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课程设计总结报告
课程设计总结报告
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ﻩ
课程设计总结报告
题 目多路抢答器及小功率降压稳压器
专 业电子信息工程
学号 09６261０1１7
授课班号 23８005
学生姓名 马悦
指导教师 林善明
完成时间 2011.６．2４
摘要
这次电子技术课程设计主要让我们完成两个任务：
多路抢答器和小功率降压稳压器。
这两个任务分别用到我们所学的数字电路和模拟电路的知识。
数字电路部分主要采用Mｕlｔｉsiｍ软件设计、再进行仿真，检验通过后再开始在电路板上插芯片、连线。
而模拟电路部分,老师已经给我们一张设计好的电路图，只是有不少错误。
我们先分析已经设计的电路图,把错误挑出，对错误部分进行改正后，对整个电路图再进行优化。
所以对于整个电路并没有重新设计,节约不少时间。
最后，多路抢答器制作成功，而小功率稳压降压器由于发下来的实验器件有问题导致没有制作出来,十分遗憾。
ﻩﻩ
关键词:
Mｕｌｔisiｍ、复位、反馈、计时、稳压
1前言
1.1课程设计的目的与意义…………………………………………………………………４
１.2课程设计要实现的目标…………………………………………………………………4
１.3电子电路系统设计方法…………………………………………………………………4
2 多路抢答器
2.１实验要求…………………………………………………………………………………6
2.2实验所用器材……………………………………………………………………………6
2．3总体框图…………………………………………………………………………………７
2．4功能模块设计
2.４.1输入电路…………………………………………………………………………8
2.４．2显示电路…………………………………………………………………………9
ﻩ2.４.３计时电路………………………………………………………………………1１
2.４.４状态灯…………………………………………………………………………１2
2.４.5控制电路………………………………………………………………………14
3小功率稳压降压器
3.1实验要求………………………………………………………………………………1６
3.２总体框图………………………………………………………………………………16
ﻩ3.3功能模块设计
3．3．1供电电路………………………………………………………………………１7
ﻩ3．3.2稳压电路………………………………………………………………………1７
ﻩﻩ3.3.３电压比较电路…………………………………………………………………1８
ﻩ3.3．4开关控制电路…………………………………………………………………19
4心得体会………………………………………………………………………………………２0
５参考文献………………………………………………………………………………………２１
6附录……………………………………………………………………………………………22
正文
电子技术课程设计的目的与意义
电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练，特别是技能的培养,对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。
在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。
通过课程设计要实现以下两个目标：
（一）、学生初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法。
１查阅文献资料;
2分析电路；
３组装调试电路；
4撰写科技报告。
（二）、课程设计为后续的毕业设计打好基础。
电子电路系统设计方法
设计一个电子电路系统时,首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行单元的设计和器件选择，最后将各部分连接在一起,设计出一个符合设计要求的完整系统电路。
具体如下:
1．分析任务要求、确定总体方案
根据系统的总体功能,把一个较复杂的系统分解为若干个较简单的单元电路,明确各个单元的功能及作用，画出其原理框图。
２.选择集成电路类型、确定单元电路的组成
按照每个单元电路的逻辑功能,选择合适的集成电路芯片进行设计。
由于器件类型和性能的不同,需要器件的数量和电路连接形式不一样,所以需将不同方案进行比较。
一般情况下，选择性能可靠、使用器件少、成本低、器件易于获得的方案。
3.考虑单元电路之间的连接
各单元电路选定之后，还要认真解决它们之间的连接问题。
如前级对后级是否能够驱动,前级与后级之间的逻辑关系，要保证各单元之间在时序上协调一致,并能稳定工作，避免出现竞争冒险或相互之间的干扰。
４.画出电路图
电路图应当清晰、工整，符合电路制图原则：
（1）通路尽量用线连接,不便连接时，应在断口两端标出,互相连通的交叉线应打点标出；
（2）同一电路分作两张以上绘制时，应用同一坐标系统,并应标明信号的连接关系;
（3）所用的元器件逻辑符号为国家标准。
2多路抢答器
实验要求
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。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
4.抢答器具有定时抢答器的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如9秒）。
当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即加（减）计时，并且绿色指示灯,可以抢答。
5.参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号，红色指示灯亮，停止抢答,并保持到主持人将系统清零为止。
6．如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效，红色指示灯亮,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
实验所用器材
74LＳ74芯片
两片
74LＳ１４7芯片
一片
74LS48芯片
一片
74LＳ１６０芯片
一片
74ＬＳ２0芯片
一片
７4LS00芯片
一片
7４LS０4芯片
一片
555芯片
两片
电容
若干
电阻
若干
共阴极数码管
一只
总体框图：
抢答按钮（4个）
D触发器
编码器
译码器
主持人开关
反馈组合电路
555脉冲产生器A
计数器
显示器
555脉冲产生器B
显示电路
计时电路
输入电路
控制电路
状态灯
当主持人摁下主持人开关后,控制电路反馈到D触发器开始使其工作。
当有人抢先摁下抢答开关时，输入电路产生信号进入控制电路,控制电路反馈D触发器使其锁存状态,并向显示电路输出抢答者的编号。
若是无人抢答计时电路时间到,向控制电路输入信号，控制电路反馈D触发器锁存状态，使输入电路无效化。
输入电路
采用两个二输入Ｄ触发器74LS74芯片,以及一个５５5组合电路。
5５5组合电路A可产生频率很高的脉冲信号,输入D触发器的脉冲输入端，用于捕捉开关电路的电平变化。
当有人抢答时,其所属的D触发器会第一时间改变电平输入到反馈组合电路中。
开关默认情况下是高电平，4个D触发器也是默认高电平输出。
当有人摁下开关时,由于输入Ｄ触发器的时钟脉冲很高，一定会捕捉到其变化，Ｑ输出也会变化，变为低电平。
显示电路
采用一个７4ＬS14７芯片,一个７4LS04芯片,一个74LS48芯片,一个共阴极数码管,电阻若干。
将74LS14７芯片的1、2、３、４输入端分别连接输入电路的四个输出端（4个D触发器的Q输出），5、6、7、8、9端接高电平。
4个输出分别连接非门在输入进７4LS48芯片输入端中。
由于74ＬS４8芯片控制端都是低输入有效，所以全连接高电平。
最后把7４LＳ48芯片的输出分别连接限流电阻后接入共阴极数码管。
74LS148功能表
74LS48管脚图
计时电路
采用一个５55组合电路，一个7４LS1６０芯片。
５55组合电路B同样产生一个固定频率的脉冲信号，频率为1Hｚ左右,输入到计时器芯片的时钟脉冲端。
把计时器的Ａ、Ｄ输出端与非后输入给反馈电路。
只有当计时器工作，并累计到10个脉冲时,Ａ、Ｄ第一次同时输出高电平，时与非后的结果由默认的高电平变为低电平，输出给控制电路。
状态灯
输入Ａ:
主持人开关ﻩﻩﻩﻩﻩ输入Ｂ:
计时器输入
输入Ｃ：
控制电路
采用一个红发光二极管、一个绿发光二极管、一个与非门、一个或门、一个非门。
ﻩ将计时器输入和控制电路输入与非后结果在与主持人开关输入相或,结果连接红色发光二极管，再非后连接绿色发光二极管。
ﻩ绿色发光二极管代表可以抢答，红色发光二极管代表不能抢答，包括已被其他选手抢答和时间到无人抢答的情况。
ﻩ控制电路默认情况下是高电平输出，计时器默认也为高电平输出，与非后结果为低电平。
主持人开关闭合为高电平,断开为低电平。
当摁下开关时,低电平与高电平或的结果为高电平,亮红灯，电子管、触发器内部状态清零。
抬起开关时，低电平与低电平或的结果为低电平,亮绿灯，可以抢答，计时器开始计时。
若是规定时间内有人抢答或是定时器到时间，控制电路或计时电路输出低电平，其与非后结果由默认低电平变为高电平。
而主持人开关断开输出高电平,亮红灯。
清零时，主持人摁下开关，开关闭合，输出低电平,或后结果为高电平,亮红灯。
ﻩ
控制电路
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ输入Ａ：
计时电路
ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩ输入C：
Ｄ触发器
输入B:
555脉冲产生器
输入D：
高电平
采用两个个7４LＳ20芯片、一个非门。
ﻩ4个D触发器与非后，再非一次,结果同５55脉冲产生器输出、计时电路输出和高电平再次与非。
ﻩ4个D触发器默认为高电平,与非后结果为低电平，再次非后即为高电平。
计时器默认情况下也为高电平。
此时三个高电平和高频脉冲与非结果还是高频脉冲。
其结果反馈给四个D触发器的时钟脉冲输入端,使其工作。
当任意输出改变时最后一个与非门的输入会变为低电平,结果也会变成高电平,这样脉冲消失,D触发器锁存，实现阻碍其他选手抢答的功能。
3小功率稳压降压器
实验要求
小功率降压（12VDC）稳压器
实现功能:
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。
总体框图
修改后的电路图如下
模块分析
供电电路
输入端正极接了一个二极管D1，防止，正负极接反时造成电流回流，烧坏比较器芯片。
稳压电路
稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=1.25（1＋Ｒ２/R1）。
输出电压变化范围是Ｖo=1.25V—37Ｖ，所以R2／Ｒ１的比值范围只能是0—２８.6。
带入R１,可得R２最大为２3.7４KΩ。
可以通过调节滑动变阻器R２改变输出电压的大小。
电压比较电路
LM393引脚功能排列表
引出端序号
功能
符号
引出端序号
功能
符号
1
输出端1
OUＴ1
5
正向输入端2
１N+
（2）
2
反向输入端1
1N-
（1）
6
反向输入端2
１N-
（2）
３
正向输入端1
1N＋
（1）
７
输出端２
OUT2
4
地
GND
8
电源
ＶCC
当２输入端电压大于3输入端电压时电流直接接电磁继电器的1号端输出，３输入端大于２输入端时三极管导通,二极管输出电压为５V,可以通过调节Rx1阻值来调节3输入端的电压大小。
开关控制电路
当三极管断开时直接输出输入电压，若是三极管导通,则电磁继电器的线圈中流入电流，产生磁性，开关被吸引到另一个接口上输出稳压器的输出电压。
二极管用于保护电路，防止产生回流,导致三极管被烧坏。
心得体会
通过这次的课程设计作品的制作,我对数电和模电知识有了更深刻的了解。
正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。
”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的,所以在本学期数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。
在具体的制作过程中我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距，书本上的知识很多都是理想化后的结论，忽略了很多实际的因素，或者涉及的不全面，可在实际的应用时这些是不能被忽略的，我们不得不考虑这方的问题,这让我们无法根据书上的理论就轻易得到预想中的结果，有时结果甚至很差别很大。
通过这次实践,我们更体会到实践的重要性。
这次课程设计让我学到了很多。
对于我们在做事过程中发现的问题要冷静的思考,不要盲目的进行。
有一些问题当你好好思考一下时，就会发现是一个很好解决的问题。
二盲目的进行,只会是浪费时间没有效果。
比如在我们设计数电任务状态灯部分,仿真过程中，发现一个几乎每个组都存在的问题:
主持人在摁下开关对电子管清零时,绿色发光二极管会发亮。
虽然老师布置任务的ｐｐt上并没有对灯泡的作用进行具体要求，不过按照常理，绿色发光二极管发光即为可以抢答,可此时并不能抢答。
其它很多组对这一问题并不在意,认为仿真电路总体能工作就可以了，并不留意小的细节。
而我们组精益求精，对此现象进行更深层次的研究发现，最初设计的状态灯只将触发器和计时器的变化作为输入,实际上还要考虑主持人开关的变化。
所以我们在这之中重新设计，加入了主持人开关的变化输入，成功解决这一难题，使电路设计向成功更近了一步。
ﻩ总之在这次设计过程中所得到的体会,在过去是没有过的，在书本是也是无法找到的。
所以，我十分珍惜和留恋这次的课程设计,在这次的课程设计中，我们的三位指导老师林老师、刘老师和路老师给予了我们十分大的帮助，而且教会了我们许多的关于以后的学习、工作和科研方面应该如何去做。
所以在此我表示对他们的感谢。
而且在这次的课程设计当中，我们组的六位同学都积极参与，合作十分愉快。
我在以后的学习、工作中一定会把这次的体验加以发扬光大。
我相信我以后可以做的更好!
参考文献
１华光等，电子技术基础（模拟部分），高等教育出版社,2006年１月第5版P5０4等。
２华光等，电子技术基础（数字部分）, 高等教育出版社，2006年１月第5版P186，P139,P226,P414,P442等。
3XX文库等
附录
1.元器件清单
稳压器
序号
名称
型号
单位
数量
总数量
单价（元）
１
比较器
３93
只
１
2
继电器
ＤC１２V（T73）
只
1
3
电阻
10Ｋ
只
1
4
电阻
4.7K
只
４
5
电阻
24０Ω
只
1
6
二极管
40０７
只
２
７
三极管
9０13
只
１
8
稳压管
5．1V／1W
只
1
9
8脚插座
只
1
10
电容
1μF
只
２
11
电位器
10K
只
1
12
电位器
200K
只
1
13
三端稳压块
317
只
1
14
排针
只
１
15
线路板
块
1
焊锡
卷
导线
卷
抢答器
序号
名称
型号
单位
数量
总数量
单价（元）
4D
741７5
1
CT41７5
8-3编码器
741４8
1
CＤ453２
显示译码
７4４８
1
74HC４511
７段管LＥD
共阴
1
共阴LED
定时器
5５５
2
计数器
7４１60
１
LＥＤ
红
1
ＬEＤ
绿
１
按键
５
四2与非门
7４0０
3
6非门
７4０４
２
二４与非门
7４20
２
四2或门
74３2
1
电阻
５１0Ω
１0
电阻
1MΩ
5
电阻
20M
1
电阻
200K
1
电阻
４.7Ｋ
2
电容
10uF
2
电容
0.０1uF
２
2． 使用仪器及工具
直流电源包板剪刀镊子工具钳剪刀 电烙铁螺丝刀万用表
３.作品照片
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