电气数电课设任务书新.docx
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电气数电课设任务书新
数字电子技术课程设计任务书
2017-6
一、数电课程设计的目的
数字电子技术课程设计是在学习完数字电子电路课程之后，按照课程教学的要求，对学生进行综合性训练的一个实践性教学环节。
主要目的是培养学生综合运用理论知识能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力；了解数字电子电路的一般设计方法，初步掌握数字电子线路安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装、调试方法。
二、设计题目及要求
1．设计题目
多路智力竞赛抢答器
2．功能要求
（1）4名选手编号为：
1，2，3，4。
各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。
（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。
（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答，同时计数器显示此时的时间。
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（10秒）抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响。
参赛选手在设定时间（10秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
（5）如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。
系统扬声器报警，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
（6）用555定时器产生频率为１Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。
3．设计步骤及要求
（1）给出定时抢答器的组成框图；
（2）设计并焊接安装各单元电路，要求布线整齐、美观，便于级联与调试；
（3）测定定时抢答器的逻辑功能，以满足设计功能要求；
（4）画出定时抢答器的整机逻辑电路图；
（5）按照要求写出设计报告。
三、系统设计框图及工作原理
1.抢答电路设计
抢答器电路的功能有两个：
一个是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是使其他选手的按键操作无效。
本设计选用优先编码器74HC148和RS锁存器74HC279。
其工作原理结合电路图自己分析。
图1系统设计框图
2.定时电路设计
节目主持人根据抢答题的难易程度，设计一次抢答的时间，通过预置时间电路（倒计时
电路）对计数器进行预置，本设计选用2片74HC192进行设计（实际提供一片74HC192），最大预置时间为99秒，计数器的时钟脉冲由NE555构成的秒脉冲发生电路提供，电路的工作原理及器件相关参数选择自行分析。
3.报警电路设计
由555定时器构成的脉冲发生电路产生固定频率的方波信号，控制信号ST’控制方波信号经三极管驱动蜂鸣器或扬声器发出固定频率的声音。
当有选手抢答或设定的抢答时间到时，控制信号ST’为高电平时，多谐振荡器工作，可驱动蜂鸣器发声；其它时间控制信号ST’为低电平，多谐振荡器电路停振，输出低电平，蜂鸣器不能发出声音。
4.时序控制电路设计
时序控制电路是抢答器设计的关键，它主要完成以下三项功能：
（1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声报警，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。
（2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声报警，抢答电路和定时电路停止工作。
（3）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声报警，同时抢答电路和定时电路停止工作。
时序控制电路主要由几个与非门实现，提供的参考电路图中报警时间不能控制，简单的控制办法由主持人按下清除开关即可停止发生，若要实现报警时间自动控制，可在电路设计中增加一个单稳态触发器，采用其输出的暂稳态信号控制报警时间，设计时这部分可以自行发挥，如设计报警时间为1秒，设计时给出相关器件（如R,C）参数的选择依据。
这部分工作原理结合电路图自行分析。
图2多路智力竞赛抢答器参考电路图
四、组装调试步骤
分组形式：
根据条件本次设计以两人为一组，进行组装调试。
1、检查印刷电路板有无断路、短路，若有，首先处理好。
2、焊接顺序：
电阻、二极管、IC插座、三极管、电容器，逐一焊接。
先焊平面的，后焊立体的，原则是有利于焊接。
要求卧装水平、竖装垂直、相同元件等高。
要特别注意元器件的安装方向！
元件的安装高度是否适中。
3、焊接要点：
将元件整形后插入对应位置，电路板平放在台面上，一手握烙铁对焊盘和引脚同时接触预热，另一手持焊锡丝与焊盘处烙铁接触，使锡丝熔化，当锡丝熔化一定量时（多了不好，少了不行），立即将锡丝离去，烙铁继续保持少许时间，让焊锡围绕焊盘自由流动，形成一个完全覆盖焊盘的钟形（忌讳球形）焊点。
切勿将焊锡先溶化在烙铁上再去焊接，这样锡丝里的助焊剂在未焊接前先挥发了，不利于焊接，而且焊点没有光泽。
4、按照接线要求的位置，将连接线焊接到对应的插孔。
注意导线颜色！
5、剪脚：
元件焊好后，将多余引脚剪掉，剪脚后的焊点应露出引脚0.5-1mm。
6、检查元件及IC插座有无错焊、漏焊，方向是否正确无误，将集成电路插入（注意芯片方向）插座。
7、通电测试：
将连接线分别与对应电源接线柱一一连接。
连接线时一定要关掉电源！
8、首先清零，然后观察LED数码管变化状态。
五、设计进度和地点
1、课程设计时间为2周，共12天；
2、第1天讲授设计的要求、任务，布置设计题目；
3、第2～6天学生查阅资料，设计作图，安装焊接；
4、第7天学生进行调试；
5、第8~10天学生撰写和打印设计报告，第11~12天验收作品和设计报告。
6、地点：
讲授任务和布置题目在教室；设计、安装在教室或寝室；调试在实验室。
【注意】
【集中讲解时间】：
17周周二上午地点：
03-120
设计验收时间：
待定（调试演示电路功能，答辩，上交设计报告）
地点：
4号楼现代教育中心2楼（待定）。
六、课程设计报告要求
课程设计报告是设计全过程的系统总结，也是培养综合科研素质的一个重要环节，基本要求如下：
（1）要求A4打印纸；
（2）封面上书写课程设计名称、姓名、班级、学号、起止时间。
（3）正文部分参照以下格式书写。
附数字电子技术课程设计报告参考格式：
题目（三号，黑体，居中）
姓名：
班级：
学号：
指导老师：
（空一行）
摘要：
150字左右（宋体小四）
关键词：
3-5个
一、设计任务与要求（大标题均为小三号，黑体）
1．。
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；（小标题为四号黑体，正文为宋体小四，行距1.5倍）
2．。
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；
3．。
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。
；
二、方案设计与论证
给出多套方案（2套以上），包括方案设计与论证、电路设计框图简介、总体电路原理图及其必要说明；说明最终本设计采用其中一个方案的理由。
2.1方案一、。
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2.2方案二、。
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2.3方案三。
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三、系统电路分析与设计
（包括各个单元电路的设计与相关参数计算与分析，所用元器件型号及参数等（列表表示））
3.1抢答器电路设计与相关元器件
3.2定时电路设计与相关元器件
3.3报警电路设计与相关元器件
3.4时序电路设计与相关元器件
3.5智力竞赛抢答器电路原理总图
3.6所用元器件清单
四、实物制作及调试
包括元器件布局焊接调步骤及注意事项，电路调试过程与所用仪器仪表说明，出现的问题和分析解决措施。
五、设计总结及心得
包括对本次课程设计所做的工作做一下总结，写出你本次设计的收获和体会。
6、参考文献：
（8篇以上，含论文、书籍、电子资源）
例如：
部分参考资料：
[1].谢自美主编，《电子线路设计实验测试》（第二版），华中科技大学出版社,2003.
[2].阎石主编《数字电子技术基础》，高等教育出版社.
[3].杨志忠主编《电子技术课程设计》
[4].许小军主编《数字电子技术实验与课程设计指导》
[5].王立欣，杨春玲编《电子技术实验与课程设计》
附录（I）：
电子元器件清单
品名
规格型号
技术要求
单件数量
单价（元）
总价
通用板（或双面印制板）
10X15（cm2）
1
共阴极数码管
BS201A/0.5英吋
2
集成显示译码器
CD4511B
2
8位优先编码器
74HC148
1
10位同步加/减计数器
74HC192
1
四SR锁存器
74HC279
1
555定时器
NE555
2
集成逻辑与非门
74HC00
2
电阻器
RJ-68KΩ-1/4W
2
电阻器
RJ-15k-1/4W
2
电阻器
RJ-10k-1/4W
5
电阻器
RJ-1K-1/4W
16
电阻器
RJ-510-1/4W
3
电容器
CC1-0.1µF（瓷片）
2
电容器
CC1-10µF（电解）
1
电容器
CC1-100µF（电解）
1
发光二级管
红色、绿色各1
2
蜂鸣器
无源
1
三极管
NPN8050
1
按钮开关（自动复位）
轻触小型
4
拨动开关
2档
1
集成电路插座
16针
5
集成电路插座
14针
2
集成电路插座
8针
2
数码管插座
40针
1
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