电子专业课程设计方案报告.doc

天津职业技术师范大学电子工程学院

《电 子 技 术》
课程设计汇报

同组学生姓名（学号）：刘博雅
姜峰
曹康
班 级： 电1005班
任务分工： 试验一：查资料：曹康 刘博雅；焊接工艺：姜峰，曹康；试验汇报：刘博雅
试验二：查资料：姜峰 刘博雅；焊接工艺：姜峰 刘博雅；试验汇报：刘博雅
设计时间： 12月13 日 —— 年 12月31日
指导老师： 成丹

目 录

第一周题目：波形发生电路
1．试验目标…………………………………………… 3
2．试验原理…………………………………………… 3
3．试验内容…………………………………………… 4
(1)．其中正弦波发生电路分析及原理………………………. 4
(2)．方波发生电路分析及原理…………………………….. 5
(3)．三角波发生电路分析及原理…………………………... 5
4．试验器材…………………………………………… 5
5．试验总结…………………………………………… 6
第二．三周题目：八路抢答器
1．试验目标………………………………………….. 7
2．试验原理………………………………………….. 7
3．试验电路………………………………………….. 7
4．选择器材………………………………………….. 8
（1）.555定时器……………………………………….. 8
（2）.74LS192芯片………………………………………9
(3) .74LS48芯片……………………………………….10
(4) .74LS148芯片………………………………………11
(5) .74LS279芯片………………………………………11
5．功效模块…………………………………………...12
6．试验器材…………………………………………...13
7．试验总结…………………………………………...13
试验汇报一：波形发生电路
一．试验目标
（1）经过试验掌握由集成运放组成正弦波振荡电路原理和设计方法
（2）经过试验掌握由集成运放组成方波（矩形波）和三角波（锯齿波）电路原理和设计方法
（3）经过试验掌握电路参数计算方法，各参数对电路性能影响
（4）经过试验掌握电路安装调试技巧，掌握常见频率测量方法
二．试验原理
本试验采取LM324AJ芯片，LM324是由四个独立运算放大器组成电路。其特点以下：
·含有在较宽单电压或双电源工作电压范围；单电源3V~30V，双电源±1.5V~±15V
·内含相位校正回路，外围元件少
LM324AJ芯片内部原理图：
参数名称
测试条件
最小
经典
最大
单位
输入失调电压
U0≈1.4V RS=0
 -
2.0
7.0
mV
输入失调电流
 -
 -
5.0
50
nA
输入偏置电流
 -
 -
45
250
nA
大信号电压增益
U+=15V，RL=5kΩ
88k
100k
 -
-
电源电流
U+=30V，Uo=0，RL=∞
1.5
3.0
 -
mA
共模抑制比
Rs≤10kΩ
65
70
 -
dB

三．试验内容

试验电路图：

1．其中正弦波发生电路分析及原理：
(1).正弦波发生放大电路关键由基础放大电路，选频网络，反馈网络和稳幅步骤这多个部分组成，以下图所表示：

(2).其中利用二极管导通电阻非线性可控制负反馈强弱，从而控制放大器电压放大倍数以达成稳幅目标。当振荡刚建立起来时候，振幅小，经过二极管电流也小，其正向电阻大，负反馈减弱，确保了起振时振幅增大；但当振幅过大时，其正向电阻变小，负反馈加深，确保了振幅稳定。
(3).二极管两端并联1.6K电阻目标是合适减弱二极管非线性影响从而改变波形失真。
(4).选频网络组成正反馈支路确保了整个电路电压稳定。
2．方波发生电路分析及原理
(1).方波发生电路关键由电压比较器组成负反馈电路和稳幅输出电路组成，图所表示：

(2).电压比较器是在反相输出单门限电压比较器上引入正反馈网络组成含有双门限制反相输出电压比较器。
(3).在设计振荡器时，频率选择范围必需要考虑运算放大器转换速度，偏置电流和噪声。
3．三角波发生电路分析及原理
(1).三角波发生电路图图所表示：

（2）.积分电路组成，因为电容充放电，形成三角波。
四．试验器件
LM234AJ芯片1个
20nF电容2个 1.1μF电容1个
51KΩ电阻2个 10KΩ电阻3个
2KΩ滑动变阻器1个 500KΩ滑动变阻器1个 5KΩ滑动变阻器1个
1BH62二极管2个 1N5232B稳压管2个

五．试验总结

进入实训第一周，我们首先对课题选择做了研究，最终小组选定了波形发生电路试验。因为信号发生器是电子测量领域中最基础、应用最广泛一类电子仪器。它能够产生多个波形信号,如正 弦波,三角波,方波等,所以广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。因为时间紧任务重，我们小组分工合作方便更高效完成这一次试验设计。
首先我们查询了资料，从图书馆，教科书和互联网中搜寻试验所需要原理，电路图，元器件基础原理等内容，最终整合，筛选，选择了LM324AJ芯片，和若干电阻电容等元器件，得到最终电路试验图。
在购置元器件后，我们组分工明确，以很快速度就完成了电路焊接。接下来用示波器进行调试时候，发觉我们电路图没有措施出现正确波形，这如同一盆凉水般泼在了我们小组组员身上，起初一切顺利高涨热情瞬间熄灭不少。不过我们小组组员并没有为此气馁，自怨自艾，而是努力查找试验中可能出现错误。
经过一番检验后我们发觉电路板本身不存在短路断路等硬性错误，于是我们果断调转方向，检验是否是设计中存在了问题，主动和老师和其它同学进行探讨，最终发觉是试验电路图中一个电容选择出现了问题。经过老师指导和组员间讨论最终选择将其改为104电容。找到问题后，果断更正。功夫不负有心人，经过一个星期努力，我们小组波形发生电路焊接成功，这一次我们在示波器中看到了不失真且图像清楚稳定正弦波，方波，和三角波。
调试过程不是一帆风顺，有很多问题全部是自己探索和在和同学交流过程中得到了处理。调试过程是发觉问题过程，这要求我们耐心和心细，有一个严谨科学态度，以能够愈加好实现我们设计。同时在调试过程中我们能够愈加好发觉自己不足之处，能加以更正。
经过这一周课程设计，在老师精心指导下和同学合作之下最终成功地完成了此次设计，并从中学到了很多知识和经验，对单片机和汇编语言有了更深层次了解。同时也让我们对团体合作有了更深刻了解，团结就是力量不是说说就能够做到，我们在一起努力以后得到了最终胜利。
不过在短暂欣喜过后，更多是对这次试验设计反思。我们组在整个过程中有失败，为此我们总结了失败原因。开始时候我们对试验原理图重视程度不够，认为焊接过程才是整个试验设计中重中之重，不过在经过失败以后发觉，因为最初基础工作没有做好，造成后面试验失败，不仅影响整个试验进度，还浪费精力，物力，实属不该。在焊接过程中我们还应该提升焊接技术，已达成美观标准，这一点上我们组做不够好，所以在未来日子里，我们一定会勤学苦练，争取在最短时间内使自己技艺得到最大提升。
在这次试验设计中我们总结了一个良好设计思绪，是电路生命。宁愿在思绪设计上多花上50%时间。因为前期看似慢，实际上恰恰给后期制作带来很大方便，效果往往是更节省很多时间。活学活用是硬道理。
经过这次生产实习， 锻炼自己实际操作动手能力， 培养理论联络实际能力，增强独立工作能力。做任何事情全部应该有耐心，有认真态度，严谨作风，要踏扎实实不能草率了事，那样只能一无所获，关键是培养我和其它同学团体合作共同探讨、共同前进精神。
在以后试验中，我们能够在焊接完成后用万用表检测是否有短接，断路，电路中接正负极端口是否有错误等等这些问题，以求在调试中不会因为这些原因造成电路失败。未雨绸缪在什么时候全部很关键。

试验汇报二：八路抢答器
一． 试验目标
1.经过试验掌握八路抢答器功效及其组成电路基础功效。
2.经过试验掌握怎样调试八路抢答器，和电路安装调试技巧。
二．试验原理
1.八路抢答器控制系统是娱乐活动中常常使用关键基础设备之一，依据抢答要求，系统所需实现功效以下：
（1）抢大器能容纳8名选手，而且给出对应编号为1、2、3、4、5、6、7、8，为每名选手设置一个按键。为了简化设计，能够利用试验仪上逻辑电平开关。（这部分要求由我关键负责）
（2）设置一个给工作人员清零开关，方便能开始新一轮抢答。
（3）用LED数码管显示取得优先抢答选手编号，一直保持到工作人员清零或1分钟倒记时答题时间结束为止。
（3）用LED数码管显示有效抢答后1分钟到记时答题时间。秒信号无须考虑时间精度，可利用试验仪上所提供连续脉冲（方波）。

三．试验电路
1.整个电路电子器件有：555定时器，74LS192，74LS148，74LS297，74LS00，74LS20和若干电容和电阻.
2.依据设计任务和要求，将系统分为3大功效模块：主电路、数据采集电路、控制电路。将主电路分为一个十六进制（实现一分钟倒记时答题时间）计数、译码、显示电路；数据采集电路（取得优先抢答选手编号）分为8路抢答开关、八D数据锁存器、优先编码器、加1电路。

3.总体框图

四．选择器材
1．555定时器
（1）.555 定时器是一个模拟和数字功效相结合中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接多个电阻、电容，就能够实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生和变换电路。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。555 定时器内部电路框图和外引脚排列图分别以下图：

（2）.它内部包含两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器功效关键由两个比较器决定。两个比较器输出电压控制 RS 触发器和放电管状态。在电源和地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 反相输入端电压为 2VCC /3，A2 同相输入端电压为VCC /3。若触发输入端 TR 电压小于VCC /3，则比较器 A2 输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。假如阈值输入端 TH 电压大于 2VCC/3，同时 TR 端电压大于VCC /3，则 A1 输出为 1，A2 输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

2. 74LS192芯片
（1）.特点：电路可进行反馈，而很轻易被级联。即把借位输出端和进位输出端分别反馈到后级计数器减计数输入端和加计数输入端上即可。

MR
PL
CPU
CPD
MODE工作模式
H
X
X
X
Reset (Asyn.)清除
L
L
X
X
Preset (Asyn.)预置
L
H
H
H
No Change保持
L
H
↑
H
Count Up加计数
L
H
H
↑
Count DowN 减计数
·芯片内部有级联电路
 ·同时操作
 ·每触发器有单独预置端
 ·完全独立清零输入端

（2）.真值表（如右图）：

（3）.74LS192芯片引脚图（以下）：

（4）.74LS192芯片内部功效原理图（以下）：

3. 74LS48芯片
（1）. 74LS48除了有实现7段显示译码器基础功效输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，74LS48还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），和现有输入功效又有输出功效消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。 
 （2）. 74LS48真值表可获知74LS48所含有逻辑功效：
·7段译码功效（LT=1，RBI=1）
·消隐功效（BI=0）
·灯测试功效（LT = 0）
·动态灭零功效（LT=1，RBI=1）

（3）.74LS48芯片引脚图及其内部工作原理图以下：

（a）逻辑图（b）方框图（c）符号图
由符号图能够知道，4号管脚端含有输入和输出双重功效。作为输入（BI）低电平时，G21为0，全部字段输出置0，即实现消隐功效。作为输出（RBO），相当于LT，及CT0和坟系，即LT=1，RBI=0，DCBA=0000时输出低电平，可实现动态灭零功效。3号（LT）端有效低电平时，V20=1，全部字段置1，实现灯测试功效。
4. 74LS148芯片
（1）. 74LS148优先编码器管脚功效介绍:为16脚集成芯片，电源是VCC(16)  GND(8),I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。
（2）.74LS148引脚图以下：

5. 74LS279芯片
（1）. 74LS279工作原理：74LS279就是4R-S触发器，每片上有四路R-S触发器。每路R-S触发器有R和S两个输入和一个输出端Q，以下图左下图所表示。
当S输入低电平（0）时，输出Q为低电平（0）；
当S输入高电平（1）时，假如R输入低电平（0），则Q为高电平（1）；
当S输入高电平（1）时，假如R输入低电平（1），则Q保持不变。

五. 功效模块
1. 依据设计任务和要求，我们小组初步将系统分为3大功效模块：主电路、数据采集电路、控制电路。
（1）.主电路由六十进制计数器和译码、显示电路两部分组成。
（2）.控制电路由锁存控制和倒计时控制两部分组成。
（3）．数据采集电路
①八路抢答开关：为8位选手提供8个抢答按钮，这么能够在松开按钮后立即复位，为下次做准备。
②八D数据锁存器：采取八D数据锁存器74LS148，抢答前应使锁存许可LE=1，此时许可选手抢答，当有选手抢答有效时，要利用控制电路中LE=0，使数据被锁存，其它选手就抢答无效了。
③优先编码器：采取优先编码器74LS148，因为采取了高速控制电路，所以一旦抢答，立即锁存。我们组设计控制电路将充足利用74LS148两个输出信号：选通输出Ys和扩展输出YEX。以下图所表示
：
④实现单稳态触发器方法有很多，能够用和非门或非门电路实现微分型单稳、利用施密特触发器实现单稳、集成单稳等，现采取555定时器实现计时功效。以下图所表示：

六. 试验器材
74LS48芯片3个 74LS192芯片2个 74LS279芯片1个 74LS148芯片1个
74LS00芯片1个 74LS20芯片1个
10KΩ电阻10个 500KΩ电阻2个 50KΩ电阻1个 15KΩ电阻1个
10μF电容1个 0.1μF电容1个 开关9个 发光二极管2个
数码显示管3个
七．试验心得
在实训第二个星期，我们小组开始着重选择和设计第二个试验。总结第一个试验心得后我们小组决定选择八路抢答器这个试验。
设计之前，参考了很多相关资料，我们选择了555定时器，74LS192，74LS148，74LS297，74LS00，74LS20和若干电容和电阻这些元器件作为这次试验原材料。同时设计了主电路、数据采集电路、控制电路这三部分电路共同组成八路抢答器电路。而且将主电路分为一个十六进制（实现一分钟倒记时答题时间）计数、译码、显示电路；数据采集电路（取得优先抢答选手编号）分为8路抢答开关、八D数据锁存器、优先编码器、加1电路；采取555定时器实现计时功效。
但着手设计时，又出现了很多未预料到问题，比如元件选择：在选择编码器时，是采取一般编码器还是优先编码器。一般编码器中，任何时刻只许可输入一个编码信号，不然输出将发生混乱。所以选择了优先编码器。不过74LS系列中众多不一样管脚类型，选择哪个作编码器。经过查找，选择了74LS192，因为想用数字形式显示抢答者编号，所以选择了数码显示管，但数码显示管不能直接，数码显示管需要由TTL或CMOS集成电路驱动，所以在TTL还是CMOS集成电路上又进行了比较和选择。最终选择了数显译码器，用它将输出二进制代码译成相对应高、低信号，用其作为数码显示管驱动信号，数码显示管显示出相对应选手编号。在定时电路中， 555定时器类型也很多，依据设计需要选择了555定时器低电平触发，因为它是一个模拟和数字功效相结合中规模集成器件。而且555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接多个电阻、电容，就能够实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生和变换电路。
在部分设计原理上也碰到了很多新问题，比如在接通电源后倒计时部分数码管显示保持不变，没有预期会自动倒计时等功效。而且抢答部分数码管没有数字显示。经过和组员，老师等数次检验，发觉因为芯片焊接时没有接电源线而且其中因为两个芯片在焊接过程中因为失误焊错了管脚，造成整个芯片部分电路必需重新焊接。这些错误使得我们试验进度停滞不前，我们小组每个人全部做了深刻反省。
在整个电路安装调试过程中，花费时间最多是各个元件电路连接，电路细节设计和连完线路后检验工作上，其中在连接电路是出现问题比较多。因为元器件之间连线有很多，而且管脚和管脚之间间隙有限，在焊接过程中存在一定困难。我们为了克服这些困难想了很多措施，最终还是顺利完成了焊接。不过在74LS148元件和74LS192元件连接调试时候出现了问题在老师指导和讲解下我们有了更深刻认识，同时对元件原理功效了解更多更深刻。
在这次过程中，我们深刻体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间检验电路故障，分析原因，只有坚持不懈。才能够得到最终试验成功。

试验心得
电气1005班 13号 刘博雅
不知不觉担心而有序实训课程就要结束了，而在这三个星期中我感到天天全部有不一样收获，天天全部有让自己惊喜发觉，在实训日子里我学会了很多从书本中无法获取知识和技能，是我认为受益匪浅。
实训课程刚开始时候，我认为能够脱离书本单纯训练焊接工艺，结果第一天时候我就发觉我错了，这一次实训不仅仅是训练焊接工艺，而是训练我们对试验设计思绪和将手脑相结合。
在和小组组员设计试验过程中，我认为这是一个温故而知新过程，温习曾经学习过知识，利用在试验电路中；碰到自己不懂问题，经过去图书馆查资料、上网，努力将它处理，这又是知新过程。在这期间能够审阅本身对一些知识缺乏，从而有目标补给这些知识，充实自我。
经过了设计电路脑力运动，接下来便是经过双手完成试验电路，进行焊接。因为电路中各个元器件接线较多，间隙较小，造成焊接时碰到很多困难。有时候会因为自己粗心把线焊接错误，或焊点不牢靠造成得重新再弄。而且在最终调试过程中常常会碰到电路无法达成预期目标，这些困难常常使我很气馁，认为自己努力了很多不过却还是失败。不过我知道假如不坚持那么之前所做全部是白费，注定会失败，假如我继续坚持，尝试去改善，细心耐心检验电路，就有可能成功。
在组员和老师激励下，经过努力，和坚持不懈精神，我们最终取得了试验成功，给之前那么多努力画上了完美句号。在这次试验设计过程中，要求我们耐心和心细，拥有严谨科学态度，还要在困难面前不段坚持，以能够愈加好实现我们设计。
在实践当中，灵活利用书本上所讲知识，万变不离其宗，只有扎实掌握了关键方法，才有可能做到活用巧用。这次设计让我真正体会到了书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次前进扎实阶梯，没有这个基础，就无法实现技术上腾飞。
学习不单单是学会书本知识，还有很多很多东西是要自己去学习，只有自己在实践中才能学到东西，那就是用我们所学东西去思索我们实践中出现问题。经过这次生产实习，锻炼自己实际操作动手能力，培养理论联络实际能力，增强独立工作能力。做任何事情全部应该有耐心，有认真态度，严谨作风，要踏扎实实不能草率了事，那样只能一无所获。
这次实训还培养我和其它同学团体合作，共同探讨、共同前进精神。在小组组员协作下，经过自己努力，顺利完成了这次实训全过程，达成了自己目标，实现了自己动手愿望。从最开始在网上查找资料，然后设计电路，搞清理论知识，再到搭接电路，检测调试，每一步全部踏扎实实。我在实训中体会到了很多，学到了日常没有学到东西，真正体会到理论和实践结合关键性。
这次实训也使我学会了不轻言放弃，不怕困难，不怕麻烦，在做试验过程中，会反复不停遇 到部分问题，尤其是电路调试时，往往要经过很数次反复检验、测量才能找到问题所在，要是不能静下心来仔细研究，完成实训是不可能。这次实训给了我又一次认识自我机会,让我学会了从更多角度分析处理问题,设计过程中也积攒了部分相关经验,我想对我以后实际操作肯定会有很大帮助。实训给了我们一个平台去发挥自己学到理论知识，锻炼我们动手能力，巩固我们所学知识，为我们以后步入社会做了准备，是大学生学习当中相当关键、不可或缺一个步骤。