电动小狗课程设计触摸玩具控制器

1、课程设计报告书课题名称 触摸玩具控制器姓 名陈海旺 王笑天 李朔学 号20105083 20105069 20105068 院、系、部电子科学与应用物理学院专 业应用物理二班指导教师陈老师 尹老师2012年 6 月23号摘要 电子技术电路课程设计是从理论到实践的一个重要步骤，通过这个步骤使我们的动手能力有了质的提高，也使我们对电路设计理念的认识有了质的飞跃。 本课程设计是555多谢振荡器以及单稳态触发器的具体应用以及四进制十进制计数器的改装应用，该电路用到了驱动电路，发声电路，以及发光电路来控制小狗的行走，发声，发光。多谢振荡器主要是产生秒信号，单稳态触发器控制状态数。在实际模拟仿真时用4个指

2、示灯代替静止，行走，发声，发光4个状态。一、设计要求（1）四进制计数器控制状态数，状态数为4个一个周期（2）多谐振荡器产生秒信号，十进制计数器读秒，10秒一个周期 （3）该电路要实现控制玩具小狗静止、发声、发光、行走（4）动作状态的循环为：静止闪烁发光发声行走静止（5）任一动作的执行时间限制在10秒钟之内，若10秒钟内无下一次触摸，则自动进入静止状态（6）*设计适当的驱动电路。二、设计目的（1）综合运用相关课程所学到的理论知识去独立完成课题设计；（2）掌握电子系统的一般设计方法；（3）通过查询相关资料，培养学生独立分析解决问题能力；（4）学会电路的安装与调试；（5）熟悉电子仪器的正确使用；（6

3、）学会撰写课程设计的总结报告；三、设计方案及原理框图3.1设计原理3.2设计方案考虑到课程设计要求用到四进制和十进制计数器，实现这两个计数器有多种改装方法。方案一：直接用74161来实现方案二：74160改装方案三：用D触发器改装。由于缺少74161器件，且我们用到的计数器是要求实现异步清零功能，而74160是同步清零计数器，故最后用D触发器来改装实现四进制和十进制3.3单元模块及功能：（1）555单稳态触发器：每触摸一次，电路进入暂稳状态，给状态计数器一个脉冲。电路图：电阻及电容的计算值如上图:暂稳态持续的时间 T=1.1RC(2)多谐振荡器：多谐振荡器产生秒信号，并将信号脉冲输入给十进制计

4、数器。各参数值如下：电路图：高电平持续时间 T1=0.7R1C低电平持续时间 T2=0.7R2C周期 T=T1+T2=0.7(R1+R2)C（3）74138译码器： 3-8线译码器 ，将状态计数器的二进制代码转换成相应的输出控制信号。图11 74LS138的管脚图和功能表（a）管脚图123456712111013141516AVCC74LS13898G1GNDCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G2BG2AB选择选通输出输出（b）功能表´ 1 ´ ´ ´ 输入输出C B A0 ´ ´ ´ ´G1G2A+ G2BY0

5、Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y71 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 （4）双D触发器：四进制和十进制 四进制状态转换图： CBA ： 000001010011十进制状态转换图： DCBA： 0000000

6、100100011010001010110011110001001四进制电路图：十进制电路图：各个单元模块是相互联系，四进制计数器控制状态数，状态数为4个一个周期，多谐振荡器产生秒信号， 10秒一个周期，整体电路要实现控制玩具小狗静止闪烁发光发声行走静止，任一动作的执行时间限制在10秒钟之内，若10秒钟内无下一次触摸，则自动进入静止状态。3.4整体电路图：3.5：元件清单原件名称数量功能描述74LS743带置位复位正触发双D触发器：改装实现四，十进制功能74LS04 1六反相器74LS08 12输入端四与门74LS13813-8线译码器 555定时器 2单稳态触发器，多谐振荡器四、调试及故障分

7、析4.1电路的安装 安装时注意以下几点：（1） 遵循先矮后高、先小后大、先装耐热器件的原则；（2） 布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起到一定屏蔽作用；（3） 最好分模块安装以便调试检错； （4） 每接一跟线之前都要用万能表检测导线是否导通4.2电路的调试 调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错，再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分有无异常现象，如果出现异常，应立即关闭电源，排除故障后重试。4.3电路调试遇到的问题解决方法：（1） 在实际模拟仿真时，由于74138的C输入端悬空，所以在接线

8、实际操作时无论怎样结果都出不来，在实际的接线过程当中，C端如果不需要，应该接地，即低电平，而不应该悬空，悬空将会产生不确定因素。（2） 在接线前由于我们组事先没有检查电箱是否可以工作，接线后才发现电箱接通电源后不通电，检查后发现是由于内部的某根接线断掉。 （3） 接线时，线路的接触点连接不紧，有的断掉，仿真时出现指示灯发光不稳定，后来用万用表挨个测量每个触角的电位，发现问题。 （4） 调试时发现有些器件的结果显示不正确，但线路检查多次没有问题，后来在临组的帮助下检测到7474 芯片是坏的，向老师更换后才得以继续。（5） 计数器接上数字显示器，但实际工作时发现数显并非从1开始计数，后来发现是计数

9、器的正跳沿触发跟负跳沿触发弄反了。4.4调试结果：电路性能指标测试结果,都满足实验的要求，最后的测试功能跟仿真的结果是一样的，所以本次调试是成功的！五、设计总结本次实验是迄今为止我们觉得意义最大也是收获最大的一次实习，设计是将来我们必需的技能，是生存立业的根本，而此次实习恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的平台，使我们的书本知识不再只是局限于大脑而是用于实践。从理论设计到仿真软件的仿真，之后又经历了方案的确定，不断地调试直至成功。这些过程都需要我们积极动手动脑，借鉴书本知识，联合自己的电路图予以分析。本次实验设计可以说是对于以往所学的一次检测，过程不可谓不辛苦，收获不可谓不丰厚。本次实验设计

10、，最重要的环节还是设计，设计的成功是实验成功的基础。所以设计环节必需积极动脑，动手，查阅相关资料，以求设计成功。前面的电路设计很令人头疼，而后面的调试则是真正考验一个人的耐心的过程。我组的实验电路相对并不是很复杂，仿真也相当的成功，但是从古至今就有一个不变的真理，理论与实践是有差距的果不其然，电路的调试过程反复碰壁，预期的结果不仅出不来，甚至一点像样的波形也没有。最终通过改变实验仪器的接法和更换更精确的实验仪器，终于实验成功。这之中的过程相当磨砺人的耐心。做好本次实验的前提就是对于书本知识掌握较熟练，这样才能对出现的问题做出一定的分析和解决。 本次实验的不足之处就在于，首先，我们没有一路顺风的把模拟仿真出来，当然这跟我们基本不下实验室，很少动手有关系，但是实际上我们在很多简单的，基础的问题上纠结了很久，这是不应该的。其次，我们没有把拓展功能做出来，这也是我们此次模拟仿真的一大遗憾。希望我们能争取下次机会，更好的把握。感谢我们的指导老师陈老师和尹老师，老师们这段时间非常劳累，依然对我们悉心辅导，我们所有人的实验结果与陈老师，尹老师的指导是分不开的，每当我们遇到问题向老师求助时，老师总是细心分析，为我们讲解什么地方出现了问题，给了我们很大的便利。我们在调试过程中真是遇到了不少麻烦，陈老师，尹老师为我