计算机电子关键技术专业课程设计方案报告本科.doc

北 华 航 天 工 业 学 院

《 数字电子技术 》

课程设计汇报

报 告 题 目 ：
作者所在系部：
作者所在专业：
作者所在班级：
作 者 姓 名 ：
作 者 学 号 ：
指导老师姓名：
完 成 时 间 ：

课程设计任务书
课题名称
八路竞赛抢答器设计
完成时间

指导老师
薛建峰 张洁
职称
讲师
学生姓名

班 级

总体设计要求和技术关键点
已知技术参数和设计要求：
设计一个8路智力竞赛抢答器，具体设计要求以下：
1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～ S7表示。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3．抢答器含有锁存和显示功效。即选手按动按钮，锁存对应编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提醒。选手抢答实施优先锁存，优先抢答选手编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4. 抢答器含有定时抢答功效，且一次抢答时间由主持人设定（如30秒）。当主持人开启“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂声响，声响连续时间0.5秒左右。
5. 参赛选手在设定时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6. 假如定时时间已到，无人抢答，此次抢答无效，系统报警并严禁抢答，定时显示器上显示00。
工作内容立即间进度安排
第15周：
周1---周3 立题论证方案设计、熟悉软件
周4---周5检验设计结果，预答辩
第16周：
周1---周2 仿真试验
周3---周4 验收答辩
周5完成设计汇报
课程设计结果
1．和设计内容对应软件程序
2．课程设计汇报书
内 容 摘 要
（四号黑体，居中）
电容已经成为电路设计常见原器件之一，有它不可替换地位，而最常见是电解电容，它在使用一段时间以后将会产生偏差，为了能得到它得正确电容值，在使用时往往要测量一下其电容值。所以就用到了电容测量仪 。
本课题要设计是数字式电容测量仪，使其电容值以十进制数在数码管上显示出来。从而能够直接看出电容值，相对比较直观，而且误差相对较小（误差约为1％）。
设计电容测量仪测量范围是10uF~990Uf，显示数值N是00~99，数字显示器所显示数字N和被测电容量CX函数关系是 N=Cx/(10μF)。当被测电容值超出量程时数码管呈灭零状态，报警二极管发光。
该电容测量仪将在电容测量方面显示出它独特优越性。
（小四 1.5倍行距）

关键字：脉宽 脉冲 数显 电容|（小四、黑体，1.5倍行距）

目 录
（四号、黑体，居中）
一、 概 述 ……… ……………………………………………………………1
二、方案设计和论证…………………………………………………………………2
1．测脉宽法………………………………………………………………………2
2．测频法…………………………………………………………………………2
3．测压法…………………………………………………………………………2
三、单元电路设计和分析…………………………………………………………… 2
1．CP脉冲发生器……………………………………………………………… 3
2．闸门信号产生器………………………………………………………………3
3．计数器…………………………………………………………………………3
4．锁存器 ………………………………………………………………………3
5．译码器 ………………………………………………………………………4
四、总原理图及元器件清单…………………………………………………………4
五、结论………………………………………………………………………………6
六、心得体会…………………………………………………………………………6
七、参考文件…………………………………………………………………………6

（小四、宋体，24磅）

一、概述（小三、宋体、加粗、1.5倍行距）
经过LM556CM使被测电容Cx产生一个CP脉冲（闸门信号），使闸门信号控制另一个LM556CM，使其产生和Cx相对应一系列CP脉冲。经过计数器来测CP脉冲个数，然后锁存器74LS374DW锁存其数据，经过译码器翻译，使七段数码管显示其数值N(N=Cx/10uf)。用两只LED数码管组成数字显示器。数码管用来显示后两位，均用十进制数表示，即数字显示器可显示出最大数字和最小数字分别为99和0。在正常工作条件下，测量电路接上CX后数字显示器便可自动显示出数字，即不需要测试者进行清零、开启之类操作，便可正常显示。响应时间Tx不超出2s，即接上CX后，在2s之内，显示器所显示数字N符合上述函数关系。Cx测量范围为10uF~990uF，当Cx超出量程时七段数码管呈灭零状态，报警二机极管发光，表示超量程。
测量电路应有被测电容器两个插孔，并标上符号“+”和“-”。“+”端电位瞬时值不低于“-”端电位瞬时值，而且它们之间开路电压值最大不超出5.5V。
（小四、固定值：24磅，文字：宋题；字母：Times New Roman）
二、方案设计和论证
数字式电容测量仪作用是以十进制数码方法来显示被测电容值，从而判定电容器质量优劣及电容参数。由给出设计指标，它设计关键点可分为两部分：一部分是ED显示，另一部分就是要将CX值进行转换，使数码显示和CX符合N=Cx/(10μF)函数关系。
能满足上述设计功效能够实施方案很多，现提出下面三种参考方案。
1．测脉宽法（四号、宋体、加粗）
测脉宽法基础原理图1所表示，利用单稳或电容充放电规律等，将电容容量变换成和其正比脉冲宽度，即Tx和Cx成正比。只要把此脉冲宽度Tx和标准脉冲信号相和，便可得到和Tx成正比计数脉冲fx，假如时钟脉冲频率等参数适宜，便可实现题中所要求函数关系。

图1 测脉宽法原理框图
（5号、宋体、居中，图也居中。图中字也为5号、宋体）
2．测频法（4号、宋体、加粗）
测频法基础工作原理是：将图1中门控信号作为标准门控信号，将待测电容作为时钟脉冲发生器一部分，在一定条件下，发生器输出频率和电容值是线性关系，只要标准门控信号参数适宜，测出时钟脉冲发生器频率就可测出电容值。
3．测压法
测压法基础原理是：把电容量经过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换器转换成数字量显示。
本设计选择了测脉宽法，用闸门信号来控制时钟信号产生CP脉冲个数，使其来反应被测电容Cx数值。用测脉宽法得到数值比较轻易经过数码管来显示，可省去数码转换而且误差相对比较小。所以本课题选择了测脉宽法来测量电容值。
三、单元电路设计和分析
1．XXXXXXXX（四号、宋体、加粗）

2．XXXXXXXX（四号、宋体、加粗）

四、总原理图及元器件清单
1．总原理图

2．元器件清单
（表格为5号、宋体）

元件序号
型号
关键参数
数量
备注
R1

T1

。。。

五、结论
总结和提升
六、心得体会

七、参考文件
[1] 胡宴如.高频电子线路[M].高教出版社. .9：12-19
[2] 卢屹 数字锁相环参数设计及其应用[J] 通信技术，（9）：12-15

老师评语及设计成绩

评 语

课程设计成绩：

指导老师：

日期： 年 月 日