课程设计论文.doc

2011-2012秋季学期 课程设计目录1课程设计题目32题目分析33定时器原理33.1脉冲发生器33.2加法计数器及数码显示53.3反馈模块原理、反馈信号的输出原理63.4按键原理74设计PCB板设计75定时器的调试75.1检查线路的焊接，用万用表去检测是否出现虚焊，漏焊等等问题75.2检查元器件问题75.3检查电路设计问题76总结77附录81 课程设计题目 定时器设计 设计要求：（1）最大定时时间99秒，用两位数码管显示计时值；（2）由外部开关控制清零、启动和暂停/连续功能；（3）定时到输出提示信号。2 题目分析1)最大定时时间99秒：在做信号源产生的脉冲要合适，即脉冲为秒。最大定时即是使在99秒内任何进制定时都能通过电路实现。数字由数码管显示。2)用2个74LS192组成100进制，通过开闭脉冲输入控制暂停/连续，清零、启动再分别由其他完成。3)通过74LS192输出反馈输出提示信号。3 定时器原理计数器时序脉冲作信号输入数码管输出信号 预置数反馈信号设计思路：1、先用NE555设计脉冲发生器作为信号源，2、用拨码开关对加法计数器设定预置数，计数器到达99时输出反馈信号到计数器停止。3、计数器通过数码管输出数字。这样的设计使得数码管显示为从预置数，直接加到99，到99停止，进制=100-预置数。3.1 脉冲发生器NE555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。它含有两个电压比较器、一个基本RS触发器、一个放点开关管T，比较器的参考电压有三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器C1为同相输入和低电平比较器C2为反相输入，输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。C1与C2的输出端控制RS触发器的状态和放电管的开关状态。引脚排列图及引脚的功能：GND-接地端； Vcc-电源端； -低触发输入端;TH-高触发输入端； OUT-输出端； -强复位端；函数发生器能产生一个具有一定周期的方波信号，在数电实验中用555构成多谢振荡器可以产生脉冲信号，其原理图如下：3.2 加法计数器及数码显示 74LS192具有下述功能： 异步清零：MR=1,Q3Q2Q1Q0=0000 ，此功能可实现计数器的清零）。异步置数：MR=0, =0,Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 。保持： MR=0, =1,CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态。加计数：CR=0, =1,CPU=CP,CPD=1,Q3Q2Q1Q0按加法规律计数。减计数：CR=0, =1,CPU=1,CPD= CP,Q3Q2Q1Q0按减法规律计数。74LS192功能表如下：在数电实验中，用74LS192可以实现加法、减法计数器，并且还在数码管上显示出来了。这里我用一块74LS192作为个位，MR接低电频使之工作，UP接信号端，D0D3接拨码开关置位，Q0Q3接与数码管相连的74LS48，这样个位数就能显示之。个位74LS192进位端UP接另一个做十位的74LS192，十位74LS192的MR接地，D0D3接拨码开关置位，Q0Q3接与数码管相连的74LS48显示十位的数字，原理图如下：3.3 反馈模块原理、反馈信号的输出原理通过芯片74LS20，与非门电路反馈，由于是到99停，所以接出十位、各位74LS192的Q0、Q3端口，74LS20输出反馈到两个74LS192的PL端并且同时与信号源同接入74LS00输入到个位上的74LS192的UP上。完成信号反馈。信号灯LED接到74LS20的输出端，在计时器输出没有到99时74LS20的反馈端始终是高电频，不能使LED灯亮，而在99时，灯亮，反馈同时也使74LS00输出的是高电频使得计时器终止计数停在99。3.4 按键原理清零开关：一端接地，一端接两个74LS192的PL端口。按下按键，就使得两PL端是低电位，两74LS192同时回到预置数，即达到“清零”的效果。暂停、连续开光：这个开关直接接在74LS00输出端与个位74LS192之间，只要断掉信号的输入，就能达到暂停，连续的功能。启动开关：即电源开关4 设计PCB板设计通过对设计思路仿真，通过proteus的仿真电路图画出DXP的原理图，再转换成PCB图，通过合理布局等等做好PCB图，在由打印PCB图，熨烫、打磨等等工序，完成PCB板的制作。制作后如图：5 定时器的调试5.1 检查线路的焊接，用万用表去检测是否出现虚焊，漏焊等等问题在焊接的时候往往会出现虚焊的情况，这是新手常见的问题，对于我不常焊接电路板是一个挑战，虽然焊接时候小心翼翼，但我也在焊接完成后，每一个管脚都用万用表检查过没有出现虚焊的情况。然后通过对电脑的电路PCB图对照，检查线路是否出现断路情况。5.2 检查元器件问题对老师写的元器件清单与拿到的元器件做对比，是否是正确的拿到了器件，对器件正常工作时的状态测试，例如：接通电源时NE555工作是1管脚与3管脚会有不断变化的电压表示其正在工作。5.3 检查电路设计问题其实这个问题要放在首位，是重中之重，因为一个原理图的小小错漏有可能使得我的PCB板的重新制作，这个不仅仅会损失金钱，还会损失大量的时间与精力，这就是磨刀不误砍柴工。要检查信号源脉冲的电阻设计是否合理，每个管脚是否都已经正确接入。检查74LS192的管脚接入是否正确等等。6 总结经过多次的模拟设计与测试，分频系数可调的分频器的设计与制作基本完成。本次设计的分频器基于NE555及74LS192芯片，具有电路简洁，分频稳定等优点。在这次设计中，通过对555做成了分频器及用74LS192做的计数器组合运用。使我将以前的理论知识应用到了实践，巩固了旧知识，同时也学到了新知识。在做PCB和电路板，其中，关于PCB上元器件的排放及布线，焊盘放置，双面板的制作等，增强了我动手制作电路板的技能。在调试阶段，最难做，虽然只是简单的几步检测，却是需要极细心与耐心的检查，在我检查线路时候，开始虽然检查到了没一个焊点都是没有问题，但通过对PCB的对照，跟原理图的理解，才发现端倪。虽然是如此，还是会有隐藏的漏洞不能被检查到，这让我产生过对原理图的怀疑，对设计的怀疑，在一次次的怀疑与更改中对我的板进行修正。由于时间紧迫，我实在是只能做到目前的水平，我知道还是有些问题，但却是让我更清楚的认识到自己的不足之处，但通过2周的课程设计，让我对NE555和74LS192有了更为深刻的认识。也希望在以后的学习中取得更大的进步。谢 词在这一次的课程设计中了解了许多课内知识在实际中运用的技巧与方法，从实践中重新认识74LS192、74LS00、NE555等等在数电中学习的芯片，使得我对课本知识的认知又更进了一步，从操作，实践动手中体会了知识的珍贵。谢谢老师对我的耐心指导与悉心栽培，在我的课程设计中提供了莫大的帮助，使得我的制作能顺利完成，特此给老师送上我最诚挚的祝福。7 附录 课程设计1元器件清单学号： 1000830218 姓名：廖庆序号名称数量单价备注174LS001个2与非门274LS041个非门374LS1922个十进制45551个数据574LS201个4与非门6C1042个1u7R2个300k8B