数显式测量电路课程设计.doc

目录一 课程设计的任务及基本要求二 逻辑框图设计三 逻辑电路的设计及参数计算四 安装调试步骤及遇到的问题五 印刷线路板设计六 体会及建议七 参考文献八 附录(元件使用说明)九 附图(框图 逻辑图 印刷线路板图)一 课程设计的任务及基本要求目的：设计一个数显式测量电路，以方便测量一个NPN三极管的值1. 测量NPN硅三极管的直流电流放大系数 199。测试条件： IB10mA，允许误差 2 。 14V VCE 16V，对不同值的三极管，VCE基本不变。 2. 采用一只发光二极管、两只LED数码管显示。 3. 测量电路误差绝对值不超过 4. 数显清晰、稳定显示时间大于人眼的滞留时间（0.1S)。 5.设B、C、E三个插孔，当三极管插入时，打开电源，显示器即显示该三极管的值。二 逻辑框图设计三 逻辑电路的设计及参数计算1-VX转换电路 Vx = IbR2IB（1）IB=10A，允许误差2%；测试条件RbRCVCCIB =VCC VBE RbIC只需选择合适的Rb，而IC = b IB 。IC与b成正比。（2）14VVCE16V，且对不同b值的三极管， VCE的值基本不变。 即其值不受IC影响，则路中不能有RC 。采用运放构成的电压并流负反馈，使VxVX=IBR2VX极性为正由测试条件： 由=199时，取Vx最大值为13V，则可得到R2为了平衡，R3略小于R2.后面还应加一个电流到电压的转换电路从而构成电压并联负反馈。324cbe-15VR25.1kR34.7kR11.5MVx2压控振荡器（1） 积分器用351高阻型放大器，积分效果好。电压比较器用专用电压比较器，转换速度快。（2） 积分器中D1使正向积分与负向积分的回路不同、时间不同。上图的D1应反方向向左，原因是其与夹断电压的设计不同，这里VX极性为负。（3） R9R4是为能实现压控振荡，并忽略正向积分时间。（4） 后接43k电阻是为了把方波峰值调低，使其图形规整。3计数时间产生电路计数时间与压控振荡器的输出相与（经与非门和反相器）4.计数电路四 安装调试步骤及遇到的问题1.安装（1）安装要点在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号，不用功能脚的逻辑电平。合理布置芯片和其他元件的位置。布线：*安排好电源线和地线（通电前先把几路电源调好，注意共地）；*线紧贴面包板，横平竖直，不交叉，不重叠；*在芯片两侧走线，不可跨芯片； *元件横平竖直。 安装顺序：按信号流向，先主电路，后辅助电路。 边安装，边调试。（2）安装注意事项在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边），并拟订安装调试方案。各集成芯片合理布局，同方向排列，不要插反。按框图分系统组装、调试。连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线（为检查方便，各类电源线和地线最好用不同的颜色。特别注意各集成片的共地，采用多点共地利用横条和竖条）。紧贴面包板布线，导线要拉直，横平竖直，最好不要拐弯，不能拉斜线或在芯片上跨接。应根据距离和插入长度剪断导线，插入长度为0.4-0.6，过短可能接触不良；过长又可能把面包板戳穿，引起短路。使用过的导线可以利用，但线端不能有明显伤痕，并用镊子把线端夹直。插线时，电源必须关闭，不能带电操作。2.调试 （1）调试要点 电流、电压转换电路运放324的1脚输出一直流电压VX0.051V（小于10V）压控振荡器：（运放反相输入端应“虚地”）运放351的6脚输出已锯齿波 比较器311的7脚输出矩形波555振荡器： 555的3脚输出矩形波 清零波形：C4、R4的接点处输出尖脉冲计数、译码、显示：将555振荡器的3脚输出送计数器个位901 的时钟输入，观察数码显示。（2）调试注意事项：安装完毕不要急于通电，应先用万用表短路档根据电路图逐个检查每个集成片的引脚连接是否正确，有无错线、少线、多线，特别要仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。通电前先把几路电源调好，注意共地。3.遇到的问题a，最大的问题就是自己在接线的时候不按步骤来，导致连接的时候马虎连错导线，接错孔。b，我们的连线不规范，一个孔内插了两条线导致连通的不好，最后计数信号在90后面就断了。c，发光二极管显然是有极性的，我们在安装中马虎的将之一安，结果安反了，怎么也没亮，经过好长时间的检查放发现这个错误，浪费了很多时间。时间上这是基础，二极管有极性我们亦牢记于心，可是我们再实际应用中没有考虑到，可见理论和实践还是有很大的差别的。五 印刷线路板设计1. 设计要求 正面用红色线(元件面，横线为主) 反面用蓝色线(连线面，竖线为主) 金属化孔用蓝色 2. 走线原则(1) 线条横平竖直,同面线不能交叉 (2) 线条尽量少 (3) 每个芯片下横向最多走三条线 (4) 芯片相邻管脚之间不能走线 (5) 每个金属化孔只能插入一个元件管脚 3. 元件标注( 用铅笔)： （1） 标出元件的符号 （2） 标出元件值 （3） 标出芯片的1脚 4. 其它要求: （1）坐标纸大小: 31cm 23cm （2）比例尺: 2 : 1 （3）周边留宽: 5 10 mm （4）线宽: 1 mm (200mA/mm) （5）电源和地线: 加宽 （6）芯片跨度: 7.5mm （7）芯片管脚间距:2.5mm （8）金属化孔: 内径0.8mm 外径1.5mm （9）电位器: 两脚间距5mm 六 体会及建议1. 体会以前对于电路没有概念，学习数字电路模拟电路后完全没有概念，只是理论知识，这次的课设加深了我对电子技术基础这门课的理解。只有理论与实践结合起来知识才能把握的更加牢固，印象才会更深。还有就是连接电路一定要细心，不能马虎，接电前最好可以检查一遍，不然莽撞的接电会出事故，就有同学导致了芯片的爆炸。课设教会我们很多，我们会吸取这次课设的教训继续前行。2. 建议（1） 为了更好更快的连好电路，实验前做好准备，画一张实验电路连线图，（2） 用不同颜色的线表示电源或地线，这样检查起来比较方便。（3） 按步骤，沿着电流的方向连线，在关键的点用万用表和示波器检验后再连。七 参考文献1. 电子技术课程设计指南（杨丽华，张诚庆主编）2. 电子技术基础（康光华主编）3. 电子技术试验指导书（电工电子教学实验中心）八 附录(元件使用说明)主要元器件：通用型集成运放LM324 高阻型集成运放LF351 通用型集成电压比较器LM311 集成定时器NE555 2 /5十进制计时器74LS74 BCD七段译码器74LS74 双D上升沿触发器74LS74 六施密特反相器74LS14 四2输入与非门CC4011 共阳极LED七段数码管 1、通用型集成运放LM324管脚图如附图8-1所示LM324内有四个结构相同，互相独立的运放。运放内部已有频率补偿电路，应用时可不用外接补偿电容。LM324用双电源工作，但也能单电源使用，其电压范围为330V，并具有很低的静态功耗，当电源电压为5V时，其非线形应用的输出电平可和TTL 器件相容。图8-12、高阻型集成运放LF351管脚图如附图8-2所示LF351具有很高的输入电阻，特别适用于各种运算电路。一般工作时采用15v电源，它的输出级有过流保护电路，因而输出对地短路也不会损坏器件，但使用中应尽量防止发生短路，当需要调零时，可把电位器动端连负电流，两个固定端分别与调零端相连。图8-23、通用型集成电压比较器LM311管脚图如附图8-3所示LM311具有较低的偏置电流和失调电流，用它构成的电压比较器其影响速度比用一般运放组成的电压比较器快，可用单电源供电，例如+15v，也可用双电源供电，例如15v。图8-34、集成定时器NE555管脚图如附图8-4所示NE555是一种模拟、数字混合式定时器集成电路，外接适当的电阻和电容就能构成多谐振荡器、单稳态触发器和双稳态触发器，用555定时器组成的多谐振荡器，振荡频率比较稳定。为便于频率调整，可外接电位器。图8-45. 六施密特反相器74LS14 管脚图如附图8-5所示图8-56. 四2输入与非门CC4011管脚图如附图8-6所示图8-67. 双D上升沿触发器74LS74管脚图如附图8-7所示74LS74是具有直接置位端和复位端的双D触发器。逻辑功能如表3-1所示。表中的“ ”表示时钟CP的上升沿触发，带“*”的状态是不稳定的。表8-1 74LS74逻辑功能表输入输出预置清除时钟CPSDQLHXXHLHLXXLHLLXHHHHLHHLXLHHHLX图8-78. 2/5十进制计数器74LS90 管脚如附图8-8所示74LS90内部含有一个二进制计数和一位五进制计数器。当计数脉冲由输入， QA与相连时就构成BCD计数器。当计数脉冲由输入，QD与相连时，可完成五二进制时序，在输出端QA可得到一个占空比为50%的十分频方波。另外，除计数输入和为下降沿作用外，置0端和，置9端和都是高电平起作用，因此在使用中不要将它们随意悬空。图8-8表8-2 74LS90复位计数功能表复位输入端输入端 HHLXLLLLHHXLLLLLXXHHHLLHXLXL计数LXLX计数XLLX计数9、BCD七段译码器74LS47管脚如附图8-9所示图中D、C、B、A为输入的8421BCD码，为七段输出。图8-974LS 47的逻辑功能如表所示，关于此表说明一下几点十进制或功能输入端说明DCBA0123456789101112131415HHHHHHHHHHHHHHHHHXXXXXXXXXXXXXXXLLLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHHHLLLLHHHHLLHHLLHHLLHHLLHHLHLHLHLHLHLHLHLHHHHHHHHHHHHHHHHHLHLLHLHLLLHHHLHHLLLLLHHLLLHHLHHHLLHLLLLLLLHLHHHHLHLLHLLHLHLLHLLHLHLHHHLHLHLHHHLHLHHHLLLHLLHHLLLHHHLLLLLHLLLLLLLH消隐XXXXXXLHHHHHHH串行消隐HLLLLLLHHHHHHH灯测试LXXXXXHLLLLLLL表中015项为正常译码输出，其条件是灯测试端，消隐输入端都接高电平或者悬空，串行消隐输入端至少在输入为低电平时是高电平。正常译码输出时，可驱动共阳极LED数码管显示的015共16个字形。消隐：当直接加低电平到消隐输入端时,均为高电平，此时数码管呈暗状态。串行消隐：74LS74的管脚4既可作为输入端,也可作为输出端。当管脚3为高电平，管脚5为低电平时，对于低电平输入信号，数码管呈暗状态，同时输出变为低电平，若用连下级的管脚5，则下级的数码管在该级输入为低电平时也呈暗状态。依此类