数电课程设计任务书

1、第一章 元器件介绍在电路中离不开各种元器件，一般常用的有电阻、电源、电容、二极管、三极管等。 在本实验中主要用到了二极管、电容、电阻。而最重要的是555定时器。1.1 电阻 电阻主要有压敏电阻、光敏电阻、热敏电阻、固定电阻和可调电阻。在实验中用到了三个固定电阻和两个电位器。电位器即可调电阻，它有三个引脚，有正负的区别。1.2 电容 电容主要分为固定电容、半可变电容、可变电容。1.3 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣

2、片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5-15v直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5-2.5khz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。第二章 555定时器介绍555定时器是一种电路结构简单

3、，使用方便灵活，用途广泛的多功能电路。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用cmos工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5v16v工作，7555 可在 318v工作，输出驱动电流约为 200ma，因而其输出可与 ttl、cmos 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 培养学

4、生文献检索的能力，特别是如何利用internet检索需要的文献资料和利用公式编辑器。培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力。培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 培养学生在电力电子技术领域的设计能力。2. 1 555定时器的电路结构及其功能555定时器的电路结构：图2-1 5g555定时器的逻辑图图2-2 555定时器的引脚图引脚1gnd为接地端，引脚2和引脚6为其输入端，3为输出端，7为外引线端，8为接电压端。22 555定时器的原理分析集成定时器5g555由电阻分压器、电压比较器、基本rs触发器、放电三极管和输出缓冲器五部分组成。定时器的功能主要取决于

5、比较器c1和c2，由它们的输出直接控制基本rs触发器的状态和放电三极管t的状态，从而决定整个电路的输出状态。电阻分压器 由3个阻值均为5k的电阻串联构成分压器，为电压比较器c1和c2提供参考电压。当控制端不外加控制电压u时, =2/3,u=1/3。当控制端co外加控制电压时,比较器的参考电压将发生变化,相应的电路的阈值，触发电平也将随之改变，并进而影响电路的定时参数。为了防止干扰，当不外加控制电压时，co端一般通过一个小电容(如0.01f)接地，以旁路高频干扰。电压比较器c1和c2 电压比较器c1和c2是两个结构完全相同的理想运算放大器。当运算放大器的同相输入u+大于反相输入u-时，其输出为高

6、电平1信号；而当u+小于u-时，其输出为低电平0信号。 比较器的同相输入端(+端)接参考电压，反相输入端(-端)与阈值输入端th相连，其输出端r的状态取决于阈值输入信号与的比较结果。 当时，输出为高电平1；当时，输出为低电平0。 比较器c2的同相输入端(+端)与触发输入端相连，反相输入端(-端)接参考电压，其输出端的状态取决于触发输入信号与的比较结果。 当时，输出为高电平1；时，输出为低电平0。基本rs触发器 两个与非门和构成了低电平触发的基本rs触发器。触发器输入信号、为比较器、的输出，触发器端状态为电路输出端的状态，触发器端状态控制放电三极管的导通与截止。当外部复位信号为o (低电平)时，

7、可使=0，定时器输出直接复位。放电三极管 放电三极管构成泄放电路，的集电极用输出端表示。如果将端经过一个外接电阻接至电源，即可组成一个反相器。当=0（=1)时，导通，端输出为低电平0；当时=1（=0)，截止，端输出为高电平1。可见，端的逻辑状态与输出端的状态相同。输出缓冲器 输出缓冲器的作用是提高负载能力，并隔离负载对定时器的影响。2.3 555定时器的逻辑功能（1）外接控制电压时，555的逻辑功能表2-1 5555逻辑功能输 入比较器输出输 出放电三极dd0dd0导通1101截止111不变不变1010导通当，时，基本触发器被置1，同时v截止；当， 时，基本触发器保持不变，同时v保持不变；当，

8、时，基本触发器被置0，同时v导通。（2）不外接控制电压时，555的逻辑功能表2-2 555的逻辑功能输 入输 出放电三极管dd00导通2/31/311截止1/31不变不变2/31/300导通当2/3，1/3时，基本触发器被置1，同时截止；当1/3时，基本触发器保持原状态不变，同时不变；当2/3，1/3时，基本触发器被置0，同时导通。第三章 用555定时器构成多谐振荡器由555定时器和外接元件、构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过、向充电，以及通过向放电端放电，使电路产生振荡。电容在2/3和1/3之间充电和放电，从而在输出端得

9、到一系列的矩形波，对应的波形如图11-2所示。 图3-1 555构成多谐振荡器 图3-2 多谐振荡器的波形图3.1 多谐振荡器的工作原理 接通电源后，电容被充电，上升，当上升到2/3时，触发器被复位， 同时放电 导通，此时为低电平，电容通过和放电，使下降。当下降到1/3时，触发器又被置位，翻转为高电平。电容器放电所需的时间为 （3-1） （3-2） 当放电结束时，截止，将通过、向电容器充电，由1/3上升到2/3所需的时间为 （3-3） 当上升到2/3时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到了一个周期性的方波，其频率为 （3-4）由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，

10、它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。二、 输出信号的时间参数是： （3-5） (3-6) (3-7)其中，为由1/3上升到所需的时间，为电容放电所需的时间。555电路要求与均应不小于1k，但两者之和应不大于3.3m。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。3.2 课题设计的实物图3-4 555定时器报警电路图3.3 调试过程1、 将数字电子技术试验箱5v电压和接地端与焊接板的电源端和接地端相连。2、 打开数字电子技术试验箱电源，两个调节滑动变阻器分别观察发光二极管和蜂鸣器

11、工作频率的变化现象。3.4 调试结果喇叭发出响声，调节r1电阻发现发光二极管的跳动频率发生变化。第四章 课题设计总结这次课程设计历时一个星期，通过这一个星期的学习，发现了自己的不足，自己知识的漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。首先我们领取了课程设计所需的器件材料，且赵老师和我们核对了器件。当任务指导书发下来后，首先我根据指导书上的图画出自己的报警器接线图。在画接线图时，要注意的是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，且交叉要尽可能的少，兼顾到方方面面去考虑是很需要的。接下来将元器件插好后就要焊接，焊接的注意事项也很多：第一，烙铁应与引脚接触；第二，焊接的时间

12、要短，一般不宜超过10秒；第三，撤离烙铁后千万不可晃动引脚，必须等焊锡凝固后再松开镊子。焊接质量可从焊锡是否填满通孔、焊点是否圆亮来判断。对于焊点周围的松香焦渣，可用乙醇擦去，千万不要使用含有氯化物的溶剂、汽油或肥皂水。吸取上次电拖课程设计的教训，在焊接时，我步步小心，将自己已连接的导线在接线图上打钩，以免少焊电路连线以致电路无法正常工作。最后就是调试，这是最激动人心的一刻，希望自己的电路能正常工作。将数字电子技术试验箱5v电压和接地端与焊接板的电源端和接地端相连，当看到发光二极管一闪一闪、听到蜂鸣器发出间隙的声响时，此时的心情是无法形容的。从此次课程设计中，我有以下收获：1、 在制作pcb时

13、，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情；2、 加强了我们动手、思考和解决问题的能力；3、 对课本知识的巩固和加强，实践出真知；由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。同时对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是