电子技术课程设计指导[M].北京：
高等教育出版社，1997.3-45.
[5]阎石，数字电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，1998.348-352.
[6]卢结成，陈力生，田红民等.电子电路实验及应用课题设计[M].合肥：
中国科学技术大学出版社，2002.20-23.
附件：
总原理图及元器件清单
1．总原理图
2．元件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
R1
34Ω
1
R2
34Ω
1
555定时器
1
C1
100nF
1
C2
10uF
1
74系列
74LS00
2
74系列
74LS74
1
单刀单掷开关
1
EPROM
8K
1
DAC
2
LM324
1
通用示波器
1
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