哈工大数电课设波形发生器.docx

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哈工大数电课设波形发生器

HarbinInstituteofTechnology

课程设计说明书（论文）

课程名称：

数字电子技术基础

设计题目：

基于EEPROM的可编程波形发生器

院系：

XXXXXXXX

班级：

XXXXX

设计者：

XXXXXX

学号：

xxxxxxxxxxxx

指导教师：

XXXXX

设计时间：

2XXXXXXXXXXXXX

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

姓名：

XXX院（系）：

XXX

专业：

XXXX班号：

XX

任务起至日期：

年月日至年月日

课程设计题目：

基于EEPROM的可编程波形发生器

已知技术参数和设计要求：

（1）波形发生器能够产生方波、三角波、锯齿波和正弦波4种波形；

（2）输出波形周期T=1s；

（3）4种波形可选择输出。

工作量：

（1）完成电路设计、器件选取、电路搭建、电路联调、实验测试等工作；

（2）两周内完成电路验收，并提交课程设计报告。

工作计划安排：

（1）12月1日设计系统的整体结构图；

（2）12月2日设计各模块功能电路图；

（3）12月3日~4日在面包板上搭电路；

（4）12月6日下午和晚上在实验室调试电路。

指导教师签字___________________

年月日

教研室主任意见：

教研室主任签字___________________

年月日

*注：

此任务书由课程设计指导教师填写

第一章系统整体结构的设计

该系统由555时钟电路，256进制计数器，地址译码器，存储器，DA转换器，放大电路，单稳态触发电路，十进制计数器，显示译码器，数码显示管构成。

本设计中充分利用EEPROM的地址译码器是全译码的特点，再配置一个8位二进制加法计数器作为选址计数器来产生EEPROM所需要的8位全译码选址信号。

随着计数脉冲CP的顺序输入，选址计数器进行加法计数，计数器的状态按8421码的态序转换，得到一组全译码信号正好作为EEPROM的选址信号，只要在EEPROM的存储矩阵存储了所需要的波形的编程信号，EEPROM输出线端就可得到所需的波形数据了，数据位数可达到8位，再将此波形数据送入D/A转换器，经过D/A转换，将波形数字量转换成模拟量，再配以运放进行电流电压转换，最后在运放的输出端即可得到所需的电压波形了。

第二章各部分电路图及其功能分析

2.1555时钟电路

该部分电路由555组成的多谐振荡器构成，根据调节R1，R2的大小可以调节输出的时钟的周期频率。

2.2256进制计时器

该部分由两个十六进制计数器74LS161同步并行级联而成，用于输出0~255的二进制数给之后的地址译码器。

2.3单稳态触发电路

该部分由74LS122集成单稳态触发器构成的单稳态触发器构成，如图开关用于调节输出的波形，并且由单稳态电路的特性可知该电路具有防抖动的功能。

2.4十进制计数器

该部分由74LS160十进制计数器的两个低位构成，当单稳态触发输出一个有效信号时进行计数，并将输出给显示译码器以及EEPROM进行波形选择。

2.5显示电路

该部分由显示译码器74LS47以及数码显示管构成，用以显示选择的波形序号。

译码器将输入的二进制数译码之后给显示管显示。

2.6地址译码器及存储器

该部分由电擦除电写入型EEPROM构成，内部集成了地址译码器以及存储器。

输入由256计数器的输出以及十进制计数器的两个低位输出构成，十进制计数器的低两位输入选择4条字线，256进制的输入依次输出不同位线上存储的波形数据。

2.7D/A转换器及放大电路

该部分由D\A转换器和运算放大器构成。

D\A转换器将EEPROM输出的波形的数字信号转换成模拟信号，在经过运放将模拟信号放大并转化成为电压信号显示在示波器上。

第三章实验整体电路图

第四章实验结果

以下是实验中产生的四中波形图

（1）当数码管显示为0时，为正弦波

（2）当数码显示管为1时，为方波

（3）当数码管显示为2时，为三角波

（4）当数码管显示为3时，为锯齿波

第五章实验出现的不足及改进方案

5.1波形的对称度不太好，正负幅值相差较多

如图

改进方案：

调节实验电路中的电阻R3，R4使得幅值以及对称度满足要求

改进前电路

改进后电路（使用两个电位器调节）

改进后波形

5.274LS160十进制计数器由1001跳转到0000时引起的波形调节不连续

改进方案：

利于74LS00与非门引入反馈到清零端构成四进制计数器

改进前电路图

改进后电路

改进后效果：

改进后能连续变化

5.3由于单稳态电路的暂稳态时间tw过短引起调节波形时数码管数字跳动严重

改进方案：

增大单稳态电路的电阻R以及电容C的值

改进前电路

改进后电路

改进后效果：

切换波形时抖动较小

第六章设计心得体会

通过本次课程设计我更加了解了各种芯片及其构成的各种电路的功能。

在这次设计中我们采用了模块化设计方法，将整个电路分成了时钟模块，计数器模块，单触发器模块，显示模块，存储模块以及输出模块，然后将其搭载在面包板上，通过一一验证各个模块的功能并进行调试，最后将其功能整合起来，最终实现了整个系统的功能。

在调试的过程中，我们不断发现了电路中存在的问题并加以处理解决，这个过程我们不断运用所学的数字电子技术的基础知识，让我们不断加深对理论知识的理解，同时也锻炼了我们的动手排查能力，无论是从理论上还是从实践上都是一种很好的锻炼。

总而言之，这次课程设计是成功的，虽然在调试的过程中出现了各种难题，但是经过不断的排查最终得以实现了整个系统的功能。

同时这也是理论联系实际的一次很好的机会，让我们充分运用课堂上学习的理论知识来设计并调试电路，使我们对理论知识的理解更加深入了。

更重要的是这次课程设计锻炼了我的动手能力，为我以后工作奠定了良好的基础。

参考文献

【1】杨春玲,王淑娟《数字电子技术基础》高等教育出版社

（注：

专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。

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