【正文】 電子技術 課程設計報告書 課題名稱 路數(shù)顯示報警器的設計 姓 名 劉衛(wèi)平 學 號 0812202*14 院 、 系 、 部 物理與電信工程系 專 業(yè) 電子信息工程 指導教師 熊潔 2021 年 07 月 01 日 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2021 級電子信息工程專業(yè)電子技術課程設計 1 一、設計任務及要求： 設計任務： 設計一個 具有 16 路數(shù)顯示以及擁有報警功能的 電路 。 要 求： 16 路數(shù)顯示報警器，當 16 路中某一路斷開時（可用高低電平表示斷開或接通），用十進制數(shù)顯示該路編號，并發(fā)出聲音信號。 2. 16 路數(shù)分別由 16 個開關按鈕與電阻組成，按鈕 J1 ? J16表示斷開與接通，顯示報警路數(shù)編碼用數(shù)字顯示器 O? F 顯示。 3. 報警器存在優(yōu)先級，當多路 數(shù) 報警時，將對低優(yōu)先級的報警信號存儲 ，處理完高優(yōu)先級報警后，再依次進行低優(yōu)先級信號處理。 4. 報警時間持續(xù) 10 秒鐘，或人為解除報警，同時紅色預警燈亮。 5. 最后 通電調試。 指導教師簽名： 2021 年 月 日 二、指導教師評語： 指導教師簽名： 2021 年 月 日 三、成績 驗收蓋章 2021 年 月 日 2 路數(shù)顯示報警器的設計 設計目的 （ 1）熟悉集成電路的引腳安排。 （ 2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。 （ 3）了解并熟悉仿真軟件 的應用。 （ 4）了解路數(shù)顯示報警器的組成及工作原理。 （ 5）熟悉路數(shù)顯示報警器的設計與制作。 設計思路 （ 1）設計 16 路數(shù)輸入電路。 （ 2）設計優(yōu)先級存儲及處理電路。 （ 3）設計報警及顯示 路數(shù) 電路。 方案設計比較與思路論證 方案 1：如下圖 所示 ,其中總開關起控制總電源的作用， 十六個控制開關分別為十六個按鈕，經(jīng)過編碼器編碼，將信號編碼成相應的二進制代碼，從而在數(shù)碼顯示器上顯示十進制路數(shù)數(shù)字。同時由控制開關連接 555 定時 振蕩電路，再與報警器相連，實現(xiàn)聲音報警。 圖 方案 1設計框圖 方案 2： 如 下 圖 所示，當接通電源后， 其中總開關起控制總電源的作用 ，十六路數(shù)控制開關分別為十六個開關按鈕，經(jīng)過編碼器編碼將信號編寫成二進制代碼，從而在顯示器上顯示相關路數(shù)數(shù)字，并且編碼器上的 GS 接口連接 555 定時 振蕩電路，再與報警器相連，實現(xiàn)聲音報警。 各控制開關 編碼器 數(shù)碼顯示器 555 定時電路 報警器 電源 3 圖 方案 2 設計框圖 方案分析與比較： 上述兩個方案都具有十六路數(shù)顯示和聲音報警功能，但是方案 1 由控制開關連接 555 定時電路，再與報警器相連 ，實現(xiàn)聲音報警，這對報警器實現(xiàn)聲音報警不是很理想，即報警器不能安裝在 開關 按鈕邊上，所以不是很科學與 事實 不 是很 符合。在方案 2 里面 ， 在編碼器上的 GS 接口上連接 555定時電路，再與報警器相連，實現(xiàn)聲音報警，這種方案簡單且可行，容易實現(xiàn)十六路數(shù) 顯示 報警器功能。當然還有其他方案可以實行，綜合器件種類與數(shù)目，功耗等因素， 應 采用方案 2，其設計框圖如上圖 設計圖所示 。 設計過程及內容 方案設計流程 ： 圖 路數(shù)顯示報警器設計流程圖 各控制開關 編碼器 數(shù)碼顯示器 報警器 555 定時電路 路數(shù)控制開關 編碼器 數(shù)碼顯示器 555 定時電路 報警器 電源 電源 4 系統(tǒng)電路設計原理框圖如下 ： 圖 路數(shù)顯示報警器工作原理設計框圖 系統(tǒng)總的設計框圖如上圖 所示，圖中很清楚的展現(xiàn)了通過各個開關閉合與斷開來產(chǎn)生高、低電平，從而 首先 使 開關 信號輸入到優(yōu)先編碼器，再通過數(shù)碼顯示器將數(shù)字顯示出來，同時，從編碼器出來的信號通過一個非門將信號輸入到555 定時器 振蕩電路 ，而 使之 輸出高電平 ，從而 使蜂鳴器發(fā)聲。 元器件的選擇及參數(shù)，各芯片介紹及作用 1. 編 碼器： 本實驗電路采用 2 片 4532BT10V 優(yōu)先編碼器組成 16 線 —4 線編碼器，將對十六路數(shù)輸入信號進行編碼，編碼后輸出的四條信號通過數(shù)碼顯示器用十進制顯示相關路數(shù)數(shù)字，同時具有優(yōu)先級別，當多路報警時，高優(yōu)先級先報警，處理完之后，再對低優(yōu)先級進行處理。同時，在 GS 接口輸出信號可作為聲音報警器電路的輸入信號，既連接 555 定時振蕩電路，使其定時報警及報警時間持續(xù)。 優(yōu)先編碼器 4532BT10V 芯片引腳圖： 1） 16 接電源， 8 腳接地； 2） 1 1 1 10 腳分別對應輸入 端 I7 —IO ； 數(shù)碼顯示器 優(yōu)先編碼器 開關 0 開關 1 開關 2 開關 3 開關 4 開關 5 開關 6 開關 7 開關 8 開關 9 開關 10 開關 11 開關 12 開關 13 開關 14 開關 15 電源 報警器 555 定時電路 非門 顯示燈 5 3） 9 分別對應輸出端 Y Y YO； 4) 1 14 分別對應相應的入口與出口。 Vcc Eo GS I3 I2 I1 IO Yo I4 I5 I6 I7 EI Y2 Y1 GND 圖 編碼器 4532BT10V 芯片引腳圖 芯片原圖如下圖所示： U24 5 3 2 B T _ 1 0 VO09O17O26GS14I313I41I52I212I111I010I74I63EIN5EOUT15 圖 編碼器 4532BT10V 芯片原圖 優(yōu)先編碼器 4532BT_10V 芯片功能表 如下表所示 ： 表（一 ） 優(yōu)先編碼器 4532BT_10V 芯片功能表 輸入 輸出 EI I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 IO Y2 Y1 YO GS Eo L X X X X X X X X H L L L L L L L L H H X X X X X X X H L H X X X X X X L L L L L L L L L H H H H H L H H L H L 16 15 14 13 12 11 10 9 4532BT— 10V 1 2 3 4 5 6 7 8