1、课 程 设 计 说 明 书学 生 姓 名 : 学 号：学 院 :班 级 :题 目 : 1 交替闪光灯的制作与调试2 电子触摸控制器的制作与调试3 八路电子抢答器的制作指导教师： 2013 年 12 月 26 日目录第 1 章 交替闪光器的制作与调试 11.1 设计任务 11.2 总体设计方案 11.3 系统分析与设计 .11.3.1 元件介绍 .11.3.2 系统分析 .11.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 .21.4.1 系统总电路图 .21.4.2 元器件清单 .21.4.3 仪器仪表清单 .21.5 系统安装、调试与参数测量 .31.6 改进意见与收获体会 .3第 2 章 电子触
2、摸控制器的制作调试 42.1 设计任务 42.2 总体设计方案 42.3 系统分析与设计 .42.3.1 元件介绍 .42.3.2 系统分析 .42.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 .52.4.1 系统总电路图 .52.4.2 元器件清单 .52.4.3 仪器仪表清单 .52.5 系统安装、调试与参数测量 62.6 改进意见与收获体会 .6第 3 章 八路电子抢答器的制作 73.1 设计任务 73.2 总体设计方案 73.3 系统分析与设计 .73.3.1 元件介绍 .73.3.2 系统分析 .83.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单 .83.4.1 系统总电路图 83.4.2 元
3、器件清单 93.4.3 仪器仪表清单 .93.5 系统安装、调试与参数测量 .93.6 改进意见与收获体会 .9参考文献： 110第 1 章 交替闪光器的制作与调试1.1 设计任务通过 555 定时器使两个发光二极管(LED)交替闪光。1.2 总体设计方案用 NE555 芯片构成多谐振荡器和相关器件按照电路图连接电路，电路连接完成后，进行调试测试。1.3 系统分析与设计1.3.1 元件介绍NE555 芯片：NE555 是属于 555 系列的计时 IC 的其中的一种型号。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载；只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。它的计时精确度高、温
4、度稳定度佳，且价格便宜。发光二极管（LED)：是一种能发光的 半导体电子元件。由镓（ Ga）与砷（AS） 、磷（ P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中常作为指示灯。1.3.2 系统分析参考电路是一个典型的利用 555 构成多谐振荡器电路。电阻 R3、R4 和电容 C1 构成定时电路。定时电容 C1 上的电压 UC 作为高触发端 TH（6 脚）和低触发端 TL（ 2 脚）的外触发电压。放电端 D（7 脚）接在 R3 和 R4 之间。电压控制端 K（5 脚）不外接控制电压而接入旁路电容 C2。直接复位端 R（4 脚）接高电平，使 N
5、E555 处于非复位状态。多谐振荡器的充放电时间常数分别为:tPH=0.7*（R3+R4）*C1;tPL=0.7*R4*C1;通过电容的充放电改变输出端（3 脚）的高低电平状态。当输出端为高电平时，LED1 灭， LED2 亮；当输出端为低电平时，LED1 亮，LED2 灭。参考电路振荡周期 T=0.7*（R3+2R4）*C1，因此交替闪光的频率仅与电阻 R3、R4 和电容 C1 大小有关，与其他参数无关。11.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单1.4.1 系统总电路图图 1.1 总电路图1.4.2 元器件清单表 1.1 元器件清单元器件名称 具体说明 个数555 定时器 NE555 1发
6、光二极管 无 2电容 10 微法 1100 微法 1电阻 470 欧 22.2 千欧 168 千欧 11.4.3 仪器仪表清单表 1.2 仪器仪表清单仪器仪表名称 个数电路板 1尖口钳 1万用表 1电烙铁 1焊芯 1导线 若干图 1 总电路图21.5 系统安装、调试与参数测量按照电路图焊接电路，焊接电路完成后，使用万用表对电路板进行检查，检查无误后，用直流稳压电源进行测试。测试结果：发光二极管交替闪烁；改变电阻 R3、R4 和电容 C1，交替闪光频率改变。1.6 改进意见与收获体会焊接电路时先对导线测试，看是否有导线短路；注意发光二极管正负端，不要接反；用直流电源调试前对电路板进行检查，看电路
7、板正负接线端是否短路，以免烧坏电源。3第 2 章 电子触摸控制器的制作调试2.1 设计任务完成电子触摸器的制作，当人接触触摸器时，发光二极管亮，并具有一定延时时间。2.2 总体设计方案用 NE555 芯片和相关器件按照电路图连接电路，电路连接完成后，进行调试测试。2.3 系统分析与设计2.3.1 元件介绍NE555 芯片：NE555 是属于 555 系列的计时 IC 的其中的一种型号。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载；只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。发光二极管（LED)：是一种能发光的 半导体电子元件。由镓（
8、Ga）与砷（AS） 、磷（ P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中常作为指示灯。2.3.2 系统分析参考电路为 555 定时器构成的典型单稳态触发电路。当接触板没有被触摸时，NE555 的触发输入端由 22M 的电阻偏置到高电平，当接触板被触摸时，人的皮肤电阻将低于引脚 2 对地阻抗，此时引脚 2 变为低电平。这种效用使触发输入端的电压低于 1/3VCC 的门限电平，555 定时器开始定时，电路稳态进入暂稳状态。输出脉冲宽度 T=1.1*R1*C1，由于参考电路电容为 1 微法，实际使用电容为 0.1 微法，所以本组电路大约为 0
9、.5 秒，引脚 3 输出电压用来驱动发光二极管。42.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单2.4.1 系统总电路图图 2.1 总电路图2.4.2 元器件清单表 2.1 元器件清单元器件名称 具体说明 个数555 定时器 NE555 1发光二极管 无 1电容 0.01 微法 10.1 微法 1电阻 150 欧 14.7 兆欧 122 兆欧 12.4.3 仪器仪表清单表 2.2 仪器仪表清单仪器仪表名称 个数电路板 1尖口钳 1万用表 1电烙铁 1焊芯 1导线 若干52.5 系统安装、调试与参数测量按照电路图焊接电路，焊接电路完成后，使用万用表对电路板进行检查，检查无误后，用直流稳压电源进行测试
10、。测试结果：用手触摸触电，发光二极管亮，松手后具有一定延时时间。2.6 改进意见与收获体会通过此次课程设计我学习到了如下几点：1.做好准备工作，先搞清电路中各个元件的作用和使用方法，只有弄清楚原理，在调试检查电路时才能做到得心应手。2.互相合作，在电路制作过程中，我们要好好配合，分配任务，这样才能高效率完成任务，发挥出每个队员的能力。6第 3 章 八路电子抢答器的制作3.1 设计任务设计八路电子抢答器：J0，J1J7 由参赛选手控制，J8 由主持人控制。当任意一个选手抢先按下按钮时，数码管显示选手数字，此时其他选手按键无效，一轮抢答结束，由主持人按动清除按钮 J8，进行下一次抢答。3.2 总体
11、设计方案根据参考电路，用 74LS373 对按键的状态进行锁存，74147 对状态进行编码，通过 CD4511 译码并驱动数码管显示；74LS30 和 74LS00 用于实现逻辑上的转换。3.3 系统分析与设计3.3.1 元件介绍74LS373：三态八输入锁存器。373 的输出端 Q0Q7 可直接与总线相连；当三态允许控制端 OE 为低电平时，Q0Q7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，Q0Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，Q 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，D 被锁存在已建立的数据
12、电平。74147:10-4 线 BCD 编码器。把输入的状态编成 BCD 码。CD4511：CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/ 驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器。具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴 LED 数码管 。74LS30：8 输入与非门。74LS00：2 输入与非门。数码管：由多个发光二极管封装在一起组成“8” 字型的器件。有共阴极和共阳极之分，常用于显示数字和字符。73.3.2 系统分析参考电路由 5 个集成芯片组成， 74LS373 为三态八输入锁
13、存器， 74LS30为 8 输入的与非门。J0，J1J7 由参赛选手控制， J8 由主持人控制。当任意一个选手抢先按下按钮时，74LS30 的输出将跳变为低电平，这个低电平使74LS373 处于锁存状态，它的输出 Q0,Q1.Q7 被锁存，随即编码器进行编码。74LS147 为 10 线到 4 线的编码器，输入端为低电平有效，输出为反码。CD4511 为译码器和驱动数码管装置，输入 BCD 码时经译码后使数码管显示数字 0，17。为了使译码后数码管能显示数字，该电路将译码器的 D 端输入接 74LS373 的锁存控制输入端，数字被锁存时，该端为低电平，数码管为正常显示数字；允许数据输入时，74
14、LS373 的 11 脚为高电平，经过译码后数码管不显示，这样正好满足了电路的要求。数码管为共阴 7 段数码管。一轮抢答结束，由主持人按动清除按钮 J8，对 D 锁存器进行解锁。3.4 总电路图、元器件清单、仪器仪表清单3.4.1 系统总电路图图 3.1 总电路图83.4.2 元器件清单表 3.1 仪器仪表清单元器件名称 个数74LS373 174147 174LS30 174LS00 1CD4511 1数码管 1100K 电阻 93.4.3 仪器仪表清单表 3.2 仪器仪表清单仪器仪表名称 个数电路板 1尖口钳 1万用表 1电烙铁 1焊芯 1导线 若干3.5 系统安装、调试与参数测量按照电路
15、图焊接电路，焊接电路完成后，使用万用表对电路板进行检查，检查无误后，用 5V 直流稳压电源进行测试。测试结果：按下 J0-J7 按键，数码管均能正确显示数字；按下 J9 按键，数码管清零，无显示，进行下一轮抢答。3.6 改进意见与收获体会可以尝试用 51 单片机制作八路抢答器，可以增加计时和时间提醒等多种功能。通过此次课程设计，我学到很多知识，一些在课堂上学到的知识只有通过动手实践才能更好地理解和掌握。焊接电路时，一定细心，不要有虚焊漏焊的情况。各个集成芯片的电源和接地端不要漏焊。电路焊接完成后不要急于调试，先检查电路，检查无误后进行调试。调试出现问题时，用万用表有次序的检查电路，排除故障。这次课程设计提高了我们团队合作能力，在我的带领下，我9们小组快速的完成了 3 个题目，这项任务这次课程设计依靠团队的力量完成，所以我们在以后的学习中应培养团队合作能力。10参考文献：1彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，19972韩广兴.电子元器件与实用电路基础.北京：电子工业出版社，20053赵志杰.集成电路应用识图方法.北京：机械工业出版社，2004
