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數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(文件)

2025-08-22 16:29 上一頁面

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【正文】 三、設(shè)計(jì)提示及參考電路 1.搶答器的基本工作原理智力競(jìng)賽搶答器是用來判斷哪一個(gè)預(yù)定狀態(tài)首先發(fā)生的電路,圖101所示是搶答器的原理框圖,主要由開關(guān)陣列電路、觸發(fā)鎖存電路、顯示電路幾部分構(gòu)成。圖102是用CMOS四D鎖存器和門電路組成的四組搶答器。圖103是兩種自制的觸摸按鈕的原理圖。壓電陶瓷蜂鳴器再適當(dāng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下能夠發(fā)聲,兩個(gè)CMOS門電路與RR2和C組成振蕩器,當(dāng)控制端電壓uA為高電平時(shí),振蕩器產(chǎn)生振蕩,輸出的高頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲;uA為低電平時(shí),振蕩器停振,蜂鳴器不發(fā)聲。(3)自擬調(diào)整測(cè)試方法,并調(diào)試電路使其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求(4)寫出總結(jié)報(bào)告。(2)演奏時(shí)的音量和節(jié)拍可以調(diào)節(jié),以滿足演奏一般歌曲的需要。假設(shè)C調(diào)的八個(gè)音符所對(duì)應(yīng)的頻率如表所示,則只要根據(jù)所需頻率的要求,并按式(112)來選擇琴鍵按鈕S0~S7所對(duì)應(yīng)定時(shí)電阻R21~R28的阻值,便可滿足揚(yáng)聲器產(chǎn)生八個(gè)不同音符的需要。電位器RP2用于調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量大小。(3)自擬測(cè)試調(diào)整方法步驟,并進(jìn)行調(diào)試(4)電子琴按鍵采用自制的觸摸按鈕。3. 掌握綜合應(yīng)用的設(shè)計(jì)思想。三、設(shè)計(jì)提示及參考電路數(shù)字溫度計(jì)是用數(shù)字顯示方式測(cè)量環(huán)境溫度的儀器,它是把被測(cè)溫度經(jīng)傳感器變?yōu)榉从硿囟雀叩偷哪M電壓,該模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量,最后將數(shù)字量送至顯示器顯示出被測(cè)溫度的高低。A/D轉(zhuǎn)換電路是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,在圖121中,A/D轉(zhuǎn)換電路包括電壓比較器、脈沖源、控制門和權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)等等。UA的變化與標(biāo)難權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的電位UB在電壓比較器中進(jìn)行比較,比較結(jié)果再經(jīng)過反相器作為控制門的控制信號(hào),去控制脈沖源產(chǎn)生的脈沖能否通過控制門并送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。此時(shí)電壓比較器的輸出經(jīng)倒相后使控制門開啟,脈沖源產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。此時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)得N個(gè)脈沖,因此顯示器顯示的數(shù)字N就是被測(cè)濕度的值。(3)自擬調(diào)整測(cè)試方法步驟,并進(jìn)行電路調(diào)試,使其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。標(biāo)準(zhǔn)系列,同國際54/74系列。肖特基系列,同國際54S/74S系列。M:—55~+125℃,同國際54系列電路的工作溫度范圍⑤表示封裝形式B:塑料扁平 D:陶瓷雙列直插 F:全密封扁平 J:黑陶瓷雙列直插 P:塑料雙列直插 W:陶瓷扁平2.部分國際公司TTL集成電路型號(hào)命名規(guī)則(1)(美國)德克薩斯公司(TEXAS)說明:①表示德克薩斯公司標(biāo)準(zhǔn)電路②表示工作溫度范圍54系列;-55~+125℃,74系列:0~+70℃③表示系列ALS:先進(jìn)的低功耗肖特基系列AS:先進(jìn)的肖特基系列<空白>:標(biāo)準(zhǔn)系列 H:高速系列 L:低功耗系列 LS:低功耗肖特基系列S:肖特基系列④表示品種代號(hào)⑤表示封裝形式J:陶瓷雙列宣插 N:塑料雙列直插 T:金屬扁平 W:陶瓷扁平(2)(美國)摩托羅拉公司(MOTOROLA)說明:①表示摩托羅拉公司封裝的集成電路②表示工作溫度范圍4,20,30,40,72.74,83:0~十75℃5,21,31,43,82,54,93:—55~十125℃③表示品種代號(hào)④表示封裝形式F:陶瓷扁平 L:陶瓷雙列直插 P;塑料雙列直插(注:LS—TTL的型號(hào)同德克薩斯公司一致,如:SN74LS194J)(3)(美國)國家半導(dǎo)體公司(NATIONAL SEMICONDUCTOR)說明:①表示國家半導(dǎo)體公司單片數(shù)字電路②表示工作溫度74,80,8l,82.85,87,88;0~十70℃54,70,71.72,75,77,78,93,96:一55~+125℃83,96:0~十75℃③表示系列<空白>:標(biāo)準(zhǔn)系列 H:高速系列 L;低功耗系列 LS:低功耗肖特基系列S:肖特基系列④表示品種代號(hào)⑤表示封裝形式D:玻璃—金屬雙列直插 F:玻璃一金屬扁平 J:低溫陶瓷雙列直插 N:塑料雙列直插 W:低溫陶瓷扁平(4)(日本)日立公司(HITACHI)說明:①表示日立公司數(shù)字集成電路②表示工作溫度范圍74:—20~十75℃③表示系列<空白>:標(biāo)準(zhǔn)系列 LS:低功耗肖特基系列 S:肖特基系列④表示品種代號(hào)⑤表示封裝形式<空白>:玻璃一陶瓷雙列直插 P:塑料雙列直插附錄二 部分TTL集成電路管腳排列圖 邏輯門(2)觸發(fā)器與鎖存器(3)計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器43。低功耗肖特基系列,同國際54LS/74LS系列。高速系列,同國際54/74系列。附 錄附錄一 TTL集成電路型號(hào)命名規(guī)則1.1997年以后.我國生產(chǎn)的TTL集成電路型號(hào)與國際54/74系列TTL電路系列完全一致,并采用了統(tǒng)一型號(hào).即CT0000系列。五、設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)各單元電路,選擇元器件型號(hào),確定各元件的參數(shù)值。電壓比較器又將控制門關(guān)閉,計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),此時(shí)顯示器顯示的被測(cè)溫度為“01”。當(dāng)被測(cè)溫度為0℃時(shí),調(diào)節(jié)電橋處于平衡狀態(tài),使UA=UB,電壓比較器輸出經(jīng)倒相后封鎖控制門,計(jì)數(shù)脈沖不能進(jìn)入計(jì)數(shù)器,顯示器保持為“00”。、譯碼和數(shù)碼顯示電路這部分電路的作用是對(duì)通過控制門的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和譯碼,最后用十進(jìn)制數(shù)顯示被測(cè)溫度。在200℃以下,采用半導(dǎo)體熱敏電阻較為方便。(2)測(cè)量溫度范圍:0~50℃。設(shè)計(jì)題目十二 數(shù)字溫度計(jì)一、設(shè)計(jì)目的1. 學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)數(shù)字溫度計(jì)。五、設(shè)計(jì)要求 (1)設(shè)計(jì)玩具電子琴,選擇元器件型號(hào)并確定元件參數(shù)。因此,由CC7555(Ⅱ)組成的多諧振蕩器,每隔一定時(shí)間輸出一個(gè)負(fù)脈沖,這個(gè)負(fù)脈沖即構(gòu)成了揚(yáng)聲器發(fā)聲的節(jié)拍。它們都組成多諧振蕩器,對(duì)于CC7555(1),當(dāng)按下不同的琴鍵按鈕S0~S7時(shí),其定時(shí)電阻的阻值將不同,輸出方波電壓uo1的頻率將不同。2. 運(yùn)用555定時(shí)器完成一些實(shí)際應(yīng)用。五、設(shè)計(jì)要求(1)根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和參考電路設(shè)計(jì)四組搶答器,確定各元器件型號(hào)和參數(shù)。圖(a)示所示電路,原始狀態(tài)時(shí)非門G輸出為高電平,當(dāng)有人用手指觸及兩個(gè)銅片時(shí),相當(dāng)于兩塊銅片間串接一個(gè)等效電阻,使非門輸出變?yōu)榈碗娖剑粓D(b)所示電路,原始狀態(tài)時(shí)非門G輸出為低電平,當(dāng)人用手指觸及兩塊銅片時(shí),非門輸出變?yōu)楦唠娖?。圖102 四路搶答器原理圖當(dāng)有人搶答時(shí),例如按鈕S1被按下,鎖存器的D1輸入端為1,對(duì)應(yīng)的輸出端Ql由0變?yōu)?,經(jīng)CC4049反相后驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光;同時(shí)Q1’由1變?yōu)?,使G1門輸出為1,蜂鳴器因此而發(fā)聲,表示S1對(duì)應(yīng)的選手優(yōu)先搶答成功。觸發(fā)鎖存電路是當(dāng)某一開關(guān)首先按下時(shí),觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā),在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)電平信息,同時(shí)為防止其它開關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂。 (2) 主持人具有將搶答器復(fù)原的功能。一、設(shè)計(jì)目的1. 掌握搶答器的設(shè)計(jì)方法。(3) 畫出總邏輯圖和裝配圖,并在實(shí)驗(yàn)板上組裝電路。四、參考器件(也可參考附錄,或自行選擇)十四位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器CC4060:引腳和功能圖見圖95。(1) 時(shí)校準(zhǔn):當(dāng)開關(guān)Kl打開,K2閉合,K3接G3門的輸入端時(shí),G1門開啟,G2門關(guān)閉,秒信號(hào)直接經(jīng)G6和G1門送至?xí)r個(gè)位計(jì)數(shù)器.從而使時(shí)顯示器每秒鐘進(jìn)一個(gè)數(shù)字,圖94 校時(shí)控制電路以實(shí)現(xiàn)快速的時(shí)校準(zhǔn),校準(zhǔn)后將K1重新閉合。 3.校時(shí)電路 校時(shí)電路的作用是當(dāng)計(jì)時(shí)器剛接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí),進(jìn)行時(shí)間的校準(zhǔn)。由于秒和分的顯示均為60進(jìn)制,因此它們可由二級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成,其中秒和分的個(gè)位為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,十位為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器,可采用置零法來實(shí)現(xiàn)。 1.秒脈沖產(chǎn)生電路 數(shù)字電子鐘應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間源,用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1比脈沖信號(hào),稱為秒脈沖,由于它直接影響到計(jì)時(shí)器走時(shí)的準(zhǔn)確度,因此采用石英晶體振蕩器,并經(jīng)多級(jí)分頻電路后獲得秒脈沖信號(hào)。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位,分計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位,小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24進(jìn)1”規(guī)律計(jì)數(shù)。3.系統(tǒng)具有校正時(shí)間功能,能分別進(jìn)行秒、分、時(shí)的校正。2. 掌握計(jì)數(shù)器、譯碼器的用法。從原理上講數(shù)字鐘式一種典型的數(shù)字電路,其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。(4) 畫出總邏輯圖和裝配
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