電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(共29頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電子技術(shù)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí)：xx姓名：xx學(xué)號(hào)：xx指導(dǎo)教師：x開(kāi)課時(shí)間開(kāi)課時(shí)間:x至至x學(xué)年第學(xué)年第x學(xué)期學(xué)期精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目錄目錄3.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)3.2 音頻小信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)3.3 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)3.4 頻率計(jì)設(shè)計(jì)3.5 紅外線控制自動(dòng)水龍頭精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 1、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)的目的1、熟悉電子技術(shù)的運(yùn)用，掌握數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用2、熟練掌握 Multisim 的操作，用來(lái)仿真模擬

2、的電子線路并得到運(yùn)行結(jié)果，以待進(jìn)一步改進(jìn)3、將所學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際更好地結(jié)合，熟練的在實(shí)際中運(yùn)用2 2、課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求3.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)。利用外部提供 1MHz 時(shí)鐘，完成 059 小時(shí) 59 分 59 秒范圍內(nèi)的計(jì)時(shí)，通過(guò)按鍵設(shè)置計(jì)時(shí)起點(diǎn)與終點(diǎn)，計(jì)時(shí)精度為 10ms。3.2 音頻小信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)音頻小信號(hào)前置放大電路，并用合適軟件模擬， 。具體要求如下：（1）放大倍數(shù) Au1000；（2）通頻帶 20Hz20KHz；（3）放大電路的輸入電阻 RI1M，輸出電阻 RO600（4）繪制頻響掃描曲線。說(shuō)明：設(shè)計(jì)方案和器件根據(jù)題目要求自行選擇，但要求在通用

3、器件范圍內(nèi)。測(cè)試條件：技術(shù)指標(biāo)在輸入正弦波信號(hào)峰峰值 Vpp=10mv 的條件進(jìn)行測(cè)試3.3 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠輸出正弦波、三角波和矩形波的信號(hào)源電路，電路形式自行選擇。輸出信號(hào)的頻率可通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)定，具體要求如下：1 輸出信號(hào)的頻率范圍為100Hz2kHz，頻率穩(wěn)定度較高，2 步進(jìn)為 100Hz。要求輸出是正弦波信號(hào)，信號(hào)無(wú)明顯失真。3 三角波和矩形波占空比連續(xù)可調(diào)。4 利用軟件示波器測(cè)量出其輸出頻率的上限和下限及其輸出電壓的范圍。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.4 頻率計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠測(cè)量正弦波信號(hào)頻率的電路。具體要求如下：（1）測(cè)頻范圍為19999Hz，精度為

4、1Hz。 （2）用數(shù)碼管顯示測(cè)頻結(jié)果。 （3）當(dāng)信號(hào)頻率超過(guò)規(guī)定的頻段時(shí)，設(shè)有超量程顯示。測(cè)試條件：在輸入信號(hào)峰值為 0.1V 的情況下測(cè)試。參考元器件：74HC160/161，74HC138，74HC00，74HC573，74HC393、TL082，CD4511，CD4060晶振等。3.5 紅外線控制自動(dòng)水龍頭設(shè)計(jì)電路及軟件模擬。技術(shù)要求：1、用紅外線檢測(cè)，當(dāng)有人手靠近（10cm）水龍頭時(shí)，自動(dòng)出水；2、人手遠(yuǎn)離水龍頭時(shí)停止出水；3、水龍頭采用由電子閥門控制的水龍頭。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容3.13.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)。秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計(jì)。數(shù)字式秒

5、表，必須有數(shù)字顯示。按設(shè)計(jì)要求，須用數(shù)碼管來(lái)做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為 99 分 59.99 秒，那則需要六個(gè)數(shù)碼管。要求計(jì)數(shù)分辨率為 0.01 秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號(hào)發(fā)生器。分頻電路有多種選擇方案，可以使用專用的分頻器，也可通過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行分頻，還可以用計(jì)數(shù)器分頻，本次設(shè)計(jì)中用 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74HC160 對(duì) 1M Kz 進(jìn)行分頻，因?yàn)榫x優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)是取 10 000 分之一，所以使用了 4 個(gè)計(jì)數(shù)器，盡管用 74HC160 較多，有點(diǎn)浪費(fèi)，但其在電路中的連接方式較為簡(jiǎn)單。 74HC160 是同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它有異步清零、同步置數(shù)等功能。設(shè)計(jì)

6、六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 ：使用 74LS160 芯片實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器： 74160 從 0000 狀態(tài)開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)輸入第 6 個(gè) CP 脈沖（上升沿）時(shí)，輸出 Q3 Q2 Q1 Q0 0110，此時(shí)=0，反饋給端 CR 一個(gè)清零信號(hào)，立即使 Q3 Q2 Q1 Q0 返回 0000 狀態(tài)，接著,CR 端的清零信號(hào)也隨之消失，74160 重新從 0000 狀態(tài)開(kāi)始新的計(jì)數(shù)周期。 反饋歸零邏輯為代碼中為 1 的 Q 相與非。設(shè)計(jì) 60 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 將兩個(gè) 74ls160 串聯(lián)，并在 0101 處得到清零信號(hào)設(shè)計(jì) 100 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)100 進(jìn)制計(jì)數(shù)器完整電路：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-

7、專業(yè)3.2 音頻小信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)。1）采用分立式元件前置放大級(jí)：以單端輸入雙端輸出且?guī)Ш懔髟吹牡牟顒?dòng)放大電路作為第一級(jí)，以雙端輸入單端輸出的差動(dòng)放大電路作為第二級(jí)。優(yōu)點(diǎn)：雙端輸出的差動(dòng)放大電路利用其電路的高度對(duì)稱性以及局部交流負(fù)反饋可以很好的將共模干擾信號(hào)屏蔽。之后利用單端輸出的差動(dòng)放大電路將雙端浮地輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出。中間級(jí)：采用帶射極旁路電容的共射放大電路。優(yōu)點(diǎn)：共射放大電路具有良好的優(yōu)良的電壓放大和電流放大作用。輸出級(jí)：采用共集組態(tài)的射極輸出器電路。優(yōu)點(diǎn)：共集組態(tài)的射極輸出器具有高輸入電阻和低輸出電阻，可以很好地降低對(duì)前置級(jí)電路的負(fù)荷，并具有良好的帶負(fù)載能力。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你

8、奉上專心-專注-專業(yè)2）主體設(shè)計(jì)關(guān)于音頻小信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)，現(xiàn)主要分為兩大部分。第一部分、高低通濾波電路考慮到音頻放大電路需要放大的頻率范圍為 20Hz-20kHz。因而決定在放大電路的前級(jí)加上濾波電路，將頻率高于 20kHz 以及低于 20Hz 的信號(hào)濾去。濾波電路選用二階壓控電壓源低通濾波電路和二階壓控電壓源高通濾波電路。第二部分、放大部分電路采用兩級(jí) NE5532 放大電路。3）電路設(shè)計(jì)低通濾波電路部分電路圖理論計(jì)算：根據(jù)相關(guān)知識(shí)：該低通濾波電路的上限截止頻率的平方與 R1、R2、C1、C2 的乘積成反比。代入數(shù)據(jù)算得上限截止頻率為 12.5kHz。之所以調(diào)到這個(gè)值是因?yàn)樵趯㈦娐方M合

9、后能夠在 20kHz 后將增益衰減到 1000 倍以下。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)高通濾波電路部分：理論計(jì)算：經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，該電路的下限截止頻率約為 20Hz。放大部分電路工作原理輸入信號(hào)由 C1 左端進(jìn)入，經(jīng) C1 濾波后一部分經(jīng) 1M 電阻接地，這樣可以保證輸入電阻為 1M 。另一部分接入 NE5532 進(jìn)行第一級(jí)放大，放大倍數(shù)由電阻 R3 和 R4 的倍數(shù)進(jìn)行控制，第二級(jí)放大同理是由電阻 R5 和 R6 的倍數(shù)進(jìn)行控制，其中 R3=R4=10k ,R5=R6=1500k ，每一級(jí)都可以放大 16 倍，兩級(jí)一共可以放大 256 倍左右，又因?yàn)闉V波電路每級(jí)放大兩倍，總共放大倍

10、數(shù)達(dá)到 1024 倍，滿足放大倍數(shù)達(dá)到 1000 倍的要求，兩級(jí)放大之間的電容 C2 起到濾波作用，最后一級(jí)的輸出經(jīng)濾波電容 C3 后接 600 的電阻最后接地。這樣輸出電阻可以達(dá)到 600 。通頻帶由濾波電路控制在 20Hz-20kHz 之間，可以滿足條件。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路完整電路 10Hz 運(yùn)行結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路 20Hz 運(yùn)行結(jié)果完整電路 20kHz 運(yùn)行結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路 30kHz 運(yùn)行結(jié)果3.3 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)方波 正弦波三角波 555 多諧振蕩器低通濾波器精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為

11、你奉上專心-專注-專業(yè)圖 1 方波、正弦波、三角波、信號(hào)器原理圖1.設(shè)計(jì)思路原理：首先由 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，然后由積分電路將方波轉(zhuǎn)化為三角波，最后用低通濾波器將方波轉(zhuǎn)化為正弦波，但這樣的輸出將造成負(fù)載的輸出正弦波波形變形，因?yàn)樨?fù)載的變動(dòng)將拉動(dòng)波形的崎變。2.各組成部分的工作原理：方波發(fā)生電路的工作原理 如下圖方波發(fā)生電路 利用 555 與外圍元件構(gòu)成多諧振蕩器，來(lái)產(chǎn)生方波的原理。 用 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖 2 所示。接通電源后，電容 C2 被充電，當(dāng)電容C2 上端電壓 Vc 升到 2Vcc/3 時(shí)使 555 第 3 腳 V0 為低電平，同時(shí) 555 內(nèi)放電三

12、極管 T導(dǎo)通，此時(shí)電容 C2 通過(guò) R2、R3 放電，Vc 下降。當(dāng) Vc 下降到 Vcc/3 時(shí)，V0 翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器 C2 放電所需的時(shí)間為 ： t= ( R2 +R3) C2ln2 當(dāng)放電結(jié)束時(shí)，T 截止，Vcc 將通過(guò) R1、R2、R3 向電容器 C2 充電，Vc 由 Vcc/3 上升到 2Vcc/3 所需的時(shí)間為 ：積分電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) tH= (R1+R2+ R3) C2ln2=0.7( R1+R2+ R3) C2 當(dāng) Vc 上升到 2Vcc/3 時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波。其震蕩頻率為 ：

13、 f=1/（tL+tH）=1.43/(R1+2R2+2R3) C2 3.方波、三角波積分電路產(chǎn)生三角波RC 積分電路是一種應(yīng)用比較廣泛的模擬信號(hào)運(yùn)算電路。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常用積分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。此外，RC 積分電路還可以用于延時(shí)、定時(shí)以及各種波形的產(chǎn)生或變換。 由 555 定時(shí)器組成的多諧振蕩器輸出的方波經(jīng) C4 耦合輸出，如圖 3 所示為 RC 積分電路，再經(jīng) R 與 C 積分，構(gòu)成接近三角波。其基本原理是電容的充放電原理。4.三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 4 三角波產(chǎn)生正弦波原理圖 PS:此采用低通濾波的方法將三角波變換為正弦波。圖中所需的

14、元件數(shù)值大小由計(jì)算得出。5.整體設(shè)計(jì)電路構(gòu)思 整體函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路如下：圖 5 設(shè)計(jì)總電路圖總電路圖的原理：555 定時(shí)器接成多諧振蕩器工作形式，CX 為定時(shí)電容，C2 的充電回路是 R1R3R2C2；CX 的放電回路是 CXR2R3IC 的 7 腳(放電管)。由于R2+R3R1，所以充電時(shí)間常數(shù)與放電時(shí)間常數(shù)近似相等，由 IC 的 3 腳輸出的是近似對(duì)稱方波。按圖所示元件參數(shù)，其頻率為 500Hz 左右，調(diào)節(jié)電位器 RP 可改變振蕩器精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)的頻率。方波信號(hào)經(jīng) R4、C4 積分網(wǎng)絡(luò)后，輸出三角波。三角波再經(jīng) R5、C5、R6、C6低通濾波電路，輸出近似的

15、正弦波。C7 是電源濾波電容。發(fā)光二極管 LED1 用作電源指示燈。6.實(shí)際操作過(guò)程為達(dá)成要求中的步進(jìn)，故將 CX 設(shè)計(jì)成 20 個(gè)電容的串聯(lián)，以達(dá)到步進(jìn)的目的，實(shí)際電路圖如下：輸出結(jié)果截圖：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)7.步進(jìn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電路圖：采用電容串聯(lián)的形式達(dá)到步進(jìn)的結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 起始 100Hz 步進(jìn) 100Hz. 步進(jìn)至 2000Hz3.4 頻率計(jì)設(shè)計(jì) 方案論證與比較： 利用石英振蕩器發(fā)生信號(hào)比較穩(wěn)定，但在仿真中難以實(shí)現(xiàn)。故選用 555 定時(shí)器555 定時(shí)器簡(jiǎn)介：555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩

16、器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖如右圖所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓 VCC /3 和 2VCC /3555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較

17、器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于 VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。它的各個(gè)引腳功能如下：1 腳：外接電源負(fù)端 VSS 或接地，一般情況下接地。2 腳：低觸發(fā)端 TR。3 腳：輸出端 Vo4 腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論 TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5 腳：VC 為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉

18、上專心-專注-專業(yè)當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只 0.01F 電容接地，以防引入干擾。6 腳：高觸發(fā)端 TH。7 腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。8 腳：外接電源 VCC，雙極型時(shí)基電路 VCC 的范圍是 4.5 16V，CMOS 型時(shí)基電路 VCC 的范圍為 3 18V。一般用 5V。在 1 腳接地，5 腳未外接電壓，兩個(gè)比較器 A1、A2 基準(zhǔn)電壓分別為的情況下。表 1.21 555 定時(shí)器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端 TRQ放電管 T功能0 xx0導(dǎo)通清零101x保持保持1101截止置 11001截止置 11110導(dǎo)通清零多諧振蕩器又稱為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它

19、沒(méi)有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。接通電源后，輸出假定是高電平，則 T 截止，電容 C 充電。充電回路是 VCCR1R2C地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到 2Vcc/3 時(shí)（TH、端電平大于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo 是低電平，T 導(dǎo)通，C 放電，放電回路為 CR2T地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到 Vcc/3 時(shí)（TH、端電平小于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管 T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得輸出高電平時(shí)間 T=(R1+R2)

20、Cln2輸出低電平時(shí)間 T=R2Cln2振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln21 1算法設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì) 頻率是周期信號(hào)每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。第一個(gè)圖的方波頻率為 16Hz,第二個(gè)圖的方波頻率為 1 Hz，故而將 A 段設(shè)為閘門開(kāi)的時(shí)段，A 段用 1 秒時(shí)間記錄待測(cè)的輸入脈沖數(shù)目，測(cè)試電路中設(shè)置一個(gè)閘門產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生脈沖寬度為 1s 的閘門信號(hào)。改閘門信號(hào)控制閘門電路的導(dǎo)通與開(kāi)斷。讓被測(cè)信號(hào)送入閘門電路，當(dāng) 1s 閘門脈沖到來(lái)時(shí)閘門導(dǎo)通，被測(cè)信號(hào)通過(guò)閘門并到達(dá)后面的計(jì)數(shù)電路（計(jì)數(shù)電路用以計(jì)算被測(cè)輸入信號(hào)的周期數(shù)） ，當(dāng) 1s 閘門結(jié)束時(shí)，閘門再次關(guān)閉，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的周期個(gè)數(shù)為 1s內(nèi)被測(cè)信

21、號(hào)的周期個(gè)數(shù)，即為被測(cè)信號(hào)的頻率。測(cè)量頻率的誤差與閘門信號(hào)的精度直接相關(guān)，因此，為保證在 1s 內(nèi)被測(cè)信號(hào)的周期量誤差在 10 量級(jí)，則要求閘門信號(hào)的精度為 10 量級(jí)。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2 2時(shí)基電路時(shí)基電路如圖，時(shí)基電路是由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩周期 T=(R34+2R35)C4ln2=0.s頻率 f16Hz3 3分頻電路分頻電路由 5 個(gè) D 觸發(fā)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成分頻電路由于時(shí)基電路輸出方波信號(hào)為 16Hz，經(jīng)過(guò)五次分頻，f=0.5Hz25164放大電路放大電路在整形之前由于不清楚被測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱的情況。所以在通過(guò)整形之前通過(guò)放大衰減處理。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度

22、較大時(shí)，通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較小時(shí)，前級(jí)輸入衰減為零時(shí)若不能驅(qū)動(dòng)后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益，時(shí)被測(cè)信號(hào)得以放大。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是信號(hào)源，理想運(yùn)算放大器是放大電路的主體，信號(hào)通過(guò)運(yùn)放被放大，輸入后面的整形電路。放大倍數(shù)=（24500+500）/500=50 倍5 5整形電路整形電路用斯密特觸發(fā)器作整形電路，將輸入波形整形成為方波輸出。由于輸入的信號(hào)可是正弦波，三角波。而后面的閘門或計(jì)數(shù)電路要求被測(cè)信號(hào)為矩形波，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)整形電路則在測(cè)量的時(shí)候，首先通過(guò)整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。6 6閘門電路閘門

23、電路通過(guò) 74LS00 來(lái)將輸入待測(cè)信號(hào)與 0.5HZ 的時(shí)基信號(hào)相與，實(shí)現(xiàn)一秒的計(jì)數(shù)，輸入后面的計(jì)數(shù)電路的脈沖輸入端。在閘門電路導(dǎo)通的情況下，開(kāi)始計(jì)數(shù)被測(cè)信號(hào)中有多少個(gè)上升沿。在計(jì)數(shù)的時(shí)候數(shù)碼管不顯示數(shù)字。當(dāng)計(jì)數(shù)完成后，此時(shí)要使數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)完成后的數(shù)字。7 7計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)該電路的計(jì)數(shù)電路是用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74HC160D-4V 級(jí)聯(lián)而成，總共用了四個(gè)，可實(shí)現(xiàn) 0 到 9999 的計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)采用低級(jí)位的進(jìn)位端做為高位的計(jì)數(shù)使能，四個(gè)計(jì)數(shù)器輸入相同的脈沖。160 譯碼器 A、B、C、D 端接地。ENT 接受上一級(jí)的進(jìn)位信號(hào)，ENP 是使能

24、端，高電平有效，使譯碼器正常工作，LOAD 是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，接 VCC。CLR 是復(fù)位端，由于軟件原因，經(jīng)一雙向開(kāi)關(guān)，一端接地，一端接 VCC，起手動(dòng)置零作用。CLK 是鎖存端，接受閘門電路的信號(hào)。QA、QB、QC、QD 分別接 4511BD 的 DA、DB、DC、DD傳遞信號(hào)。RCO 產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。8顯示線路顯示線路該電路的顯示采用共陰七段數(shù)碼管顯示，每個(gè)端口串連一個(gè) 220 歐姆的電阻，起限流作用。數(shù)碼管上端接地，使之能正常顯示數(shù)字。 總電路如下:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)運(yùn)行結(jié)果:3.5 紅外線控制自動(dòng)水龍頭電路主要芯片介紹由 LM555 構(gòu)成的多諧振蕩器電路簡(jiǎn)介1.多

25、諧振蕩器概述：多諧振蕩器是一種脈沖信號(hào)發(fā)生器，它具有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，工作時(shí)無(wú)需外加觸發(fā)信號(hào)，就能在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間連續(xù),自動(dòng)的切換，產(chǎn)生一定頻率和一定脈寬的矩形脈沖信號(hào)。因所產(chǎn)生的矩形波中含有豐富的諧波分量，故名多諧振蕩器。2.外引線接圖:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.工作原理：設(shè)接通電源前，電容電壓 C1=0V，電源接通后，由于 C1 不能突變，TR 端的電壓小于 V/3，S=1,R=0，所以輸出電壓為高電平，開(kāi)關(guān)管 V 截止，電源 V 通過(guò)電阻 R1 和 R2 向電容 C1 充電，使得 U 按指數(shù)規(guī)律上升，知道 U 達(dá)到 2V/3 時(shí)截止。當(dāng)U 小于 V/3 時(shí)，U0 又翻轉(zhuǎn)為

26、高電平，開(kāi)關(guān)管 V 截止，電容又被充電，U 再次按指數(shù)規(guī)律上升。由 LM555 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路簡(jiǎn)介1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器概述：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器時(shí)一種常用的脈沖整形和變換電路。它只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，另外有一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)脈沖的作用下，它從穩(wěn)態(tài)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 Tw 后，電路又自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)，其中暫穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定時(shí)間僅取決于電路本身的定時(shí)元器件參數(shù)。2.外引線連接圖：主要單元電路介紹：紅外線發(fā)射電路：該電路的核心器件是紅外線發(fā)光二極管 SE303。紅外線發(fā)光二極管由 GaAs 的 PN 結(jié)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)構(gòu)成，其發(fā)光波段處于可見(jiàn)光波段之外，因此不能在顯示中使用，一

27、般僅作為光信號(hào)傳輸之用。本電路的感應(yīng)裝置一般要求不可見(jiàn)，因此只能采用紅外線發(fā)光二極管作為感應(yīng)裝置。紅外線發(fā)射電路如圖所示：紅外線發(fā)光二極管正向電流不能超出其最大額定值，而作為感應(yīng)裝置則要求其具有較大的光輸出。一般利用其響應(yīng)速度快的特性，通過(guò)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)來(lái)增大光輸出。因此電路前端需要一個(gè)脈沖信號(hào)電路，本電路采用的是由 NE555 集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器組成。其電路運(yùn)行包括兩個(gè)過(guò)程：一是利用直流電源經(jīng)電阻和對(duì)電容的1R2R1C充電過(guò)程；二是電容經(jīng)電阻從 LM555 集成電路的 DIS 端的放電過(guò)程。通過(guò)這兩個(gè)1C2R過(guò)程的交替運(yùn)行，就可以在 LM555 集成電路的輸出端 Q 產(chǎn)生出脈沖信號(hào)。其輸

28、出的高電頻時(shí)間：t=RCln3=1.1RC這樣輸出端 Q 輸出脈沖信號(hào)來(lái)控制紅外線發(fā)光二極管發(fā)射光脈沖，二極管 D1 起保護(hù)紅外線發(fā)光二極管的作用。3紅外線接收電路及信號(hào)放大電路該電路包含兩個(gè)部分：一是紅外線接收電路；二是信號(hào)放大電路。紅外線接收電路實(shí)際上就是一個(gè)硅光電池 2CR21。硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，核心部分是一個(gè)大面積的 PN 結(jié)，在光照條件下 PN 結(jié)兩端能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，接上負(fù)載后就形成電流。硅光電池的原理是通過(guò)硅 PN 結(jié)的光伏效應(yīng)，使其具有按照光信號(hào)的強(qiáng)度產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)電信號(hào)的特性，這稱為光敏器件。硅光電池的輸出特性分為恒流區(qū)和恒壓區(qū)，即其短路

29、電流與光強(qiáng)度成正比，其開(kāi)路電壓隨光強(qiáng)度按指精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)數(shù)規(guī)律變化，由于其電流和光強(qiáng)度是線性關(guān)系，一般采用產(chǎn)生短路電流的方式來(lái)接收光信號(hào)。但由于軟件中沒(méi)有我們需要的硅光電池，所以這部分我們用開(kāi)關(guān)代替接收到和沒(méi)有接收到兩種情況。紅外線接收電路及信號(hào)放大電路如圖所示： 硅光電池 2CR21 的輸出信號(hào)是一個(gè)十分微弱的信號(hào)，為了使后續(xù)電路能夠?qū)鈴?qiáng)信號(hào)進(jìn)行處理，因此需要加入信號(hào)放大電路。4時(shí)間延遲電路由 LM555 集成電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路特性可知，輸出端 Q 輸出低電平。當(dāng)由于人體或者物體的阻隔，沒(méi)有接收到紅外線脈沖時(shí)，前端電路沒(méi)有輸出電壓 V1，則 TRIG端輸入為零

30、，單穩(wěn)態(tài)電路接收到觸發(fā)信號(hào)，輸出端 Q 輸出為高電平并保持一段時(shí)間。延遲時(shí)間由可變電阻 R1 和電容 C1 的數(shù)值決定，通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻的大小，可以改變延遲時(shí)間的長(zhǎng)短，以適合不同場(chǎng)合的應(yīng)用。5自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)電路由于電磁閥通過(guò)的是大電流、大功率，而直流電源一般無(wú)法提供很大的電流和功率，因此電磁閥需要交流供電，從而電路中的開(kāi)關(guān)需要采用繼電器電路。而一般 NE555集成電路的輸出電流無(wú)法驅(qū)動(dòng)繼電器，因此需要加入電流放大電路。時(shí)間延遲電路，自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)電路如圖所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 控制水龍頭的作用點(diǎn)為輸入端由高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖降乃查g，然后 555

31、定時(shí)器作用，5 秒后電容放電完成，開(kāi)關(guān)重新斷開(kāi)，水龍頭停止流水。 作用點(diǎn)如圖所示：電源電路:電源電路的設(shè)計(jì)可以采用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：第一種方法是采用電池供電，需要注意的問(wèn)題是選擇合適電池的指標(biāo)參數(shù)與電路相匹配；第二種方法就是采用如圖 9 所示的電源電路。 電路直接從電網(wǎng)供電，通過(guò)變壓器電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)220V 交流電轉(zhuǎn)換為+12V 直流電壓。電路中的變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，整流電路采用二極管橋式整流電路，C1、C2、C3 和 C4 完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)模擬結(jié)果展示當(dāng)由于人體或者物體的阻隔，沒(méi)有接收到紅外線脈沖時(shí)，前端電路沒(méi)有輸出電壓 V1，則 LM555 的 TRIG 端輸入為零，單穩(wěn)態(tài)電路接收到觸發(fā)信號(hào)，輸出端輸出為高電平并保持一段時(shí)間，使自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)電路有電流流過(guò)，當(dāng)有電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)吸合，電磁閥通電，自來(lái)水流出；當(dāng)沒(méi)有人體或者物體的阻隔時(shí)，LM555 的 TRIG 端輸入為 1，單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端輸出低電