【正文】 555 定時(shí)器組成多諧振蕩器 的輸出端，由此來接收脈沖信號(hào)。 計(jì)數(shù)器從 Q3Q2Q1Q0=0000 開始計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)?6個(gè) CP 到達(dá)后，計(jì)到 0110，此時(shí) LD = 12 =0。并不能立即清零，而是要等第 7 個(gè)脈沖上沿到來后，計(jì)數(shù)器被置成 0000， 狀態(tài)圖（圖 13）如下， 從而才能實(shí)現(xiàn)彩燈七種變化， 根據(jù)彩燈輸出順序 000 到 110 依次為 全滅 、紅、紅綠、綠、黃綠、黃、全亮 。 圖 13 七進(jìn)制狀態(tài)圖 001 010 011 100 101 0000 110 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 14 譯碼及 邏輯電路 圖 14 圖 14為本設(shè)計(jì)譯碼及邏輯電路部分。 譯碼器 74LS138 的輸入端 A、 B、 C接上單元的 74LS160 的輸出端，對(duì)上單元的輸出 000~110 數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，再由輸出 端 — 通過簡(jiǎn)單邏輯電路三輸入與非門和四輸入與非門來控制彩燈的明暗。 根據(jù)電路圖 14，可以得到： A BC 00 01 11 10 0 0 1 2 3 1 4 5 7 6 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 15 因此可根據(jù)以上得出，當(dāng)給譯碼器連續(xù)輸入二進(jìn)制代碼時(shí)，對(duì)應(yīng)的紅亮暗情況 A B C 紅 綠 黃 0 0 0 L L L 0 0 1 H L L 0 1 0 H H L 0 1 1 L H L 1 0 0 L H H 1 0 1 L L H 1 1 0 H H H 由此可得：紅黃綠各燈的邏輯表 達(dá)式為： 5． 仿真 調(diào)試 及結(jié)果 脈沖信號(hào)源的仿真 使滑動(dòng)變阻器的阻值為 0，給方波發(fā)生電路接通電源，并連接到示波器上。測(cè)得平均的頻率 f≈25Hz 。改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，可觀察得，電路的頻率發(fā)生變化，但是波形形狀始終不變，占空比為 50%。 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 16 圖 15. 脈沖信號(hào)發(fā)生器波形圖 循環(huán)計(jì)數(shù)器的仿真 圖 15. 循環(huán)計(jì)數(shù)器仿真波形 彩燈的輸出仿真 圖 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 17 調(diào)試與結(jié)果 檢查電路圖無誤后，可接通電源以模擬循 環(huán)過程。由于電源接通瞬間，電容 C1， C2，相當(dāng)與短路，使 D觸發(fā)器直接置零端由效， 74LS160 的置數(shù)端 PL有效， 74LS160 置數(shù) “ 0000” 計(jì)數(shù)器 遞增計(jì)數(shù)。只要 紅黃綠等全 亮， 從而使計(jì)數(shù)器 置零 ，發(fā)光二極管燈亮順序?yàn)?全滅 、紅、紅綠、綠、黃綠、黃、全亮 的規(guī)律變化 。 改變電位器的 接入電阻 ，觀察燈 變化 的速度。 接入電阻 增大時(shí)，燈 變化的速度應(yīng)加快。 但由于本設(shè)計(jì)所給電位器不夠大，調(diào)節(jié)電位器現(xiàn)象不夠明顯，可以考慮在電位器兩端各串聯(lián) 49kΩ的電阻，這樣調(diào)節(jié)電位器，燈變化的速度才明顯觀察出來 。 在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長(zhǎng)線”。不但影響布線速度，而且也會(huì)給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時(shí)已經(jīng)布線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動(dòng)了一個(gè)芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因?yàn)橐蟛粶?zhǔn)交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測(cè)試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對(duì)于別的辦法，我選擇了導(dǎo)線顯 式連通，因?yàn)槠涓魑?，更易?shí)現(xiàn)。對(duì)于高阻導(dǎo)線則只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測(cè)試單元電路的狀態(tài)。如：時(shí)鐘信號(hào)電路的信號(hào)是否正常產(chǎn)生，控制信號(hào)電路中的計(jì)數(shù)器能否正常計(jì)數(shù)，最后在整體上測(cè)試一遍。 在整個(gè)調(diào)試完成后，卻遇到的新問題：彩燈演示時(shí)有時(shí)正常有時(shí)混亂。在排除其它可能的情況下，我仔細(xì)檢查各端子的連接情況，發(fā)現(xiàn)清“ 0”端在清“ 0”后懸空了。將其插到電源正極后，發(fā)現(xiàn)問題解決了。 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 18 總結(jié)語 課程設(shè)計(jì)剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設(shè)計(jì)不 同于實(shí)驗(yàn)課，電路圖都要自己設(shè)計(jì)。靜下心來，仔細(xì)分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，逐個(gè)攻破，最后再將其整合即可。 在設(shè)計(jì)過程中，既有用過的芯片，又有沒用過的，只能自己查表，分析功能。即學(xué)即用。最后調(diào)試階段，哪怕一個(gè)小小的錯(cuò)誤也會(huì)使結(jié)果出不來。只好一條線一條線地查，一個(gè)孔一個(gè)孔地測(cè)。結(jié)果終于出來了，又發(fā)現(xiàn)有的地方還應(yīng)改進(jìn)。如快慢節(jié)拍不是很明顯，花型比較簡(jiǎn)單，且 555 產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)頻率太小等等。 在調(diào)試過程中，故障是不可避免的，或者正如老師所說 沒有故障反而還不正常。產(chǎn)生故障的原因很多，情況也很復(fù)雜，有的是一種原因引起的簡(jiǎn)單故障，有的上多種原因相互作用引起的復(fù)雜故障，因此需要掌握故障的一般診斷方法，故障診斷過程就是以故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測(cè)試，做出分析判斷，逐步找出故障的過程。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來說，要在大量的元器件和線路中迅速，準(zhǔn)確地找出故障是見很不容易的事。要通過對(duì)原理圖的分析，把系統(tǒng)分成不同功能的電路模塊，通過逐一測(cè)量找出故障模塊，然后再對(duì)故障模塊內(nèi)部加以測(cè)量找出故障，查找故障，分析故障和排除故障，這樣可以提高我分析問題和解決問題的能力，因此 ，我把他看成是一次好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 通過電子線路課程設(shè)計(jì)，我了解了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般過程，掌握電子線 路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法和一般過程，能用仿真軟件對(duì)電子線路進(jìn)行仿真設(shè)計(jì) ，掌握了電子電路調(diào)試的方法，能獨(dú)立解決設(shè)計(jì)與調(diào)試過程中出現(xiàn)的一般問題，能正確選用元器件與材料，能對(duì)所設(shè)計(jì)電路的指標(biāo)和性能進(jìn)行測(cè)試并提出改進(jìn)意見，能查閱各種有關(guān)手冊(cè)和正確編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 。 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我受益頗多。既鞏固了課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，又掌握了常用集成電路芯片的使用。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會(huì)了科學(xué)地分析實(shí)際問題，通過 查資料、分析資料及請(qǐng)教老師和同學(xué)等多種途徑，獨(dú)立解決問題。同時(shí)，也培養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 19 參考文獻(xiàn) .《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 . 第五版 .北京：高等教育出版社， 2021 ，魯宏 .《電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐》 南京：東南大學(xué)出版社， 2021 .《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 第四版 北京：高等教育出版社， 2021 附錄 元件清單 名稱 參數(shù) 數(shù)量 555 定時(shí)器 1 計(jì)數(shù)器 74LS160 1 譯碼器 74HC138 1 二輸入與非門 74LS00 1 三輸入與非門 74LS10 1 四輸入與非門 74LS20 1 電阻 47K 多個(gè) 電阻 500 3 滑動(dòng)變阻器 5K 1 滌綸電容 1 電解電容 10uf 1 發(fā)光二極管 紅，黃，綠 各 1 個(gè) 導(dǎo)線 若干 常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) ，第 頁(yè) 20 本設(shè)計(jì)實(shí)物圖：