网线测试仪设计报告

电子技术课程设计报告设计题目：网线测试仪网线测试仪课程设计目的本次课程设计重要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设立的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。设计任务阐明现在最惯用的网线是5类线的双绞线，由4对线构成，每对线绞绕在一起，每条线2端由水晶头连接。网线测试仪就是测试网线的连接状况。将网线两端的水晶头分别插入主测试仪和远程测试端的RJ45端口，将开关拨到“ON”，如果这时主测试仪和远程测试端的批示头逐个闪亮，则表达网线连通。设计规定测线仪由可分离主从2部分构成，之间没有线路连接，由于要测试的网线可能被固定埋在墙中。主从2部分各有8个批示灯，用于显示测试状况。测试时每隔0.5秒测1根线，如主端的1号灯亮，同时从端的1号灯亮，这表达主端的水晶头的1号脚和从端的水晶头的1号脚是相连。其它以这类推。主端用电池供电，从端不用独立供电，靠主端通过网线供电。在基本规定的基础上，主测端再增加一组8个批示灯用于同时显示从端的内容，这样在主测端就能直观的看出网线两端接线关系。设计方案比较方案一：主机部分副机部分555计时器CD4017一片发光二极管发光二极管设计规定0.5秒计一次数，因此可使用555计时器计时，调节计时周期为0.5秒，同时给计数器提供高低电平。又由于要对八根网线依次进行测试，因此能够用一种十进制计数器。我们选用CD4017，计数时放空两个输出管脚即可计数八次。最后还要用批示灯显示网线通断，可在网线两端分别接上八个发光二极管LED。当网线接通时，网线两端的LED同时亮灯。方案二：副机部分发光二极管主机部分555计时器计数器74160译码器74138发光二极管由于网线只有八根，只需要计数八次，十进制计数器浪费了两个管脚，因此也能够通过计数器和译码器的配合实现八次计数。我们选用四位二进制计数器74160和三线——八线译码器74138。将74160置为三位输出，再将输出接到74138的输入端，74138的八根线依次输出即可实现八进制计数功效。方案比较：通过比较，方案一能够最佳的实现设计规定的功效，且电路也相对较简朴，易实现；元器件易于寻找，方便做成实物电路板；理论原理与实际仿真成果几乎一致，是个较好的设计方案。计时部分，555计时器是一种用途相称普遍的计时IC，只需少数电阻和电容便可产生数位电路所需的多个不同频率的脉冲信号，调节周期也很方便。而计数部分，74160和74138配合即使能够较好的实现八进制计数，但电路相对麻烦，4017即使浪费了两个管脚，电路简朴，也能够较好的实现设计规定的功效。电路构成及原理网线测试仪由主机和副机两部分构成，因此电路分为IC1和IC2两个部分。时基电路NE555及其外围元件构成延时电路，以拟定对每根线的测试时间。同时，选用八进制计数/时序分派器CD4017来实现有序、循环的选线功效，以拟定是测试哪一根线。由发光二极管的亮熄状况来表达不同的测试成果。555定时器555定时器（又称时基电路）是一种模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类，其应用非常广泛。555定时器内部构成框图以下图所示。它重要由两个高精度电压比较器A1、A2，一种RS触发器，一种放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。555定时器构成框图它的各个引脚功效以下：1脚：外接电源负端VSS或接地，普通状况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范畴是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范畴为3~18V。普通用5V。3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不管、TH处在何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可变化内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的状况下，555时基电路的功效表以下表所示。555定时器的功效表清零端高触发端TH低触发端Qn+1放电管T功效00导通直接清零10导通置011截止置11Qn不变保持用555定时器构成多谐振荡器的电路和波形以下图所示。①多谐振荡电路②工作波形接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2—C—地，按指数规律上升，当上升届时（TH、端电平不不大于），输出翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降届时（TH、端电平不大于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得输出高电平时间输出低电平时间振荡周期输出方波的占空比CD4017十进制计数器CD4017内部逻辑电路原理以下图所示。它是由十进制计数器电路和时序译码电路两部分构成。其中的D触发器Fl～F5构成了十进制约翰逊计数器，门电路5～14构成了时序译码电路。约翰逊汁数器的构造比较简朴。它实质上是一种串行移位寄存器。除了第3个触发器是通过门电路15、16构成的组合逻辑电路作用于F3的D3端以外，其它各级均是将前一级触发器的输出端连接到后一级触发器的输入端D的，计数器最后一级的Q5端连接到第一级的D1端。这种计数器含有编码可靠，工作速度快、译码简朴，只需由二输入瑞的与门即可译码，且译码输出无过渡脉冲干扰等特点。普通只有译码选中的那个输出端为高电平，其它输出端均为低电平。CD4017内部电路原理CD4017采用原则的双列直插式脚塑封，它的引脚以下所示：1脚：第5输出端2脚：第1输出端3脚：第0输出端，电路清零时，该端为高电平4脚：第2输出端5脚：第6输出端6脚：第7输出端7脚：第3输出端8脚：电源负极9脚：第8输出端10脚：第4输出端11脚：第9输出端12脚：级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲时，就能够得到一种计数器的时钟信号13脚：时钟输入端，脉冲输入端，脉冲下降沿有效14脚：时钟输入端，脉冲上升沿有效15脚：清零输入端，在该管脚加高电平或正脉冲时，CD4017计数器中，各计数单元输出低电平“0”，在译码器中，只有对应“016脚：电源正极，能够使用3～18V直流电源供电当加上清零脉冲后，Q1～Q5均“0”，由于Q1的数据输入端D1是Q5输出的反码，因此，输入第一种时钟脉冲后，Q1即为“l”，这时Q2～Q5均依次进行移位输出，Q1的输出移至Q2，Q2的输出移至Q3……如果继续输入脉冲，则Q1为新的Q5，Q2～Q5仍然依次移位输出，这样就得到了时序输出波形以下图CD4017时序波形发光二极管为了显示网线的通断状况，我们在八条网线的两端分别接了两个红色的发光二极管LED。发光二极管是半导体二极管的一种，能够把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管同样是由一种PN结构成，也含有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。其特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱能够方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在某些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示屏。电路设计图以下参数分析根据占空比公式得当R2>>R1时，D≈1/2又由振荡周期T=tPH+tPL=0.7(R1+2R2)C当T=1s时，取R1=3kΩ，C=10μF则求得R2=69.2kΩ555计时器输出电压VO=9V，LED压降约为1.8V，工作电流为15mA则保护电阻R=(9-1.8)V/15mA=480Ω实物照片附在后页。心得体会通过这次课程设计，加强了我实际动手和团体协作解决问题的能力。课程设计也是对课本内容的一种复习巩固的过程，能够加强我们对理论知识的理