【正文】 最后經(jīng)過系統(tǒng)的組裝與調(diào)試，驗(yàn)證出實(shí)物基本符合設(shè)計(jì)方案的要求。介紹了系統(tǒng)的調(diào)試方法及在調(diào)試時(shí)遇到的問題及解決辦法。把 3 節(jié)干電池制成 伏電壓源，又用萬用表逐點(diǎn) 排查，原來有虛焊的點(diǎn)。 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 組裝與調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法 在 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試過程中，遇到了很多問題： 1． 在設(shè)計(jì)過程中，首先遇到的問題是如何把選手的編號鎖存起來。 完成定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。理想狀態(tài)是較低的溫度下縮短加熱時(shí)間，盡管這是矛盾的，但在實(shí)際操作中可以通過操作手法獲得令人滿意的解決方法。 手工錫焊的操作要點(diǎn) （ 1）掌握好加熱時(shí)間 加熱時(shí)間過長可能會影響焊點(diǎn)結(jié)合層的厚度、印刷版外形、元器件性能、助焊劑的正常發(fā)揮等。的 方法。 加熱焊件 將烙鐵頭接觸焊接點(diǎn)，首先要注意保持烙鐵頭加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱，其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱熔量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱。這里的焊接就是按電路工作原理，用一定的工藝方法連接成電子裝置。 PCB 板圖的設(shè)計(jì) 該 PCB 板的設(shè)計(jì)我用的是 Protel DXP 這個(gè)工具軟件，根據(jù)以上設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)出了原理圖的 PCB 板，其元器件擺放及頂層、底層布線見附錄C、附錄 D、附錄 E 所示。 去耦電容的配置 在安放去耦電容時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ◆在印制電路板的電源輸入端跨接 47uF 左右的電解電容，如果體積允許的話，電容量大一些則更好。 ◆只要條件許可，應(yīng)盡量加粗電源線，同時(shí)使電源線、地址與其他導(dǎo)線的走向一致，這 樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。 ◆輸入、輸出端導(dǎo)線都應(yīng)該盡量避免平行布置，以免發(fā)生反饋耦合。熱敏元器件要考慮安裝散熱片。 ◆模擬電路通道應(yīng)該與數(shù)字電路分開布設(shè)，不能混亂的放置在一起。根據(jù)需要，可以在連接線上加注信號名或其他標(biāo)記，表示其功能或去向。除中、大規(guī)模期間外，其余元器件符號應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化。 2． 注意信號的流向 。 原理圖的設(shè)計(jì)規(guī)則 在繪制原理圖時(shí)應(yīng)遵守的規(guī)則如下： 1． 要注意布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于看圖以及有利于對圖的理解和閱讀 。 PCB 的設(shè)計(jì)是整機(jī)工藝設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。它在電子設(shè)備中有如下功能： 1． 提供集成電路等各種元器件固定、裝配的機(jī)械支撐。 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 印制電路板的設(shè)計(jì) 借助計(jì)算機(jī)對印刷電路板進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的手工工藝，它不僅可以使底圖更整潔、標(biāo)準(zhǔn)，而且可徹底解決手工布線印刷導(dǎo)線不能過細(xì)和較窄的間隙不易布線等問題，同時(shí)可徹底解決多層焊盤嚴(yán)格的一一對應(yīng) 問題。 Protel 2021 從功能上可分為以下幾部分：電子電路原理圖（ SCH）設(shè)計(jì)，電子電路原理圖（ SCH）仿真、印刷電路板（ PCB）設(shè)計(jì)、電子電路實(shí)現(xiàn)前后的信號完整性分析和可編程邏輯器件（ FPGA）設(shè)計(jì)等。 Protel 2021 幾乎將所有的電子設(shè)計(jì)工具集成在單個(gè)應(yīng)用程序中。首先對 Protel 2021 做一下簡要介紹 。另 外還介紹了 LED 數(shù)碼管的工作原理。如不接定時(shí)元件（ RINT 引腳接 VCC，而使 CEXT 和 REXT/ CEXT 引腳開路），輸出脈沖寬度一般可達(dá) 30ns 或 35ns，可以作直接耦合觸發(fā)復(fù)位信號使用。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74121 的工作原理 74121 為具有施密特觸發(fā)器輸入的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ,它有兩個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)輸入和 一個(gè)可作為禁止輸入使用的正跳沿觸發(fā)輸入，它可提供互補(bǔ)的輸出脈沖。小型數(shù)碼管（ 寸和 寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為 2～ ，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在 5～ 10mA。 注 3：當(dāng)“動態(tài)滅零”輸入端（ RBI）和數(shù)據(jù)輸入端 A0、 A A A3 均為低電平，而試燈輸入端（ LT）為高電平，則所有字段被熄滅，動態(tài)輸出（ RBO）進(jìn)入低電平（相應(yīng)條件）。 輸 入 輸 出 CR LD CPu CPD D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 0 0 0 a c d b a c d b 0 1 ↑ 1 加計(jì)數(shù) 0 1 1 ↑ 減計(jì)數(shù) 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 43 8 線 3 線 優(yōu)先編碼器 74LS148 表 43 優(yōu)先編碼器 74LS148 功能表 譯碼器 74LS48 74LS48 是七段字形譯碼驅(qū)動器，其 引腳排列見 下 圖，其功能見表 4輸 入 輸 出 EI 01234567 IIIIIIII 012 AAA GS EO 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 16 15 1 4 1 3 1 2 11 1 0 9 74L S 48 1 2 3 4 5 6 7 8 V CC f g a b c d e A 1 A 2 L T B I/ R B O R B I A 3 A 0 G ND V CC E O G S I 3 I 2 I 1 I 0 A 0 I 4 I 5 I 6 I 7 EI A 2 A 1 G N D 16 15 1 4 1 3 1 2 11 1 0 9 74L S 14 8 1 2 3 4 5 6 7 8 A 2 A 1 A 0 EO G S EI I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I 1 I 0 6 7 9 1 5 14 74L S 14 8 5 4 3 2 1 13 12 1 1 1 0 ( a ) 引腳排列圖 ( b) 邏輯功能示意圖 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 4。 EI 為使能輸入端，低電平有效。執(zhí)行減計(jì)數(shù)時(shí)，加計(jì)數(shù)端 CPu 接高電平，計(jì)數(shù)脈沖由減計(jì)數(shù)端 CPD輸入。 （ a）邏輯符號 （ b）引腳排列 圖 42 74LS192 邏輯符號及引腳排列 圖中： CPu：加計(jì)數(shù)端 CPD：減計(jì)數(shù)端 LD：置數(shù)端 CO：非同步進(jìn)位輸出端 BO：非同步借位輸出端 CR：清零端 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 D0、 D D D3：計(jì)數(shù)器輸入端 Q0、 Q Q Q3：數(shù)據(jù) 輸出端 表 42 74LS192 邏輯功能表 74LS192 的邏輯功能見表 42，當(dāng)清除端 CR 為高電平“ 1”時(shí)，計(jì)數(shù)器直接清零； CR 置低電平則執(zhí)行其他功能。 VC 為控制端，平時(shí)輸入 2/3VCC 作為比較器的參考電平，當(dāng) 5 腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)了對輸出的另一種控制。分壓電路由三個(gè) 5K 的電阻構(gòu)成，分別給 A1 和 A2 提供參考電平 2/3VCC 和1/3VCC。 本章各單元電路圖的繪制我用的是 Protel 2021，具體電路圖繪制的規(guī)則將在第四章進(jìn)行具體介紹。 參數(shù)計(jì)算 二極管閃爍及間隔時(shí)間計(jì)算 如圖 32 所示， 555 定時(shí)器中 3 管腳輸出低電平時(shí)發(fā)光二極管導(dǎo)通，而低電平持續(xù)時(shí)間為 : 462 CRt ?? (32) 由此可以算出二極管閃爍時(shí)間 : sFKCRt 462 ?????? ? 555 定時(shí)器中 3 管腳輸出高電平時(shí)發(fā)光二極管截止， 高電平持續(xù)時(shí)間 : ? ? 4761 CRRt ??? (33) Q1A13A24B5Q6GND7Rint9Cext10Rext/Cext11VCC14U12SN74121N100KR1910UFC5GSclock to signalS PR+5+5定時(shí)到信號(a) (b) 圖 34 時(shí)序電路 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 由此可知，二極管閃爍間隔時(shí)間為 : ? ? ? ? sFKCRRt 4761 ???????? ? 報(bào)警發(fā)生時(shí)間 的計(jì)算 74121 輸出脈沖寬度可由如下關(guān)系式確定： EXTtw CRt ? (34) 由 此 可 以 計(jì) 算 出 報(bào) 警 揚(yáng) 聲 器 鳴 叫 時(shí) 間 ， 根 據(jù) 圖 34 知KRRt 10019 ?? ， FCC E X T ?105 ?? ，所以揚(yáng)聲器鳴叫時(shí)間 : sFKCRt EXTtw 0 ????? ? 在圖 24 中， 555 定時(shí)器的振蕩頻率是 : ])2[( 1420 CRRf ??? = ZHFKK ])68215[( ????? ? 所以，振蕩周期 sT ? ， 因此 ,由圖 24 可知：報(bào)警揚(yáng)聲器每 鳴叫一聲。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號”為 0， 1?EI ， 74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。圖中，門 G1 的作用是控制時(shí)鐘信號 CP 的放行與禁止，門 G2的作用是控制 74LS148 的輸 入 使能端。 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 時(shí)序控制電路 時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能： （ 1） 主持人將控制開關(guān)撥到 “ 開始 ” 位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn) 入 正常搶答工作狀態(tài) 。電路沒有單穩(wěn)，僅存有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。如有再次搶答需由主持人將 S 開關(guān)重新置“清除” 然后再進(jìn)行下一輪搶答。 工作過程： 開關(guān) S 置于“清除”端時(shí)， RS 觸發(fā)器的 R 端均為 0， 4 個(gè)觸發(fā)器輸出置 0，使 8 線－ 3 線優(yōu)先編碼器 74LS148 的 EI＝ 0，使編碼器處于工作狀態(tài)。 本章小結(jié) 本章介紹了數(shù)字式競賽搶答器設(shè)計(jì)的總體方案，并根據(jù)邏輯電路的一般設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)電路框圖。 其工作原理為：接