八路抢答器课程.doc

信电学院课程设计说明书（2011 /2012 学年第 2 学期）课程名称 ： 电子技术课程设计 题 目 ： 八路抢答器 专业班级 ： xxxx 学生姓名 ： xxx 学 号： xxxxxxx 指导教师 ： xx 设计周数 ： 2 设计成绩 ： 2012年 6 月 日1、课程设计目的 12、课程设计 12.1要求 12.2物品清单 12.3主要器件管脚及功能表 22.3.1 74148 22.3.2 74LS27932.3.3 74LS19242.3.4 CC45114 2.3.5 NE555多谐振荡电路62.3.6共阴数码管62.4设计原理72.5 电路逻辑图82.5.1初步设计82.5.2最终设计82.5.3 PCB版图82.6单面板制作92.6.1转印92.6.2腐蚀92.6.3打孔，上松香92.7焊接102.8调试103、课程设计总结或结论114、参考文献121、课程设计目的1.1巩固和加强“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程的理论知识。1.2掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。1.3提高电子电路实验技能及仪器使用能力。1.4掌握电子电路安装与调试方法及故障排除方法。1.4学会撰写课程设计总结报告。1.6通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。1.7培养创新能力和创新思维。2、课程设计2.1要求1、设计制作一个可容纳8组参赛的数字式枪答器，编号为“0”到“7”，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。2、给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。同时禁止其他选手抢答。4、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间设定为30秒，当主持人按下开始按钮时，定时器立刻倒计时，并显示。选手在设定的时间内抢答有效。超过时间抢答无效。2.2物品清单材料名称器件型号数量译码驱动器45113计数器74ls1922数码管共阴极3三极管90131编码器74ls1481锁存器2791时基电路Ne5551数码管电阻10024电阻1k520k362k140115发光二极管1按键Sw-spdt9滤波电阻10uf2蜂鸣器12.3主要器件管脚及功能表2.3.1 74148管脚图：功能表：EI01234567A2A1A0GSE0HHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLLLLLLHLLHLLHLHLLHHHLHLLHLLHHHHLHHLHLLHHHHHHLHLHLLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLH2.3.2 74LS279管脚图：功能表：输入输出SRQHH保持LHHHLLLL不定2.3.3 74LS192管脚图：功能表：输 入输 出CRCPUCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011加 计 数011减 计 数下表为8421码十进制加、减计数器的状态转换表。 加法计数 输入脉冲数0123456789输出Q30000000011Q20000111100Q10011001100Q00101010101 减计数2.3.4 CC4511管脚图：功能表：输 入输 出LEDCBAabcdefg显示字形01111111010000000消隐0110000111111001100010110000011001011011010110011111100101101000110011011010110110110110110001111101101111110000011100011111110111001111001101110100000000消隐01110110000000消隐01111000000000消隐01111010000000消隐01111100000000消隐01111110000000消隐111锁 存锁存2.3.5 NE555多谐振荡电路2.3.6共阴数码管2.4设计原理电路有三部分构成，计时电路，抢答电路，控制电路。接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。2.5 电路逻辑图2.5.1初步设计2.5.2最终设计2.5.3 PCB版图2.6单面板制作2.6.1转印复印电路和描板 将设计好的印制电路图用复写纸复印在覆铜板上，用毛笔 或直线笔蘸调和漆按复印电路图描板。描板要求线条均匀，焊盘要描好。 注意复印过程中，电路图一定要与覆铜板对齐，并用胶带纸粘牢。通过转印机后待覆铜板自然冷却后，再小心将纸揭下。2.6.2腐蚀腐蚀电路板 腐蚀液一般为三氯化铁的水溶液或，按一份三氯化铁、二份水的比例配制而成。腐蚀液应放置在玻璃或陶瓷平盘容器中。描好的线路板待漆干后，放人腐蚀液中。通过加温和增加三氯化铁溶液的浓度，可加快腐蚀速度，但温度不可超过50C，否则会损坏漆膜。还可以用木棍子夹住电路板轻轻摆动，以加快腐蚀速度，待二十到三十分钟即可。腐蚀完成后，用清水冲洗线路板，用布擦干，再用粘有稀丙酮的棉球擦掉保护漆，铜箔电路就可以显露出来。2.6.3打孔，上松香钻孔和涂助焊剂 按图样所标尺寸钻孔。孔必须钻正，且要垂直板面钻在焊盘的中心。一般的元器件孔径约0.7 Imm。钻孔时一定要使钻出的孔光洁、无毛刺。 钻好孔后，可用细砂纸将印制电路板上铜箔线条擦亮，并用布擦干净。然后上松香水，需要两到三次。松香水是由松香、酒精按1：2的体枳比例配制而成的溶液。上松香水后将电路板静置，到酒精挥发完即可，后就得到所要求的电路板。2.7焊接通过实验原理图进行实物焊接，焊接时能深刻体会到焊接工艺的重要性：各个芯片的引脚功能不能混淆，必须了解各个芯片的使用方法，内部结构以及使用时的注意事项，该接电源的一定要接电源，该接地的一定要接地，且不能有悬空。同时在电路板上要预先确定电源的正负端，便于区分及焊接。正确焊接各芯片个管脚连接必须查阅各种资料并记录，以确保在焊接过程和调试过程中芯片不被烧坏，同时确保整个电路的正确性。在焊接完后每块芯片都用万用表检测，看是否有短接等，还有焊接时要尽量使布线规范清晰明了，这样才有利于在调试过程中检查电路。严格按照线路的设计进行焊接，首先焊接过孔，在对元器件进行焊接。焊接时间不宜过久，但要完全熔着，以免造成冷焊。焊点的表面要平滑、有光泽。 焊点完全冷却前，不可移动。电烙铁不用时要放置于电烙铁架上，并随时保持烙铁头的清洁。焊接完毕，要在2.8调试设计好的硬件电路只有经过调试，才能验证其正确性。硬件的配人情况以及是否达到设计任务的要求，也只单元电路试验在硬件电路设计时已经进行，这里的调试只是将其制成印刷电路板后试验电路是否正确，并排除一些加工工艺性错误（如错线、开路、短路等）。这种调试可单独模拟进行，也可通过开发装置由软件配合进行有经过调试，才能发现问题并加以解决、完善，最终开发成实用产品。调试工作是个精细的工作。在调试过程中，有一些问题是芯片本身引起的，也有些是因为焊接问题引起的，因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在。当最后问题解决是，电路的正确是非常振奋，也很有成就感和满足感。再我们的器件中出现了一下问题：1、 电路通电后没有反应在连接电路后，接通电源后数码管不显示任何数字，经检查后正负极接反，再接通电后电路还不工作后查明，发光二级管损坏，更换后数码管显示数字。2、 计时部分工作不正常经检查后发现从NE555组成的多谐振荡电路中产生的脉冲信号通过4011后消失，不能到达74LS192的借位输入端，所以推定4011出现问题，更换4011后计时电路恢复倒计时功能。3、课程设计总结或结论本次电子课程设计实习将理论与实践有机地相结合，既考查了同学对理论知识的掌握程度，也反映了同学们地实际动手能力，更主要的是考查了同学对知识的综合运用以及创新设计思维能力，为今后同学们的学习和发展提供了一次很好的机会。同时在课程设计过程中学会了Protel 99 SE的一些基本使用方法，电路板单面板的制作过程。针对课设题目八路抢答器，一开始毫无头绪，不能很好地运用所学知识进行设计，但通过上网查阅各元器件的管脚图、功能图以及各种类似的设计，去图书馆翻阅相关设计书籍，查阅所提供的芯片功能，确定基本设计方案，虽说比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。同时也使自己认识到：1、 设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题必须有一个非常清晰的设计思路，对集成元件要有充分的认识。只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的设计图是成功的关键，必须多花时间在设计上才能为后续工作提供更扎实的基础。翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。2、 焊接制作必须精益求精焊接必须精益求精，一丝不苟，一点的差错都可能导致实验结果错误，都需要数倍的时间检查，调试。必须准确无误还要工整，这样才能在调试中能比较轻松进行，也是可使整个电路可看性，实用性更好。3、 调试调试工作是个精细工作。在调试过程中，有些问题是芯片本身损坏引起的，也有些是因为焊接问题引起的等因此排查过程需要特别有耐心，通过对芯片功能的检验，对焊点的检查最后检查出问题所在，更正。当最后解决问题时，电路的正确运行是非常令人激动地，也很有成就感和满足感。4、 建议在设计电路前一定要查阅资料，对原件有充分的了解，这样在设计电路是才可以更轻松，腐蚀电路板时一定要注意时间，防止线路严重腐蚀而断路，为后面的操作造成不便，焊接一定要好，不然电路工作不稳定，甚至不工作，造成一系列的不便。5、 不足实验效率低，焊接水平不足导致电路稳定性不高，布线比较混乱，这些都有待提高。总之，在设计过程中学到了许多，也认识到了自己很多的不足。作为现代的大学生，如果仅停留在以往的层次上，是远远跟