電子系統(tǒng)設(shè)計實習(xí)報告

1、電子系統(tǒng)設(shè)計實習(xí)報告4人智力競賽搶答器班 級：電子01-1設(shè)計者： 何玉迎 王麗暉 李小瑞學(xué) 號： 4人智力競賽搶答器指導(dǎo)老師:劉麗萱 耿敏 設(shè)計者：何玉迎 李小瑞 王麗暉班級：電子01-2班內(nèi)容摘要：該搶答器用數(shù)字顯示搶答倒計時時間，由“9”倒計到“0”時，蜂鳴器連續(xù)響0.5秒。選手搶答時，顯示選手號，同時蜂鳴器響0.5秒，倒計時停止。該電路采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，起振快，定時精度高，使用方便。一、設(shè)計內(nèi)容及要求：1. 設(shè)計內(nèi)容：本課題要求設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。2. 設(shè)計要求：4名選手編號為；1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編

2、號對應(yīng)，也分別為1，2，3，4。給主持人設(shè)置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，改選手編號立即鎖存，并在編號顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，同時封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，要求定時器開始倒計時，并用定時顯示器顯示倒計時時間，同時揚聲器發(fā)出音響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設(shè)定時間（9秒）內(nèi)搶答，搶答有效，揚聲器發(fā)出音響，音響持續(xù)0.5秒，同時定時器停止倒計時，編號顯示器上顯

3、示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。如果定時搶答時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。二、電路工作原理：電路由脈沖產(chǎn)生電路，鎖存電路，編碼及譯碼顯示電路，倒計時電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時音響產(chǎn)生。主持人開始時，倒計時電路啟動由9計到0，如有選手搶答，倒計時停止。三、選定系統(tǒng)設(shè)計方案，畫出系統(tǒng)框圖4人智

4、力競賽搶答器系統(tǒng)框圖如下所示 振蕩器譯碼器計時器顯示器 主持人 揚聲器編碼轉(zhuǎn)換電路譯碼器鎖存器顯示器揚聲器選手 四、 單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇1. 以鎖存器為中心的編碼顯示電路。此電路是以四D觸發(fā)器74LS175為中心的編碼鎖 存系統(tǒng)，編碼器的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，進而送給7段顯示譯碼器。其真值表為： 鎖存器輸出 編碼器輸出Q4Q3Q2Q1DCBA00010001001000100100001110000100 由真值表可得出 A= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 ，B= Q4 Q3 Q2 Q1+Q4 Q3 Q2 Q1 C=Q4Q3 Q2 Q1,

5、D=0 無人搶答時，輸出為零，有人搶答時，D觸發(fā)器將數(shù)據(jù)送出同時封鎖觸發(fā)器脈沖，使其他人不能搶答，送出數(shù)據(jù)經(jīng)編碼器成為8421BCD碼，送到七段顯示器上，顯示搶答選手的號碼。該部分電路如下圖所示 如圖所示，當(dāng)無人搶答時，4個D觸發(fā)器的輸出Q “與”在一起，為“1”，使脈沖能夠進入觸發(fā)器，有一人搶答時，與門中有一個變?yōu)椤?”，使脈沖不能進入觸發(fā)器，從而防止其他人搶答，而顯示器上只顯示先搶答人的編號。2.脈沖產(chǎn)生電路：該電路是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，使其產(chǎn)生需要的方波作為觸發(fā)器和計數(shù)器的CP脈沖，由于電路對脈沖的精確度要求不是很高而晶體振蕩需要分頻，所以采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，電

6、路及波形如下圖所示： 3.倒計時顯示電路：該電路使用了十進制同步減計數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時，按下按鈕，同時使計數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，到零時停止。電路圖如下所示： 如圖所示，當(dāng)?shù)褂嫊r輸出不為零時，“或”門輸出為“1”，與脈沖同時輸入到“與”門中，使脈沖可以送給計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器輸出為零時，“或”門輸出為“0”，使脈沖不能輸入到計數(shù)器中，從而使計數(shù)器停在“0”。4.音響電路：它是由集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121構(gòu)成一個在下降沿出發(fā)的觸發(fā)器，再接入蜂鳴器，根據(jù)74LS121產(chǎn)生的脈沖寬度t=0.69RC計算，使得蜂鳴器的鳴叫時間為0.5秒。再由主持人

7、，選手，倒計時共同控制它的輸入，使其在主持人開始，選手搶答，倒計時到零時都能鳴叫。電路圖如下：（74LS121用MONOSTABLE代替） （圖中A1,A2為輸入端）五、畫出完整的電路圖 如圖為總電路，鎖存電路74LS175的脈沖是由3部分控制的，分別是74LS175的輸出Q，555產(chǎn)生的脈沖和計數(shù)器的輸出，當(dāng)有一個人搶答或計數(shù)器計到零時，都將封鎖脈沖，此時不能再搶答。音響電路則由主持人，計數(shù)器及搶答選手控制，當(dāng)主持人按下開關(guān)宣布開始，有選手搶答和計數(shù)器計到“0”時，都會給74LS121輸入一個上升沿或下降沿，從而使121產(chǎn)生一個時間為0.5秒的脈沖是蜂鳴器發(fā)出聲響。六、 列出參考文獻榮君雅等

8、主編，數(shù)字電子技術(shù)，機械工業(yè)出版社標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路，電子工業(yè)出版社康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），高等教育出版社黃繼昌等主編，數(shù)字集成電路應(yīng)用300例，人民郵電出版社肖景和編著，數(shù)字集成電路應(yīng)用精粹，人民郵電出版社七、 系統(tǒng)需要的元器件清單：Quantity Description Reference_ID Package=1 RESISTOR, 10kOhm_5% R7 RES0.56 RESISTOR, 1.0kOhm_5% R6, R5, R4, R3, R1, R2 RES0.51 TIMER, LM555CH U1 H08C2 CAPACITOR, 1.0uF C

9、2, C1 cap54 SWITCH, SPST J1, J2, J3, J4 SPST1 74LS, 74LS192N U12 NO167 74LS, 74LS21D U3, U4, U5, U6, U10 DO14 , U11, U19 2 74LS, 74LS32D U7, U8 DO141 SWITCH, SPDT J5 SPDT1 74LS, 74LS175D U2 DO161 BUZZER, BUZZER U21 BUZZER=八、 調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法在設(shè)計過程中，我們首先遇到的問題是如何把選手的編號鎖存起來。后來經(jīng)過查閱資料，我們利用4D觸發(fā)器74LS175的鎖存功能

10、，用74LS175的輸出來控制CP脈沖的通斷，從而完成瑣存功能。如何把74LS175的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼也是我們遇到的一個主要問題。后來通過列出真值表（見上面），經(jīng)過反復(fù)比較選用24輸入與門74LS21才得以實現(xiàn)。設(shè)計題目所要求的在主持人，選手，到計時到零時蜂鳴器的響聲是最棘手的問題，通多次對電路的改進，上機仿真以及接線調(diào)試，我們利用74LS121來驅(qū)動蜂鳴器，從而實現(xiàn)此要求。其工作情況如下圖所示：主持人到計時到零無人搶答時有人搶答時設(shè)計心得體會 三周的電子實習(xí)，留給我印象最深的是要設(shè)計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力。在整個電路的設(shè)計過程中，花費時間最多的是各個單元電路的

11、連接及電路的細節(jié)設(shè)計上，如CP脈沖的供給通斷，到計時電路的零時刻鎖存，和搶答器的選手號鎖存等。在多種方案的選擇中，我們仔細比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在老師的耐心指導(dǎo)下，使整個電路可穩(wěn)定工作。實習(xí)過程中，我深刻的體會到在設(shè)計過程中，需要反復(fù)實踐，其過程很可能相當(dāng)煩瑣，有時花很長時間設(shè)計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因?？傮w來說，這次實習(xí)我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。 數(shù)字頻率計指導(dǎo)老

12、師:劉麗萱 學(xué)生：張磊學(xué)號： 班級：機械01-1班一 內(nèi)容提要:數(shù)字頻率計是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器.它的基本功能是測量正弦信號.方波信號,尖脈沖信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量.本文粗略講述了我在本次實習(xí)中的整個設(shè)計過程及收獲。講述了數(shù)字頻率計的工作原理以及其各個組成部分，記述了我在整個設(shè)計過程中對各個部分的設(shè)計思路、對各部分電路設(shè)計方案的選擇、元器件的篩選、以及對它們的調(diào)試、對調(diào)試結(jié)果的分析，到最后得到比較滿意的實驗結(jié)果的方方面面 。二 設(shè)計內(nèi)容及要求:要求設(shè)計一個簡易的數(shù)字頻率計，其信號是給定的脈沖信號，是比較穩(wěn)定的。測量信號:方波 ；測量頻率范圍: 1Hz99

13、99Hz ; 10KHz10KHz;顯示方式: 4位十進制數(shù)顯示;時基電路由 555 定時器及分頻器組成, 555 振蕩器產(chǎn)生脈沖信號,經(jīng)分頻器分頻產(chǎn)生的時基信號,其脈沖寬度分別為: 1s, 0.1s;當(dāng)被測信號的頻率超出測量范圍時,報警.三 設(shè)計思路及原理:數(shù)字頻率計由四部分組成：時基電路、閘門電路、邏輯控制電路以及可控制的計數(shù)、譯碼、顯示電路。由555 定時器,分級分頻系統(tǒng)及門控制電路得到具有固定寬度T的方波脈沖做門控制信號,時間基準(zhǔn)T稱為閘門時間.寬度為T的方波脈沖控制閘門的一個輸入端B.被測信號頻率為fx,周期Tx.到閘門另一輸入端A.當(dāng)門控制電路的信號到來后,閘門開啟,周期為Tx的信

14、號脈沖和周期為T的門控制信號結(jié)束時過閘門,于輸出端C 產(chǎn)生脈沖信號到計數(shù)器,計數(shù)器開始工作,直到門控信號結(jié)束,閘門關(guān)閉.單穩(wěn)1的暫態(tài)送入鎖存器的使能端,鎖存器將計數(shù)結(jié)果鎖存,計數(shù)器停止計數(shù)并被單穩(wěn)2暫態(tài)清零. (簡單地說就是:在時基電路脈沖的上升沿到來時閘門開啟,計數(shù)器開始計數(shù),在同一脈沖的下降沿到來時,閘門關(guān)閉,計數(shù)器停止計數(shù).同時,鎖存器產(chǎn)生一個鎖存信號輸送到鎖存器的使能端將結(jié)果鎖存,并把鎖存結(jié)果輸送到譯碼器來控制七段顯示器,這樣就可以得到被測信號的數(shù)字顯示的頻率.而在鎖存信號的下降沿到來時邏輯控制電路產(chǎn)生一個清零信號將計數(shù)器清零,為下一次測量做準(zhǔn)備,實現(xiàn)了可重復(fù)使用,避免兩次測量結(jié)果相加

15、使結(jié)果產(chǎn)生錯誤.) 若T=1s,計數(shù)器顯示fx=N(T時間內(nèi)的通過閘門信號脈沖個數(shù)) 若T=0.1s,通過閘門脈沖個數(shù)位N時,fx=10N,(閘門時間為0.1s時通過閘門的脈沖個數(shù)).也就是說,被測信號的頻率計算公式是fx=N/T.由此可見,閘門時間決定量程,可以通過閘門時基選擇開關(guān),選擇T大一些,測量準(zhǔn)確度就高一些,T小一些,則測量準(zhǔn)確度就低.根據(jù)被測頻率選擇閘門時間來控制量程.被測信號頻率通過計數(shù)鎖存可直接從計數(shù)顯示器上讀出.在整個電路中,時基電路是關(guān)鍵,閘門信號脈沖寬度是否精確直接決定了測量結(jié)果是否精確.因此,可得出數(shù)字頻率計的原理框圖如下:顯 示 器譯 碼 器鎖 存 器計 數(shù) 器閘 門

16、被 測 信 號IIIIVIVII邏 輯 控 制 電 路 時 基 電 路 ITIIIIIN鎖存信號IV請零信號V四:設(shè)計分析時基電路其基本電路圖如下:它由兩部分組成: 第一部分為555定時器組成的振蕩器(即脈沖產(chǎn)生電路),要求其產(chǎn)生1000Hz的脈沖.振蕩器的頻率計算公式為:f=1.43/(R1+2*R2)*C),因此,我們可以計算出各個參數(shù)通過計算確定了R1取430歐姆,R2取500歐姆,電容取1uF.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖第二部分為分頻電路,主要由74LS90組成因為振蕩器產(chǎn)生的是1000Hz的脈沖,也就是其周期是0.001s,而時基信號要求為0.1s和1s因此,利用10分頻的電路比較

17、好.分頻后的脈沖寬度計算公式為:tw=T(T為振蕩器的周期),而其周期T1=10T,所以一級分頻后tw=0.001s,T1=0.01s.依次類推0.1s的脈沖寬度需要三次分頻,1s的脈沖寬度需要四次分頻.分頻電路如下:其中一級分頻后的波形如下:(注:上面的波形為振蕩器產(chǎn)生) 。由此可見,設(shè)計的電路是正確的.附1 74LS90各管腳作用：邏輯控制電路根據(jù)原理框圖所示波形，在時基信號 II 結(jié)束時產(chǎn)生的負跳變用來產(chǎn)生鎖存信號IV，鎖存信號IV的負跳變又用來產(chǎn)生清零信號V，脈沖信號IV和V可由兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121產(chǎn)生，它們的脈沖寬度由電路的時間常數(shù)決定。設(shè)鎖存信號IV和清零信號V的脈沖寬度

18、tw相同，根據(jù)tw=0.7Rext*Cext可以計算出各個參數(shù)。這樣當(dāng)脈沖從A1端輸入可以產(chǎn)生鎖存信號和清零信號，其要求剛好滿足IV和V的要求，當(dāng)手動開關(guān)按下時，計數(shù)器清零。其電路圖如下：鎖存信號波形比較如下：注：上面的波形為輸入信號清零信號調(diào)試如下：注：上面的波形為輸入信號由調(diào)試波形可以看出設(shè)計的電路是正確的。附2 74LS121的用法它是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它有兩個負跳沿觸發(fā)輸入和一個可作為禁止輸入使用的正跳沿觸發(fā)輸入，它可提供互補的輸出脈沖。外部元件的接法：外接電容接在Cext和Rext兩引腳之間；如用內(nèi)接定時電阻，需將引腳Rint接Vcc；為了改善脈沖寬度的精度和重復(fù)性可在Cext和Rext

19、/Cext之間接一外接電容。并將Rint開路。適當(dāng)選擇定時元件。需出脈沖寬度可以變化于40ns和28s之間。如不接定時元件（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30ns或35ns，可以作直接耦合觸發(fā)復(fù)位信號使用。輸出脈沖寬度可由如下關(guān)系式確定：tw=0.7Rt*Cext 。3譯碼顯示電路譯碼顯示電路取用7447七段顯示譯碼器，此電路比較常用，在此并不贅述。4計數(shù)、譯碼、顯示電路原理電路圖如下：附3 74LS273的用法5報警系統(tǒng)本電路要求用4位數(shù)字顯示，最高顯示為9999。因此，超過9999就要求報警，即當(dāng)千位達到9（即1001）時，如果百位上

20、再來一個時鐘脈沖（即進位脈沖），就可以利用此來控制蜂鳴器報警。電路如下：五.使用的元器件元件名稱規(guī)格及用途數(shù)量74LS90N時基電路474LS90D計數(shù)器474LS273N鎖存器274LS47D譯碼器474LS121邏輯控制電路274LS00(與非門)閘門174LS08與門4555定時器產(chǎn)生1000Hz脈沖1蜂鳴器報警系統(tǒng)1七段顯示器顯示頻率值4電容2.0nF2電容1uF, 0.01uF各1個電阻10k2電阻500 3.3k 430各1個三輸入與門U16 AND31六參考文獻1、 安德寧 趙廷瑞 編注. 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗技術(shù) .北京郵電學(xué)院出版社2、高吉祥 主編 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)

21、計 電子工業(yè)出版社 2002.23、謝自美 主編 電子線路設(shè)計.實驗.測試（第二版）華中科技大學(xué)出版社 2000.7七心得體會本次實習(xí)是我到目前為止最頭疼也是收獲最大的一次實習(xí)。我是機械專業(yè)的學(xué)生，設(shè)計是我們將來必需的技能，這次實習(xí)恰恰給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機會，從到圖書館查找資料到對電路的設(shè)計對電路的調(diào)試再到最后電路的成型，都對我所學(xué)的知識進行了檢驗?？梢哉f，本次實習(xí)有苦也有甜。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急

22、躁，馬虎，對電路的調(diào)試要一步一步來，不能急躁，因為是在電腦上調(diào)試，比較慢，又要求我們有一個比較正確的調(diào)試方法，像把頻率調(diào)快等等。這又要我們要靈活處理，在不影響試驗的前提下可以加快進度。要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對試驗中出現(xiàn)的問題進行分析解決。交通控制器指導(dǎo)老師:劉麗萱 耿敏 班級：電子01-2班設(shè)計者：張曉玲 陳婧 丁璐 袁曉燕 內(nèi)容摘要：本課題要求設(shè)計一個鐵路和公路交叉路口的交通控制器。該交叉路口的平面位置示意圖如下圖所示。A、B是兩個欄桿，P1、P2處設(shè)置兩個壓敏傳感器，用于檢測是否有火車通過路口。（P1、P2點相距較遠，一列火車不會同時壓在兩個壓敏元件上）。當(dāng)有火車通過交叉路口時

23、，欄桿放下，禁止車輛和行人通行，當(dāng)火車通過交叉路口后，欄桿抬起，路口放行。AB東西一、設(shè)計要求：當(dāng)火車由東向西或由西向東通過P1P2段，且當(dāng)火車的任何部分位于P1P2之間時，欄桿A、B應(yīng)同時放下，否則A、B同時抬起。路口設(shè)置紅、綠兩色交通燈指示燈。在欄桿A、B放下時，路口的紅色交通燈亮，綠色交通燈滅；當(dāng)欄桿A、B抬起時，路口的綠色交通燈亮，紅色交通燈滅。在欄桿A、B剛抬起或剛放下時，鳴響警鈴，要求鈴聲持續(xù)15秒;同時用數(shù)碼顯示器顯示倒計時時間。提示：欄桿A、B的抬起、放下及交通燈的控制由時序控制電路實現(xiàn)。Z控制電路X2 X1 CP其中：1輸入信號X1、X2由壓敏元件發(fā)出：當(dāng)火車壓到壓敏元件時，

24、X1（或X2）=1，否則X1（或X2）= 0。2輸出信號Z控制欄桿A、B及交通等的動作： Z =1時，A、B抬起，紅燈亮，綠燈滅；Z =0時，A、B放下，紅燈滅，綠燈亮。CP：控制電路的時鐘信號，由555定時器產(chǎn)生，5V，1000Hz。二、電路工作原理：電路組成如圖一所示，由1Hz信號發(fā)生器，時序控制電路，15秒倒計時顯示電路和15秒蜂鳴器報警電路組成。1. 1Hz信號發(fā)生器：由555構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的脈沖。2. 時序控制電路：畫狀態(tài)表和狀態(tài)圖，畫卡諾圖并化簡，列寫現(xiàn)態(tài)次態(tài)表達式，得出觸發(fā)器的D1，D2及輸出Z的表達式。3. 15秒倒計時顯示電路：由兩個74192及兩個譯碼器及七段顯示

25、器構(gòu)成，高位片置數(shù)1，低位片置數(shù)5，down端接555輸出的脈沖，從而實現(xiàn)倒計時。4. 15秒蜂鳴器報警電路：由一個74121和一個555構(gòu)成，74121的3輸入端由紅燈處的電平提供，當(dāng)紅燈變亮和紅燈熄滅（綠燈變亮）時都會觸發(fā)74121產(chǎn)生15秒的一個脈沖，然后將此脈沖接入555的輸入端，將555構(gòu)成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)產(chǎn)生15秒的脈沖，控制蜂鳴器報警15秒，同時控制倒計時顯示電路的置數(shù)端使之開始倒計時，脈沖停止，倒計時停止，同時蜂鳴器也停止報警。 三、系統(tǒng)方框圖 555產(chǎn)生的時鐘信號時序控制電路15秒控制電路時間顯示電路圖一四、設(shè)計方案的比較和選定第一種方案如圖二 圖二第二種方案如8中的電

26、路圖三兩種方案的分析與比較：圖一與圖二的區(qū)別在于對15秒蜂鳴器的報警的控制上。圖二用x1和x2的上跳變和下跳變來控制74121使之產(chǎn)生15秒寬的脈沖來控制蜂鳴器報警，并控制計數(shù)器的倒計數(shù)。圖三由一個74121和一個555構(gòu)成，74121的3輸入端由紅燈處的電平提供，當(dāng)紅燈變亮或熄滅時都會觸發(fā)74121產(chǎn)生15秒的一個脈沖，然后將此脈沖接入555的輸入端，將555構(gòu)成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)產(chǎn)生15秒的脈沖，控制蜂鳴器報警15秒，同時控制倒計時顯示電路的置數(shù)端使之開始倒計時，脈沖停止，倒計時停止，同時蜂鳴器也停止報警。圖二仿真能實現(xiàn)，但是由于開關(guān)模擬實際壓敏元件時，x1從低電平到高電平時（紅燈亮）

27、會觸發(fā)74121，但x1從高電平到低電平時（紅燈繼續(xù)亮）也會觸發(fā)74121，實際電路難以實現(xiàn)，所以沒有選擇此電路。圖三是用紅燈的變亮和熄滅來控制74121，所以不會出現(xiàn)圖二的問題。所以選擇了圖三的電路。五、單元電路設(shè)計參數(shù)計算與元器件選擇1555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生5V,1Hz時鐘信號：由公式1.43/（R1+2R2）C=f和實際情況取得 R1=43K，R2=51K，C=10f274121控制蜂鳴器報警的時間15秒：由T=0.69RC近似可得 R=2.2M，C=10f 555構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器產(chǎn)生15秒的時間脈沖：由T=1.1RC近似可得 R=1.5M，C=10f六、完整電路圖 圖三七、測試方法

28、與儀器采用仿真軟件Multisim2001調(diào)試采用實驗箱及示波器調(diào)試 八、相關(guān)波形555產(chǎn)生的脈沖波形圖：2：時序控制電路3：121產(chǎn)生的脈沖波形九、列出參考文獻1、數(shù)字集成電路應(yīng)用300例，黃繼昌等主編。，人民郵電出版社2、第二屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會編全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編（19941995）北京：北京理工大學(xué)出版社，19973、電子電路設(shè)計與實踐，姚福安編著。山東科學(xué)技術(shù)出版社4、電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），康華光主編。第四版北京：高等教育出版社.5、數(shù)字邏輯電路設(shè)計與實驗，繩廣基編著。上海交通大學(xué)出版社， 19896、中國集成電路大全TTL集成電路，中國集成電路大全編寫

29、委員會編。北京：國防工業(yè)出版社，19857、電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 ，粱宗善 。華中理工大學(xué)出版社 .1995.18、電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計，高吉祥主編。電子工業(yè)出版社 2002.2十、元器件清單2個開關(guān)（不鎖定），蜂鳴器1個， 1個74LS74，1個74LS08，2個74LS32，1個74LS04，紅、綠發(fā)光二極管， 2個74LS192，2個4511，2個七段顯示器，電阻，電容十一、在調(diào)試及組裝電路過程中出現(xiàn)的問題及解決方法問題一：使蜂鳴器鳴響15秒時，用74121產(chǎn)生的15秒寬度的脈沖驅(qū)動不了蜂鳴器，蜂鳴器只鳴響一小聲，幾乎聽不到。解決方案：將74121產(chǎn)生的脈沖接到555的輸入端，讓5

30、55構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器，然后將555輸出端接到蜂鳴器的正極，就可以實現(xiàn)蜂鳴器鳴響15秒。問題二：設(shè)計時序電路控制紅綠燈時，一開始設(shè)定了八個狀態(tài)：1、火車由西向東未壓上x1；2、由西向東壓上x1；3、由西向東位于x1和x2之間；4、由西向東壓上x2；5、火車由東向西未壓上x2；6、由東向西壓上x2；7、由東向西位于x2和x1之間；8、由東向西壓上x1。不能實現(xiàn)紅綠燈的轉(zhuǎn)換。解決方案：將1狀態(tài)和5狀態(tài)合并為“火車位于x1和x2之外”。設(shè)計心得體會 此次電子系統(tǒng)設(shè)計中，我們組由四位同學(xué)組成，每個人都投入了最大的熱情和精力，從設(shè)計電路圖，選擇元器件，使用Multisim仿真電路，在實驗箱上組合實踐實際電路

31、，去電子市場買零件，焊接電路板，每一個過程都經(jīng)過了大家的共同探討，其過程中出現(xiàn)了不少的問題，我們沒有氣餒，沒有退縮，積極向老師和同學(xué)請教，并且一遍又一遍的重復(fù)實踐，直到我們期望的結(jié)果實現(xiàn)。事實也證明我們的努力沒有白費，認真嚴(yán)謹?shù)膶嵙?xí)態(tài)度給我們帶來了成功的喜悅！ 通過這次電子系統(tǒng)設(shè)計，我們掌握了設(shè)計一個數(shù)字電路的基本方法和基本步驟，實際解決了設(shè)計中出現(xiàn)的問題，增強了尋找問題，解決問題的能力。此次電子設(shè)計的成功不僅幫助我們更好地掌握書本知識，尤其重要的是增強了我們的自信，培養(yǎng)了我們獨立思考的能力！汽車尾燈控制電路設(shè)計者：陳剛 孫銳 郭亮二四年一月六日汽車尾燈控制電路指導(dǎo)老師:劉麗萱 耿敏 設(shè)計者：

32、陳剛 孫銳 郭亮 班級：電子01-1班內(nèi)容摘要本課題設(shè)計一個汽車尾燈的控制電路。汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和檢查時，指示燈按照指定要求閃爍。一、設(shè)計內(nèi)容及要求本課題設(shè)計一個汽車尾燈的控制電路。該電路由四個電鍵控制，分別對應(yīng)著左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和檢查功能。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)電鍵時，左側(cè)或右側(cè)的3個汽車尾燈按照左循環(huán)或右循環(huán)的順序依次點亮。當(dāng)接通剎車電鍵時，汽車所有的尾燈同時閃爍。當(dāng)接通檢查電鍵時，汽車所有的尾燈點亮。二、電路的工作原理經(jīng)過以上所述的設(shè)計內(nèi)容及要求的分析，可以將電路分為以下幾部分：首先，通過555定時器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，該脈沖信號用于提供給D觸發(fā)器

33、和剎車時的輸入信號。3個D觸發(fā)器用于產(chǎn)生三端輸出的001、010、100的循環(huán)信號，此信號提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過6個與門以及電鍵提供的高低電位信號，將原始信號分別輸出到左、右的3個汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。分揀之后的信號通過或門，實現(xiàn)與剎車、檢查電鍵信號的之間選擇。最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實現(xiàn)所需功能。三、系統(tǒng)方案的選擇在設(shè)計本電路時，一共考慮過三種方案。這三種方案的不同點在于產(chǎn)生001、010、100三種信號的方法不同。下面簡單的介紹一下這三種方案：第一種方案：該方案通過74LS160計數(shù)器構(gòu)成能產(chǎn)生01、10、11三種狀態(tài)循環(huán)的信號

34、，然后再通過邏輯電路將其轉(zhuǎn)換成所需的001、010、100三種左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的信號。設(shè)：74LS160輸出的兩位信號從高位到低位分別是B A，輸出信號為Z Y X。則 經(jīng)過的邏輯運算便可實現(xiàn)所需的功能。電路圖如下：但是該方案在模擬時發(fā)現(xiàn)，由于計數(shù)器的競爭冒險的存在，使得尾燈在閃爍時總會出現(xiàn)不自然的中間過程。第二種方案：通過74LS194移位寄存器來產(chǎn)生001、010、100的三種狀態(tài)信號。這種方案的實現(xiàn)方法比較簡單，但由于實驗室缺少74LS194芯片，所以在此就不贅述了。第三種方案：通過D觸發(fā)器產(chǎn)生001、010、100的三種狀態(tài)信號。這是本次課程設(shè)計中使用的方案，該方案的詳細設(shè)計將在下面詳細敘述

35、。555計時器D觸發(fā)器邏輯電路周期為1秒的脈沖左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)分揀電路左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)原始信號左轉(zhuǎn)電鍵右轉(zhuǎn)電鍵轉(zhuǎn)向信號與剎車、檢查信號分揀電路分揀后的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)信號剎車電鍵檢查電鍵發(fā)光二極管四、系統(tǒng)框圖五、單元電路的具體設(shè)計：1由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器： 由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器時輸出頻率為：f=1.43/(R1+R2)/C,這里選擇R1=43K歐姆，R2=50K歐姆，C=10u法拉，則輸出信號為1赫茲（周期為1秒）。2. D觸發(fā)器邏輯電路：由于沒有與門，所以用一個與非和一個非門代替。其狀態(tài)圖如下圖所示，在初始狀態(tài)時為000，所以要經(jīng)過一個脈沖周期進入循環(huán)，而在整個工作過程中周期信號是一直和本電路連接的，不會出現(xiàn)循環(huán)外的011、110、111、101狀態(tài)，所以不用擔(dān)心出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說從接入電源開始電路就是一直處在循環(huán)中的。0111101000101010010001113.左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路：用邏輯電路實現(xiàn)4.檢查和剎車控制電路：由于或門在一端輸入為空時輸出為高，所以在檢測和剎車先與，則無檢測和剎車指令時為低電平，與非門輸出為低。電路總圖如下：六、測試單元電路： 1.測試555定時器電路產(chǎn)生周期為1s的時鐘信號。該電路是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，使其產(chǎn)生需要的方波作為觸發(fā)器的CP脈沖，由于電路對脈沖的精確度要求不是很