电子制作专业课程设计.doc

电子制作课程设计
一、 设计目
通过上机操作，掌握运用Proteus ISIS进行电路原理图设计办法；掌握运用原理图元件库编辑器创立新元件办法；理解运用Proteus ARES进行印刷电路板图设计办法；理解运用PCB元件库编辑器创立新PCB元件办法；掌握运用Proteus进行模仿电子实验和数字电子仿真实验办法，运用其中自带虚拟仪器进行电路仿真。
学习掌握MCS-51单片机构造和原理，Keil C51编程，Keil和Proteus联合调试，运用Proteus和Keil C实现AD和DA某些电子及编程设计。
运用Proteus实现6个电子制作课程设计项目：
l 555定期器；
l 比例运算放大器；
l 波形发生器；
l 显示译码器和数码管应用；
l ADC0808和DAC0832应用设计
l 串/并行数据转换器；

二、 设计内容、规定及组织形式
1.555定期器：
①设计原理
NE555触发器内部具有两个电压比较器，一种分压器，一种RS触发器，一种放电晶体管和一种功率输出级。
在它各个引脚功能为：
1脚：接地
2脚：低端触发控制输入端
3脚：输出端
4脚：双稳态触发器复位段。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时无论TR、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。
6脚：TH高触发端。
7脚：放电开关端。该端与放电管集电极相连，用做定期器时电容放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC范畴是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC范畴为3 ~ 18V。普通用5V。
A．555定期器外接一种电容充放电电路即可构成一种无稳态多谐振荡器；
在起始状态时，电压比较器C1输出1，C2输出0，Td截止；电容在不断地充电，当充电为2/3Vcc时，C1输出跳为0，RS触发器反转为0，Td饱和导通；电容放电下降为1/3Vcc时，比较器C2输出跳为0，RS触发器翻转为1，Td截止。之后重复循环。
B．555定期器单稳态电路实现；
没有触发信号时电路工作在稳态，当U下降沿到来时，电路被触发，比较器C2输出跳为0，RS触发器被置为1，由稳态翻转到暂稳态，随着C充电过程进行，C1输出0，RS触发器被复位到0，T饱和导通，暂稳态结束。
C．555定期器救护车变音警笛电路实现。
左边555定期器控制振幅，右边555定期器控制频率，由振幅控制频率，由频率控制声音高低。
②Proteus绘制电路图
555多谐稳态电路图

示波器波形

555单稳态电路

按钮闭合时得波形图

555警笛电路
③仿真结论
多谐振荡电路计算
电容C充电时间：Tw1=0.7（R1+R2）C1=0.2303
电容C放电时间：Tw2=0.7R2C=0.329
电路震荡频率：f=1.43/（R1+2R2）C1=1.014
④小结体会
通过对NE555定期器应用，初步理解了proteus基本操作，对于555定期器有了更进一步结识。

2.比例运算放大器
①设计原理
LM324 是四运放集成电路，它采用 14 脚双列直插塑料封装。它内部包括四组形式完全相似运算放大器，除电源共用外，四组运放互相独立。
每一组运算放大器有 5 个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表达运放输出端 Vo 信号与该输入端相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表达运放输出端 Vo 信号与该输入端相位相似。
同相：Au=1+Rf/R1=1+50k/10k=6
反相：Au=-Rf/R1=-50k/10k=-5

②Proteus绘制电路图
同向比例运算电路

波形图

反相比例运算电路

波形图

③仿真结论
反相：反相比例放大电路中反馈组态为电压并联负反馈，集成运放反相输入端与同相输入端两点电位不但相等且都等于零，电路输入电阻不高，输出电阻很低。
同相：同相比例放大电路中反馈组态为电压串联负反馈，电路比例系数总是不不大于或等于1，电路输入电阻很高，输出电阻很低。
④小结体会
通过对比例运算放大电路绘制，对比例运算放大电路有了进一步理解，同步也结识了LM324放大器。

3.波形发生器
①设计原理
RC桥式正弦振荡器
RC串、并联电路构成正反馈支路，同步兼作选频网络，R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以变化负反馈深度，以满足振荡振幅条件和改进波形。运用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且规定特性匹配，才干保证输出波形正、负半周对称。R3接入是为了削弱二极管非线性影响，以改进波形失真
三角波方波发生器
由集成运放构成方波发生器和三角波发生器，普通均涉及比较器和RC积分器两大某些。此电路为由滞回比较器及简朴RC积分电路构成方波—三角波发生器。它特点是线路简朴，但三角波线性度较差。重要用于产生方波，或对三角波规定不高场合。
②Proteus绘制电路图
三角波方波发生器

波形图

RC桥式正弦波震荡

波形图

③仿真结论
D1,D2,R3,R4,RW所构成电路总电阻不不大于R52倍时候，电路才会产生震荡波，调节滑动变阻器从而产生震荡波，然后再调节滑动变阻器，浮现正弦波。RC振荡器振幅条件:，二极管D1、D2稳幅作用是为了使振荡电流方向保持一致，三角波输出幅度为Uom=R1/R2Uz,振荡周期为：T=4R1Rv1C/R2；频率f=1/T，三角波输出幅度与稳压管Uz以及电阻值之比R1/R2成正比。
④小结体会
通过运用集成运放合成正弦波、方波和三角波波形。
4.显示译码器和数码管应用
①设计原理
74LS47是BCD-7段译码器/驱动器,是数字集成电路，用于将BCD码转化成数码块中数字，然后咱们就能看到从0-9数字。
译码器原理:译码为编码逆过程。它将编码时赋予代码含义“翻译”过来。实现译码逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一相应关系。74LS47是输出低电平有效七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。 
(1)LT(——)：试灯输入，是为了检查数码管各段与否能正常发光而设立。当LT(——)=0时，无论输入A3 ，A2 ，A1 ，A0为什么种状态，译码器输出均为低电平，若驱动数码管正常，是显示8。 
(2)BI(—)：灭灯输入，是为控制多位数码显示灭灯所设立。BI(—)=0时。无论LT(——)和输入A3 ，A2 ，A1，A0为什么种状态，译码器输出均为高电平，使共阳极数码管熄灭。 
(3)RBI(——-)：灭零输入，它是为使不但愿显示0熄灭而设定。当对每一位A3= A2 =A1 =A0=0时，本应显示0，但是在RBI(——-)=0作用下，使译码器输出全为高电平。其成果和加入灭灯信号成果同样，将0熄灭。 
(4)RBO(———)：灭零输出，它和灭灯输入BI(—)共用一端，两者配合使用，可以实现多位数码显示灭零控制。
七段LED数码管：将七个输入分别控制相应发光二极管亮灭。
②Proteus绘制电路图
译码数码管显示01

显示译码器02

③小结体会
通过本次对显示译码器和数码管应用，对74LS47有了进一步结识，懂得了其各引脚功能。

5.ADC0808和DAC0832应用设计
①设计原理
ADC0808工作原理：
ADC0808集成了一种8位A/D转换器、一种8路通道和一种兼容控制逻辑微解决器。其中，8位A/D转换器采用了持续逼近转换技术，具备高阻抗稳定断续比较器特性，涉及一种带模仿开关树256R分压器和一种逐次逼近寄存器；而由ADC0808中8路通道，可直接从8个单一模仿信号中获取任何一种作为输入信号。
DAC0832工作原理：
DAC0832是惯用8位电流输出型并行低速数模转换芯片，当需要转换为电压输出时，可外接运算放大器，运放反馈电阻可通过RFB端引用片内固有电阻，也可外接。内部集成两级输入寄存器，使得数据输入可采用双缓冲、单缓冲或直通方式，以便适于各种电路需要(如规定多路D/A异步输入、同步转换等)
MCS-51单片机基本原理：
单片机是将中央解决器CPU、存储器、输入输出（I/O）接口电路以及定期器/计数器等部件制作在一块集成电路芯片中，构成一种完整微型计算机——单片微型计算机。
Keil和Proteus联调办法：
1.先从网上下载Proteus与Keil联调使用VDM51.dll文献
2.打开Keil文献下Tools文献，并把TDRV8=BIN\VDM51.DLL(Proteus VSM Monitor-51 Driver")写入Tools。
3.打开Keil软件编写好源程序并生成目的程序。
4.进入Project菜单选取Options for target，弹出对话框，在“调试”项选中U使用Proteus VSM Monitor-51……
5.按“设立”，令端标语为8000.
6.打开proteus，画出相应电路图，在tools菜单中选取use remote
Debug monitor，双击电路中单片机，在Program file里导入在Keil里生成目的文献，扩展名为hex。然后在Keil里按下开始调试按钮，进行联调仿真。
②Proteus绘制电路图
ADC0808

DAC0832锯齿波

锯齿波波形

③小结体会
学习和掌握了ADC0808和DAC0832应用设计，理解了Keil C51类C语言编程，Keil和Proteus联调办法。

6.串/并行数据转换器
①设计原理
1.74LS164是8位寄存器，当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B任意一种为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0为低电平。当A、B有一种为高电平，则另一种就容许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0状态。  
引脚功能：
CLOCK：时钟输入端；CLEAR：同步清除输入端（低电平有效）

2.JK触发器特性方程为：Qn+1=J/Qn+/KQn
3.74LS194：是一种所存代码能在移位脉冲作用下依次移位寄存器，它是一可以用二进制形式保存数据双稳器件。既能左移又能右移寄存器称为双向移位寄存器。
4.74LS161是惯用四位二进制可预置同步加法计数器，她可以灵活运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等诸多重要功能。
②Proteus绘制电路图
串并转化

③仿真结论

④小结体会
该电路是由八进制定期器来控制显示屏刷新时间，由74LS164来进行输入存储并输出，理解了74LS164运营原理。

Keil C51类C语言程序
ADC0808编程：
LED_0 EQU 30H ;个位
LED_1 EQU 31H ;十位
LED_2 EQU 32H ;百位
LED_3 EQU 33H ;存储千位段码
ADC EQU 35H
CLOCK BIT P1.4 ;定义0809时钟位
ST BIT P1.5
EOC BIT P1.6
OE BIT P1.7
ORG 00H
SJMP START
ORG 0BH
LJMP INT_T0

ORG 30H
START: MOV LED_0,#00H
MOV LED_1,#00H
MOV LED_2,#00H
MOV DPTR,#TABLE ;段码表首地址
MOV TMOD,#02H
MOV TH0,#245
MOV TL0,#00H
MOV IE,#82H
SETB TR0
WAIT: CLR ST
SETB ST
CLR ST ;启动AD转换
JNB EOC,$ ;等待转换成果
SETB OE
MOV ADC,P2 ;读取AD转换成果
CLR OE
MOV A,ADC ;AD转换成果转换成BCD码
MOV R7,A
MOV LED_3,#00H
MOV LED_2,#00H
MOV A,#00H
LOOP1: ADD A,#20H ;一位二进制码相应20mV电压值
DA A
JNC LOOP2
MOV R4,A
INC LED_2
MOV A,LED_2
CJNE A,#0AH,LOOP4
MOV LED_2,#00H
INC LED_3
LOOP4: MOV A,R4
LOOP2: DJNZ R7,LOOP1
ACALL BTOD1
LCALL DISP
SJMP WAIT

ORG 200H
BTOD1: MOV R6,A
ANL A,#0F0H
MOV R5,#4
LOOP3: RR A
DJNZ R5,LOOP3
MOV LED_1,A
MOV A,R6
ANL A,#0FH
MOV LED_0,A
RET

INT_T0: CPL CLOCK ;提供0809时钟信号
RETI

DISP: MOV A,LED_0 ;显示子程序
MOVC A,@A+DPTR
CLR P1.3
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P1.3
MOV A,LED_1
MOVC A,@A+DPTR
CLR P1.2
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P1.2
MOV A,LED_2
MOVC A,@A+DPTR
CLR P1.1
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P1.1
MOV A,LED_3
MOVC A,@A+DPTR
CLR P1.0
MOV P0,A
LCALL DELAY
SETB P1.0
RET

DELAY: MOV R6,#10 ;延时5ms
D1: MOV R7,#250
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET

TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;共阴数码管7段值
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END

DAC0832编程：
#include<absacc.h>
#define DACR XBYTE[0xfffe]
#define uchar unsigned char
void juchi(uchar sdata,uchar time);
void fangbo(uchar sdata,uchar time);
void sanjiao(uchar sdata,uchar time);
main()
{
while(1){
// juchi(255,100);
// sanjiao(255,100);
fangbo(254,80);//数字不可为255，输出为0
}

}
void juchi(uchar sdata,uchar time)//锯齿
{
uchar i,j;
for(i=0;i<=sdata;i++)
for(j=0;j<time;j++)
DACR=i;
}

void fangbo(uchar sdata,uchar time)//方波
{
uchar i;
for(i=0;i<=time/2;i++)
DACR=sdata;
for(i=0;i<=time/2;i++)
DACR=0;
}

void sanjiao(uchar sdata,uchar time)//三角
{
uchar i,j;
for(i=sdata;i>=0;i--)
for(j=0;j<time/2;j++)
DACR=i;
for(;i<=sdata;i++)
for(j=0;j<time/2;j++)
DACR=i;
}