结题报告.docx
《结题报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结题报告.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
结题报告
丽水学院
课程设计与制作报告
题目实验室维护小组结题报告
指导教师张新红
院系工学院
负责人李鑫
负责人班级电信102本
小组成员李鑫刘凌峰黄和全童晨风张朋波朱俊华
2012年9月12日
标准三角波产生电路的设计与制作
一设计任务
1、1．输出三角波上升时间和下降时间严格相等，电压平均值为零。
2．输出三角波频率调节范围大于30Hz～6kHz，峰峰值
。
二、电路原理图
整个电路由时钟产生电路、8位来回计数器、D/A转换及电平移位输出电路组成。
时钟产生电路产生TTL电平矩形脉冲，频率调节范围大于256×30Hz～256×6kHz。
8位二进制来回计数的状态转换过程为0，1，…，128，127，…，1。
D/A转换及电平移位输出电路首先将计数器输出数字信号转换为模拟三角波信号，再将电平移位使平均值为零。
电路构成框图如下。
D/A转换及电平
时钟产生电路来回计数器移位输出电路
时钟产生电路
图3-1电路构成框图
三、电路设计
1.时钟产生电路
2.施密特触发器74LS14的两个门限电压分别VT1=0.8V和VT2=1.6V，输出高电平VOH=3.4V，低电平VOL=0.2V。
图2所示为由74LS14施密特触发器构成的时钟产生电路。
电路中触发器输入、输出波形如图3-3所示，根据三要素法可求出。
（3-1）
（3-2）
（3-3）
当开关
闭合时，式（4-1）、（4-2）、（4-3）、（4-4）中
当开关
打开时，
可知电路的最高频率为
取值时应使
≥256×6kHz，电路的最低频率为
，
取值时应使
≤256×30
图3-2时钟产生电路
图3-2电路的电压波形图
2.8位来回计数器电路
8位二进制来回计数器电路如图3-4所示，计数电路由两块4位二进制可逆计数器74LS191组成，控制电路由一块双D触发器74LS74和一块四二输入或非门CD4001组成。
当高位输出端
时（即计数到128）或高位和低位进/借位输出端
=0（即计数到0）时，D触发器时钟输入端跳变为高电平，状态反转，使计数器实现加法/减法切换。
图3-48位来回计数器
3.D/A转换及电平位移输出电路
D/A转换及电平位移输出电路主要由MC1408D/A转换和uA741运放组成。
其电路如图3-5所示。
MC1408为CMOS-BJT混合工艺集成电路，使用时R4和R5需要取相同的值，图3-5中流入4脚的电流为：
（3-5）
式（4-5）中
为输入二进制数值，当将图3-4来回计数器输出加到图3-5D/A转换器输入端时，
将以0,1，…，128,127，…，1为周期而变化，因此，
在一个周期内将先从0上升到0.5mA,然后从0.5mA下降到0。
流过
的电流为0.25mA,起的是电平位移的作用，使运放输入端的电流由单极性变为双极性，可以得出VO为-2.5V到+2.5V变化的三角波。
图4-4、图4-5中电容C3～C6，R2、R3构成电源滤波电路，由于整个电路既有数字电路，又有模拟电路，为了消除数字电路产生的脉冲电流对模拟电路的干扰，我们可以将数字电路的电源通过滤波电路与模拟电路的电源连接端分开。
四、芯片介绍
74LS14芯片
图3-674LS芯片管脚图
施密特触发器又称斯密特与非门，是具有滞后特性的数字传输门。
（1）电路具有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压；
（2）与双稳态触发器和单稳态触发器不同,施密特触发器属于“电平触发”型电路,不依赖于边沿陡峭的脉冲。
它是一种阈值开关电路，具有突变输入——输出特性的门电路。
这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化（低于某一阈值）而引起的输出电压的改变。
施密特触发器74LS14管脚图详见图3-6。
当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的。
从IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比略有不同，增加了一个类似方框的图形，该图形正是代表施密特触发器一个重要的滞后特性。
当把输入端并接成非门时，它们的输入、输出特性是：
当输入电压V1上升到VT＋电平时，触发器翻转，输出负跳变；过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时，输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时，输出才翻转至高电平（正跳变），这种现象称它为滞后特性，VT＋—VT－=△VT。
△VT称为施密特触发器的滞后电压。
△VT与IC的电源电压有关，当电源电压提高时，△VT略有增加，一般△VT值在3V左右。
因施密特触发器具有电压的滞后特性，常用它对脉冲波形整形，使波形的上升沿或下降沿变得陡直；还可以用它作电压幅度鉴别。
在数字电路中它也是很常用的器件。
74LS191芯片
图3-774LS191芯片管脚图
191的预置是异步的。
当置入控制端（LOAD）为低电平时，不管时钟CLOCK的状出端（QA～QD）即可预置成与数据输入端（A－D）相一致的状态。
191的计数是同步的，靠CLOCK加4个触发器上而实现。
当计数控制端（ENG）为低电平时，在CLOCK上升沿作用下QA～QD同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
当计数方式控制（DOWN/UP）为低电平时进行加计数，当计数方式控制（DOWN/UP）为高电平时进行减计数。
只有在CLOCK为高电平时ENG和DOWN/UP才可以跳变191有超前进位功能。
当计数溢出时，进位/错位输出端（MAX/MIN）输出一个高电平脉冲，其宽度为CLOCK脉冲周期的高电平脉冲；行波时钟输出端（RC）输出一个宽度等于CLOCK低电平部分的低电平脉冲。
利用RC端，可级联成N位步计数器。
当采用并行CLOCK控制时，则将RC接到后一级ENG；当采用并行ENG控制时，则将RC接到后一级CLOCK。
74LS74芯片
图3-874LS74芯片管脚图
74LS74内含两个独立的D上升沿双d触发器，每个触发器有数据输入（D）、置位输入（
）复位输入（
）、时钟输入（CP）和数据输出
的低电平使输出预置或清除，而与其它输入端的电平无关。
当
均无效（高电平式）时，符合建立时间要求的D数据在CP上升沿作用下传送到输出端。
MC1408芯片
图3-9MC1408芯片管脚图
MC1408是一个D/A转换器，能将模拟信号转换为数字信号。
当信号输入到D/A转换器的输入端时，DIN将做周期性变化，从而引起IO做周期变化。
五、电路的安装与调试
（1）通电前检查
电路安装完毕，首先直观检查电路各部分接线是否正确，用万用表检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，器件有无接错。
按照实际线路来对照原理电路进行查线（万用表发出滴滴的声音表明原器件没有短路），再把每个元件（包括器件）引脚的连线一次查清，检查每个引脚的去处在电路图上是否存在，不但可以查出错线和少线，还轻易查出多线。
（2）通电检查
接入电路所要求的电源电压+5V、-5V和电线。
为了防止电路烧坏，在通电源和电线为了防止芯片烧坏，两输入端不能相互接触。
防止芯片被烧坏我们可以接稍微低一点的电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。
如果出现异常现象，如芯片发热，则应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。
（3）观察
输出端波形
一切正常开始进行调试，电源线、地线。
打开示波器，首先测试
的6号角，若出现三角波，观察三角波是否为等腰三角形。
若出现成等腰三角形的三角波，则调试成功。
若不出现则检查其他的器件和接线。
直至出现呈现等腰三角形的三角波。
（4）整机调试
观察各单元电路连接后各级之间的信号关系，主要观察动态结果，对发现的故障和问题及时采取处理措施若以上的3个步骤依次调试，若以上调试结果都正确，则表明调试成功。
其出现的图像如图
最高频率如图所示
最低频率如图所示
六、电路测试
（1）观察三角波是否为等腰三角形。
（2）旋动电位器，调节开关。
测出输出三角波的
和
T1=38msT2=125us
fmin=1/38ms=28HZfmax=1/125=8kHZ
七．制作过程中遇到的问题以及解决方法
1、我的原理图出现了问题：
（1）74LS14芯片由vo1接出去的那条导线在调试的时候断了两次，不仔细看查不出来，还是用数字万用表测出来的。
（2）焊接的过程中，没有注意到有些跳线是和芯片管脚接在一起的，于是先把芯片焊接了，等到要上跳线的时候，就犯难了。
往后设计pcb图的时候，要尽量不把跳线设在芯片管脚上，以免焊接时容易出错。
2、对于这次作板，原理图是最重要的，画好原理图，而且没错，是事半功倍的。
虽然做出的比较迟，也有很多错误，我觉得从中我学会了如何去调试，找出错误。
我觉得有错误比没错误好，因为这样加强了我的发现和解决问题的能力，也加强了我的动手能力，包括焊接技术，我们必须掌握。
附录1
原理图
电路板实物图
附录2
附录2标准三角波产生电路元器件清单
编号
名称
型号
数量
备注
1
碳膜电阻
RT-0.25-51
1
R1
2
碳膜电阻
RT-0.25-100
2
R2R3
3
碳膜电阻
RT-0.25-5.1K
2
R4R5
4
碳膜电阻
RT-0.25-10K
1
R6
5
碳膜电阻
RT-0.25-20K
1
R7
6
电位器
WH5-1K
1
RW1
7
瓷片电容
CC-63-0.01µF
1
C1
8
瓷片电容
CC-63-30pF
1
C7
9
瓷片电容
CC-63-0.1µF
3
C2C3C5
10
电解电容
CD-11-25V-470µF
2
C4C6
12
施密特6反相器
74LS14
1
U1
13
双D触发器
74LS74
1
U4
14
计数器
74LS191
2
U2U3
15
D/A转换器
MC1408/DACO832
1
U5
16
或非门
CD4001
1
U6
17
运放
µA741
2
U7
18
8脚插座
8T
1
19
14脚插座
14T
3
20
16脚插座
16T
3
22
卧式单刀双掷拨动开关
Sk12f14g5
1
S1
23
油纸
1
24
导线
2
25
焊锡丝
1
26
印刷板
1
附录3
设计体会
通过这次制作标准三角波产生电路设计与制作，感觉自己受益匪浅。
这次老师和同学们都很辛苦，在制作标准三角波产生电路过程中大家相互团结，相互交流经验，然后找出错误，我感到团队合作的精神。
因为我们是一个小组、所以我们是分工合作的、虽然说每个了负责的都不一样、但是我们还是明白了在做原理图的过程中必须要做好，封装一定要正确，在排PCB板的时候，我也发现了乐趣，当然也很难，条线也很多，但是为了避免更多跳线，所以尽量PCB排的好点，我觉得在PCB排版的技术还有待提高，制作板的过程，作板心要细，要小心，可能一不小心板就废掉了，那就是在做无用功，然后就是焊接技术，这个要小心，尽量避免危险，而且焊接技术要过硬，尽量避免虚焊，最主要的是我们学到了团队合作。
经过差不多一个学期实验室管理与维护，以及和张老师的学习过程中我们体会到学到了很多，所以快要结束的时候我们想搞个课程设计作为整个项目的成果，也就当做是一个结题报告，由于是我们是第一次合作，也是第一次做这样的项目，所以过程有点曲折，当然也有点累，但最后还是在老师和我们的共同努力下得到理想的结果，我们心里都感到特别高兴，都感觉有种成就感，当然从这个过程中我们也意识到我们要学的东西还很多。
毕竟是一个课程设计，肯定需要制定一个最合理的方案，然后再慢慢的来实行，虽然遇到了种种问题。
这就锻炼了我们理论分析、比较，联系实际情况的能力。
由于需要各个方面的材料和数据，我们需要运用各种手段去查找资料，这增长了我们自学的能力。
在电路的生成和调试过程中，我们遇到了各种问题，在张老师的指导下以及通过对种种问题的解决的过程中，我们在工程实际的层次上更进一步理解理论知识，希望以后能有更多这样的机会让我们一起合作，一起学习。
升级会员 