电子技术电路设计.ppt

10.1概述，10.2参考课题选择和参考方案，第10章课程设计，课程设计的基本任务，任务：培养学生在数字集成电路应用中的综合实践技能，掌握综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计、安装、调试、数据整理、防御等环节形成独立思考的能力，培养一些科技工作者除了课本知识以外必须具备的基本技能，培养学生的创新能力和再学习能力。例如查阅资料和知道如何根据需要选择设备，以便逐渐熟悉进行科学实践的程序和方法。课程设计的基本要求，1。初步掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法，根据任务和指标，确定电路方案，选择和测量元器件，安装电路，重复实验，改进方案的分析结果，写出设计总结报告2份。培养学生独立分析和解决问题的能力。学会自己分析和寻找问题的解决方案；对于设计中遇到的问题和困难，独立思考，查阅资料，分析，观察，判断，测试，再判断，寻找答案。3.掌握制作电子产品的基本技能，如安装、接线、调试等基本技能，正确使用常用仪器。课程设计的步骤和方法，1。方案设计定义了待设计系统的总体方案；把整体分成几部分，把大任务分成几个单元。设计并实现了各单元电路。尽可能采用大中型集成电路，以减少布线、提高可靠性和降低成本。将单元电路组装到待设计的系统中。详细考虑了单元之间的连接、时序协调、电气特性匹配、竞争、冒险和电路自启动等问题。衡量电路设计的质量，主要取决于是否达到技术指标，能否长期可靠地工作。此外，还应考虑经济性、实用性、易操作性和维护方便性。课程设计的步骤和方法。方案测试和安装：细致仔细。注意集成块的方向，注意错误和缺失的连接，注意电源和接地线等。调试：步骤1:每个独立单元电路的调试。每个单元电路的触发和控制信号可以手动设置，以满足项目要求。第二步是将控制电路与系统主电路中的各功能部件连接起来，进行电路统一调整。故障排除：理论联系实际，找出故障。常见故障包括：接触不良、接线错误、设备本身损坏、冗余控制输入处理不当以及设计缺陷。课程设计的步骤和方法，发现故障的常用方法有：观察，信号注入替代，信号追踪，电路替代，分段测试，单步检查，多步检查，逻辑分析仪。3.工艺设计制作实验样机所需的文件和资料，包括整机结构设计和印刷电路板设计等。4.原型制造和调试包括装配、焊接、调试等。5.总结、评估和评估样机是否达到了规定的目标并能长期可靠地工作。同时，写一份设计总结报告。课程设计实验文件的格式，每个学生应完成三份文件：预设计作业、方案实验预习报告和课程设计总结报告。1.预设计工作：A:画框绘制原则：绘制的框图详细程度适中。应体现逻辑电路的主单元电路、信号路径、输入、输出和控制点的设计思想。框图应清楚地显示控制信息和数据信息的流向。每个方框不必指明功能块中包含的特定设备，但应指明每个方框的功能名称。所有连接必须清晰整洁。课程设计实验文件格式，B:绘制逻辑图的原则：标准逻辑符号守内容包括：调试和指标测试的内容、方法和步骤、测试电路图、所用仪器设备、记录测试等。3.课程设计总结报告的内容和格式要求如下。电子技术基础课程设计的数字部分的总结报告的主题是：讲师：设计师(学生编号):小组编号：班级：日期：目录1。设计任务手册2。设计框图和整机概述3。描述每个单元电路4的设计方案和原理。调试过程、结果分析和调试经验。对课程设计的意见和建议。附录(包括：逻辑电路图和整机元件清单)，参考选题前言和参考方案，课程设计鼓励学生自己选择选题和设计方案。该计划必须涵盖至少三个与数字电子技术相关的要点。本指南要么为方案设计提供参考电路，要么直接给出设计结果。如果采用本章提供的直接设计结果，改进和创新的程度不得低于30%。否则，最高分不会超过80分。最后，课程设计的结果必须由能正常工作的通用板或镀铜板制成，以便教师能对其进行检查。在设计方案时，学生应通过期刊、杂志、相关书籍和互联网等充分查阅相关资料。掌握相关理论知识和电路制作技能，然后制定方案并制作。参考主题如下：10.2.1数字应答机，10.2.2数字时钟，10.2.3音乐数模转换电路，10.2.4波形发生电路，10.2.5霓虹灯控制电路，10.2.6汽车尾灯电路，10.2参考主题和参考方案，1。设计要求0-7表示8名参赛者，应答机中的第一名参赛者被锁定并显示，以提醒并提醒主持人有人在应答。主机的主控电路。2.本课程涵盖的知识点包括编码器、锁存器、脉冲发生器、解码器、三极管开关特性的应用等。3.单元电路原理解释了A:数字应答机整个工作电路的原理图。框图如右图所示：(1)电路组成如下：U1形成8线3线编码器U3，U7A形成锁存脉冲C1并起延迟作用74LS175。锁存代码信号S9形成用于主机复位开关U6和SMG1的报警电路，解码电路U5和U7B形成报警电路。该数字应答机由(2)编码器是一个播放器号码，方便锁存和显示应答机。通过使用二进制编码器，8个玩家的密钥号码可以被编码成3位二进制数。编码器可以用小规模集成电路设计，或者可以直接用中等规模集成电路实现，例如8线-3线编码器74148。(3)解码显示在本例中，7段数码管用于解码8421BCD码并通过数码管显示。驱动普通阴极数码管的解码器可采用MC14511，其菜单如表3.11所示。参考电路图4511，连接到电路图4511的输出的R1至R7是电阻值为470的限流电阻器。数字管的dp端是小数点控制端，本例中未使用，因此它接地。(4)锁存脉冲形成电路的功能：当播放器按下键时，形成一个脉冲信号，并将其作为输入错误数字代码所需的时钟脉冲发送给锁存器。因为锁存器74LS175所需的时钟脉冲是一个正边沿脉冲，所以当在静态没有人应答时，锁存器脉冲的输出应该是低电平0，并且一旦一个玩家按键，锁存器脉冲的输出应变应该是高电平1。从以上分析可以看出，锁存脉冲形成电路满足与非门的逻辑关系(全1为0，0为1)，并且选择8输入与非门集成电路(74LS30)。在本项目中，74LS30的输出端与一个小电容相连，用于延迟，以确保编码器在锁存脉冲出现之前准备好要锁存的数据。(5)锁存器使用集成的正沿D触发器74LS175来完成数据锁存功能74LS175由具有公共时钟脉冲和清零端的四个正沿D触发器组成。当CP从低电平变为高电平时，锁存器锁存输入数据D4-D1，其被74LS373由8个三态输出锁存器组成，常用于单片机系统中的地址锁存器和微机总线系统。这个项目也可以用来完成竞争对手的回答功能。(6)报警当有参赛者时，报警工作。该报警器由脉冲振荡器U5(MC14060)、报警控制门U7B和振荡驱动三极管VT1组成。当没有选手抢答时，报警控制信号处于低电平，U7B输出始终处于低电平，三极管VT1关闭，扬声器无报警声。当有选手抢答时，报警控制信号变为高电平，U7B的输出为第五段的脉冲信号，三极管VT1在脉冲信号的驱动下工作在开关状态，扬声器有报警声音输出。提示：U7B可改为3输入或4输入与门，分别连接到不同的U5输出端，使不同的脉冲信号相互调制，这样报警声不会太单调。(1)安装调试顺序如下：先安装调试代码部分，然后安装解码显示部分。安装这两个部件后，可以连接它们进行调试。此时，因为没有安装数据锁存部件，所以没有锁存功能。按下相应的键，数码管将在目录中显示相应的数字，但当释放时，数码管将再次显示数字0。然后断开前编码和显示部分，安装闩锁部分，统一调试编码、闩锁和显示部分，最后安装调试报警部分。这使学生能够安装、学习、思考和巩固理论知识，同时进一步形成数字电路系统的概念。数字应答机电路的安装、调试，在安装数码管之前，应选择测量质量的数码管，选择万用表R10欧或R1欧档，根据内部等效电路将等效为8个发光二极管进行测量，如普通阴极数码管为例：将红色探头连接到数码管的公共端(接地端)，黑色探头分别连接到其他段，相应的场应点亮，且电阻较小，而普通阳极数码管则相反。元件布局：在与通用板焊接之前，应综合考虑整个项目的元件布局和布线。集成电路插座最好用于焊接集成电路，以便于以后的维护和部件的重复使用。焊接前，插座应插入通用板以模拟元件布局，电路应在充分考虑后焊接。数字应答机电路安装、调试时，根据前面的真值表1-1按下相应的键，用万用表检查输出的高低电平状态是否正确，具体确认如下：S1S8无键按下：编码集成电路U1a、U1b、U2a所有输入端子应为高电平。当S1到S8未被按下时，编码集成电路U1a、U1b和U2a的所有输出应该处于低电平。当按下S1到S8的键时，三组编码集成电路U1a、U1b和U2a的编码状态是否满足编码要求。编码集成电路U1a、U1b和U2a的三个编码输出引脚是否正确连接到锁存器74LS175的输入引脚，注意高位和低位。显示部分调试将MC14511的ABC与编码输出的D0、D1和D2连接起来。连接解码器输出端(注意，高低位置不应颠倒，否则数据显示不正常)。当没有按下S1至S8键时，观察数码管应显示为0，当按下一个键时，数码管应显示相应的数字(注意，由于此时没有安装锁存部件，在键被弹回后，数据返回到0，即暂时没有锁存功能)，并测试显示解码器集成块U6的每个管脚的电压是否与表10.1中的电压相同。数字应答机电路安装、调试，表10.1U6MC14511各引脚电压值，锁存部分调试首先按下复位开关S9，此时用万用表测量U4(74LS175)引脚复位端子应处于低电平，松开复位开关S9，1引脚回到高电平，同时数字管应显示为0。当在S1至S8没有按下按钮时，所有U3输入应处于高电平，所有U3输出应处于低电平。U7A输入U7A的输出应变为高电平测量歧管U4各引脚的电压，并与表10.2:数字应答机完整电路的安装调试、表10.2U4中锁存器74LS175各引脚的电压值、以及报警部分的调试进行比较，以检查脉冲振荡器U5的12个引脚是否接地，并判断U5是否开始振动。测试U5的第7个引脚是否有约3.6V的脉冲。如果有，则表明振荡和分频计数器U5工作良好。也可以用万用表测量U5的第三个Q14引脚的电压是否在0 3.6V之间摆动，如果是，则为正常。脉冲振荡器U5正常工作后，按一次主机复位键S9，用万用表检查报警控制门U7B的第四个引脚是否处于低电平。三极管VT1应该处于关闭状态，基极处于非常低的电平，集电极处于高电平。然后按任意一个S1到S8。此时，用万用表检查报警控制门U7B的第四针是否处于高电平，控制门U7B是否打开，第六针输出脉冲，三极管VT1是否处于通断状态，报警声音是否从扬声器B发出，数字应答机电路安装，调试，数字时钟，1。设计要求用数字显示时、分、秒。每12小时循环一次；时间可以随时校准，这需要可靠性和方便性。它能通过声音自动准时报时，并且每12小时循环一次。要求第一次响铃按计划进行，然后每隔一秒或半秒响铃一次，然后在某个时间响铃几次。2.本课程涵盖知识点脉冲产生电路、任意二进制计数器的组成、解码、显示电路和比较电路。3.数字时钟原理图、总体框图。MC14060的Q14产生2HZ信号。然后计数器MC14040B、U3A和U3B形成120计数器分频。分钟脉冲作为分钟计数器的分钟信号从U3B的输出端输出。同时，按键开关S作为手动脉冲开关用于微调。每次按下，U3B的输出端输出一个脉冲。同时，U2的Q1引脚输出第二脉冲信号驱动发光二极管LED1和LED2作为第二指示。U3B输出端输出的微小脉冲由U4“微小位”计数器计数，数码管U6由U5七段解码驱动，显示微小位定时。当U7、U8、U9和U10A、U10B形成十六进制计数器作为“十分钟十位”计数器时。同时，U10B输出的复位信号也作为“小时计数器”的计数脉冲。U11、U14、U10C和U10D构成一个24位计数器，而S2用作小时计时开关。数字时钟的原理解释了脉冲振荡电路的功能：数字电路提供符合要求的脉冲信号。在本项目中，它主要产生满足计数器要求的计数时钟脉冲。由14位二进制计数器MC14060组成的集成了脉冲振荡和脉冲振荡的14位二进制计数器的电路图如图10.4中相应部分的相线所示。MC14060是一个14位二进制计数器。在根据图10.4连接电阻器和晶体振荡器之后，晶体的标称振荡频率(图中32768HZ)的脉冲信号可以稳定地产生并输入到后面的14位二进制计数器，因此从最后一级Q14输出的脉冲信号的频率是32768/214=32768/16384=2HZ，脉冲振荡电路经过第二计数器、分计数器和时间计数器之后，第二信号获得“秒”的定时输出信号10位、“分”位、10位、“小时”位和10位，然后将定时输出信号发送给解码显示电路，从而实现用数字显示时间、分、秒的要求。 “秒”和“分”计数器应为十六进制，而“小时”计数器应为二进制。为了实现这一要求，有许多中型集成计数器可供选择。这里，我们推荐74LS90、74LS161、74LS192和MC14510，它们由读者自己选择。参考电路使用4510集成十进制计数器。用12位二进制计数器实现120位计数器由于脉冲振荡电路产生的脉冲信号频率为2Hz，必须除以120