电气电子数电课设任务书(电路图修正)

1 数字电子技术课程设计任务书数字电子技术课程设计任务书 2016 一 数电课程设计的目的一 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 设计题目及要求二 设计题目及要求 1 设计题目 设计题目 多路智力竞赛抢答器 2 功能要求 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 2 6 用 555 定时器产生频率为 Hz 的脉冲信号 作为定时计数器的 CP 信号 设计步骤及要求 3 设计步骤及要求设计步骤及要求 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三 系统设计框图及工作原理 系统电路由四部分电路组成 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 图图 1 系统设计框图系统设计框图 3 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 其它时候控制信号 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 时序控制电路主要有几个与非门实现 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声 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 4 U5 AB CDE FG U6 AB CDE FG 5V VCC 5V VCC S1 U9 AB CDE FG U12A 74LS279D 4 7 2 3 1 6 5 U12B 74LS279D 9 13 11 12 10 15 14 J1J2J3J4 1Q 2Q3Q4Q 0 1R 2R 3R 4R U8C 74HC00D 9 10 8 U8D 74HC00D 12 13 11 BO CTR ST U8B 74HC00D 4 5 6 U8A 74HC00D 1 2 3 U14C 74HC00D 9 10 8 ST CLK T 1S C2 0 1uF C3 0 1uF 5V VCC NPN8050 BS201A BS201ABS201A U1 DA 7 DB 1 DC 2 DD 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 EL 5 BI 4 LT 3 4511BD 15 1 10 9 5 3 2 6 7 4 11 13 12 14 B C QA QB QC QD BO D LOAD CLR DOWN UP 74HC192D U3 A CO U7 1 DIS 7 OUT 3 RST 4 8 THR 6 CON 5 TRI 2 GND VCC LM555CN R1 15kohm R2 68kohm R3 1 0kohm LED green LED2 U2 DA 7 DB 1 DC 2 DD 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 EL 5 BI 4 LT 3 4511BD 15 1 10 9 5 3 2 6 7 4 11 13 12 14 B C QA QB QC QD BO D LOAD CLR DOWN UP 74HC192D U4 A CO R4 10kohm U10 DA 7 DB 1 DC 2 DD 6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 EL 5 BI 4 LT 3 4511BD 9 7 6 14 13 1 2 12 11 10 4 3 5 15 0 2 3 4 5 6 7 EI A0 A1 A2 1 GS U11 74HC148N E0 R5R6 R7R8 10kohm LED red LED1 R9 510ohm U13 1 DIS 7 OUT 3 RST 4 8 THR 6 CON 5 TRI 2 GND VCC LM555CN R10 15kohm R12 68kohm C1 10uF R13 510ohm R14 510ohm C4 100uF 200Hz U15 R11 1 0kohm 7X1Kohm 7X1Kohm 7X1Kohm 0 0 0 0 0 图图 2 多路智力竞赛抢答器参考电路图多路智力竞赛抢答器参考电路图 四 组装调试步骤四 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 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 要特别注意要特别注意 元器件的安装方向 元件的安装高度是否适中 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 按照接线要求位置 将连接线焊接到对应的插孔 注意导线颜色 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 5 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 注意 芯片方向 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 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 设计验收时间 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 地点 4 号楼现代教育中心 2 楼 待定 六 课程设计报告要求六 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 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 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 6 1 小标题为四号黑体 正文为宋体小四 行距 1 5 倍 2 3 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 2 2 方案二 2 3 方案三 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 说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 7 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 附录附录 I 电子元器件清单电子元器件清单 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 共阴极数码管BS201A 0 5 英吋 集成显示译码器CD4511B 8 位优先编码器74HC148 10 位同步加 减计数器74