武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-31 02:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4LS00與非門集成電路及RC器件構(gòu)成的振蕩電路。通過(guò)RC電路的充放電，使電路產(chǎn)生諧振，電路中與非門以反相器的形式接入，其輸出為矩形脈沖。R，C的值可以確定電路的振蕩頻率。啟動(dòng)開(kāi)關(guān)S用來(lái)控制多諧振蕩起啟動(dòng)，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路起振；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電路停止振蕩。圖8 與非門組成的多諧振蕩器2） CD4017組成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同方案一的單元電路設(shè)計(jì)—CD4017組成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器部分。3） 三極管9013組成的調(diào)光燈控制電路同方案一單元電路設(shè)計(jì)—三極管9013組成的調(diào)光燈控制電路部分。自動(dòng)循環(huán)調(diào)光燈電路如圖9所示。由與非門組成的多諧振蕩電路，CD4017組成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，三極管9013等組成的調(diào)光燈控制電路三部分構(gòu)成，使燈在熄滅微亮較亮最亮四種狀態(tài)下循環(huán)變化。圖9 自動(dòng)循環(huán)調(diào)光燈方案二原理圖與非門組成的多諧振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。調(diào)節(jié)RV1的大小，可以控制振蕩頻率，即燈光變化的循環(huán)速度。當(dāng)脈沖信號(hào)輸入到計(jì)數(shù)器的“CP”端時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。隨著脈沖的不斷輸入，Q0Q3端依次輸出高電平，當(dāng)Q0Q2依次輸出高電平時(shí)，經(jīng)放大器放大，點(diǎn)亮燈泡，由于R0R2電阻依次降低，起到了控制燈泡亮度的作用。當(dāng)Q3出現(xiàn)高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零復(fù)位，燈炮熄滅。因此，隨著Q0Q3輸出電平的變化，電路實(shí)現(xiàn)了燈泡熄滅微亮較亮最亮的循環(huán)變化。 電路參數(shù)計(jì)算 CD4017的工作電壓為3V—18V，實(shí)際電路中電源電壓取6V，電路中各元器件能正常工作。多諧振蕩電路的頻率f=1/（*RV1*C）。取C=10uF，RV1max=47K。計(jì)算得f≤。電路中其它參數(shù)為：R0=300K，R1=200K，R2=100K。 方案比較本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)自動(dòng)循環(huán)調(diào)光燈電路。該電路需要有信號(hào)產(chǎn)生電路，計(jì)數(shù)器，調(diào)光燈控制電路三部分。共設(shè)計(jì)了兩種信號(hào)產(chǎn)生電路：由NE555組成的多諧振蕩電路和由與非門組成的振蕩電路。計(jì)數(shù)器選擇了比較穩(wěn)定，接線比較簡(jiǎn)單的CD4017。調(diào)光燈電路選擇了三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槿龢O管比較經(jīng)濟(jì)且安全。通過(guò)比較兩種信號(hào)產(chǎn)生電路，由NE555組成的電路比較簡(jiǎn)單，操作和仿真都比較容易實(shí)現(xiàn)，接相對(duì)經(jīng)濟(jì)，實(shí)用。因此，方案一對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求較小，燈光的變化速度容易調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)布線比較簡(jiǎn)單。所以選擇方案一來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。3 實(shí)現(xiàn)方案 模擬電路方案 電路器件說(shuō)明及反相器電路1）LF353LF353為一8腳封裝的器件，含有兩個(gè)放大器。圖10為其引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，各引腳的名稱和作用如下：1腳OUTPUT A，放大器A的輸出端；2腳INVERTING INPUT A，放大器A的反相輸入端；3腳NONINVERTING INPUT A，放大器A的同相輸入端；4腳V,LF353的負(fù)電平輸入端；5腳 NONINVERTING INPUT B，放大器B的同相輸入端；6腳 INVERTING INPUT B，放大器B的反相輸入端；7腳 OUTPUT B，放大器B的輸出端；8腳V+,LF353的正電平輸入端。實(shí)際電路中為其提供177。12V電壓，使其正常工作。圖10 LF353引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2）反相器反相放大器原理圖如圖11所示。圖11 反相器原理圖規(guī)定：R1端輸入電壓為vi，輸出電壓為v0。輸出表達(dá)式中取Rf=R1，有 v0=RfR1vi=vi其作用是實(shí)現(xiàn)反相運(yùn)算功能。 電路原理分析1）加法器加法器實(shí)際電路如圖12所示。圖12 加法器電路圖規(guī)定：R1端輸入電壓為vi1,；R2輸入電壓為vi2；輸出電壓為v0。取 R1=R2=Rf則（1）式變?yōu)? vo=(vi1+vi2)即實(shí)現(xiàn)了加法器的功能?？梢栽陔娐份敵龆颂砑臃聪嗥鳎馆敵鲎?yōu)? vo=vi1+vi22）減法器減法器實(shí)際電路如圖13所示。圖13 減法器電路圖規(guī)定：R1端輸入
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