數(shù)電選舉投票記錄顯示儀的設(shè)計課設(shè)報告

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 一、概述1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 二、方案論證1 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 三、電路設(shè)計2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 以直流電源做信號源的開關(guān)電路2 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 完成投票記錄的計數(shù)器電路3 HYPERLINK l bookmark3

2、4 o Current Document 開關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路3 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 四、性能的測試4 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 以直流電源做信號源的開關(guān)電路4 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 完成投票記錄的計數(shù)器電路5開關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路7 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 五、結(jié)論8 HYPERLINK l bookmark51 o Current

3、Document 六、性價比9 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 七、課設(shè)體會及合理化建議9參考文獻(xiàn)9 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 附錄I總電路圖11 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 附錄II元器件清單12_、 概述本設(shè)計實際生活中主要用于記錄有三個候選人和十個選舉人規(guī)模的選舉得票情況，并 予以顯示界面顯示?？梢酝ㄟ^本設(shè)計實現(xiàn)各個選舉人對相應(yīng)候選人的投票及投票之后的唱 票操作。本設(shè)計用十進(jìn)制計數(shù)器實現(xiàn)選票的記錄功能，通過開關(guān)以實現(xiàn)投票操作

4、，通過繼電器 完成開關(guān)控制得票情況的顯示與否功能，通過數(shù)碼管顯示各個候選人的得票情況。用三個十進(jìn)制計數(shù)器以完成對應(yīng)三個候選人的得票情況記錄，以0對其進(jìn)行進(jìn)行初始 化，以開關(guān)控制每個十進(jìn)制計數(shù)器的時鐘信號的輸入以實現(xiàn)選舉人的投票操作，并在其輸 出端與相應(yīng)數(shù)碼管輸入端連接的線路之間插入繼電器，并用一個開關(guān)來對線路的連通情況 進(jìn)行控制，以實現(xiàn)總顯示按鈕功能?？偟膩碚f本設(shè)計由總顯示按鈕、內(nèi)部記錄電路、相應(yīng)候選人按鈕、投票按鈕四個部分 組成。總顯示按鈕實現(xiàn)顯示得票情況，內(nèi)部記錄電路完成選舉人投票情況的記錄，相應(yīng)候 選人按鈕實現(xiàn)選舉人對候選人選擇的操作，投票按鈕完成選舉人對候選人的投票操作。本設(shè)計基本實現(xiàn)

5、三個候選人、十個選舉人的投票記錄及顯示功能，同時完成操作并且 記錄相應(yīng)候選人“選舉”、“否決”、“棄權(quán)”三種投票結(jié)果，閉合相應(yīng)開關(guān)以使其并在相應(yīng) 數(shù)碼管顯示出來。二、方案論證本設(shè)計方案通過確認(rèn)相應(yīng)候選人按鈕來確定選舉人該次投票所要投給的候選人，通過 投票按鈕完成選舉人投票操作，通過總顯示按鈕控制候選人得票情況的顯示，并通過九個 同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74160完成記錄和得票情況的輸出，并且每三個計數(shù)器記錄一個候 選人的得票信息。通過確認(rèn)相應(yīng)候選人按鈕來確定技術(shù)脈沖所要輸入的輸入端是哪一個計 數(shù)器，然后通過投票按鈕來實現(xiàn)技術(shù)脈沖的輸入、完成計數(shù)器的一次累加?？傦@示按鈕是 基于繼電器的電路開關(guān)控制特

6、性實現(xiàn)的，通過計數(shù)器輸出端、繼電器、數(shù)碼管輸入端、開 關(guān)四者的串聯(lián)電路以控制計數(shù)器輸出信號的輸出與否實現(xiàn)控制數(shù)碼管的數(shù)字顯示。計數(shù)信 號由直流電源提供，并設(shè)置確認(rèn)相應(yīng)候選人按鈕為計數(shù)信號的總開關(guān)，默認(rèn)投票按鈕在無 人投票的時候處于斷開狀態(tài)及默認(rèn)計數(shù)脈沖為低電平狀態(tài)，通過點擊投票按鈕產(chǎn)生上升沿 以完成計數(shù)器輸出信號的累加。同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74160以輸入端全部接地將計數(shù)器 初始置零，并將預(yù)置數(shù)控制端、異步置零端、工作狀態(tài)控制端全部接直流電源VCC以保持 高電平，使計數(shù)器正常工作即保持計數(shù)狀態(tài)。在總顯示按鈕電路中，每個計數(shù)器輸出端與 繼電器、數(shù)碼管輸入端連接電路中的四個繼電器及對應(yīng)繼電器連接的

7、開關(guān)都串聯(lián)到一個直 流電源，總顯示開關(guān)組成的電路中，以保證繼電器正常工作。在投票按鈕與計數(shù)器輸入端 連接電路中串聯(lián)一個蜂鳴器以響聲表示投票成功。方案功能框圖如圖1所示。候選人按鈕 *投票按鈕顯示結(jié)果總顯示按鈕計數(shù)器圖1方案功能框圖本設(shè)計主要是基于同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74160隨著計數(shù)脈沖上升沿的輸入而不斷 累加及記憶的特性，通過開關(guān)控制計數(shù)脈沖的輸入來實現(xiàn)設(shè)計中的候選人選定及相應(yīng)投票 功能。方案原理框圖如圖2所示。圖2方案原理框圖三、電路設(shè)計1.以直流電源做信號源的開關(guān)電路其具體電路如圖3所示。圖3以直流源做信號源的開關(guān)電路該電路以12V的直流電源作為信號源，并通過控制開關(guān)J16、J15、J1

8、4來分別控制三 個候選人的選定與否，通過開關(guān)J19、J18、J17來實現(xiàn)選舉人對第一個候選人的投票操作，通過 J 2 3、J24、J通過J21、J20、J22來對第二個候選人實現(xiàn)投票操作 25來實現(xiàn)對第三個候選人的操作。2.完成投票記錄的計數(shù)器電路其具體電路如圖4所示。z圖4完成投票記錄的計數(shù)器電路該電路中計數(shù)器A、B、C、D四個輸入端全部接地以低電平初始計數(shù)器，使之初始輸 出為0,并使ENP、ENT、LOAD、CLR四個控制端置1即接直流電源VCC以保證計數(shù)器進(jìn) 入計數(shù)狀態(tài)CLK與上述圖3電路相連，輸出端與下述圖5相連，以顯示其記錄信息。3.開關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路其電路圖如圖5所示。

9、圖5開關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路電路分別在計數(shù)器各個輸出端與相應(yīng)數(shù)碼管輸入端之間連接一個繼電器，并且將四個繼電 器與開關(guān)、電源組成一個電路回路。實現(xiàn)開關(guān)閉合時數(shù)碼管顯示數(shù)字。四、性能的測試1.以直流電源做信號源的開關(guān)電路其仿真電路圖如圖6所示。圖6以直流源做信號源的開關(guān)電路電路開關(guān)下閉合時，輸出的波形如圖7所示。圖7電路開關(guān)閉合時輸出波形圖表1電路測試數(shù)據(jù)表J14J15J16U1U2U3Clk上閉合上閉合上閉合低電平低電平低電平_TL下閉合下閉合下閉合高電平高電平高電平j(luò)FL表格中的U1，U2,U3分別表示與開關(guān)J15, J14, J16相連的計數(shù)器的CLK的輸入電平， 而CLK表示輸入的脈

10、沖的具體形式。2.完成投票記錄的計數(shù)器電路在該電路中計數(shù)器接受以直流電源做信號源的開關(guān)電路以直流電源做信號源的開關(guān) 電路的輸出信號，并將其作為計數(shù)器的時鐘信號，以使計數(shù)器的輸出隨著以直流電源做信 號源的開關(guān)電路的輸出而變化。將計數(shù)器輸入端A、B、C、D全部接地以實現(xiàn)輸入的初始化置零，從而將輸出端的輸 出數(shù)字初始為0。將ENP、ENT、LOAD、CLR四個控制端全部與VCC相連，以使其保持高電 平從而保證計數(shù)器進(jìn)入計數(shù)狀態(tài)。其中左上角為QC的輸出波形，左下角為QD的輸出波形， 右上角為QA的輸出波形，右下角為QB的輸出波形。初始狀態(tài)輸出端波形如圖8所示。圖8初始狀態(tài)輸出波形圖當(dāng)輸出為6時，輸出波

11、形圖如圖9所示。圖9輸出為六時輸出波形圖表2電路測試數(shù)據(jù)表CLKQDQCQBQA十進(jìn)制數(shù)字00011_PL0001100102_TL0010200113_PL00113sr01004_TL0100401015_FL0101501106_TL01106011171000810019表格中的CLK為以直流電源做信號源的開關(guān)電路的輸出信號，QA、QB、QC、QD為計數(shù)器的輸出。3.開關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路表3電路測試數(shù)據(jù)表開關(guān)繼電器數(shù)碼管閉合常閉狀態(tài)正常顯示斷開常開狀態(tài)無顯示1）開關(guān)斷開時，電路如圖10所示。圖10開關(guān)斷開時繼電器電路及顯示電路2）開關(guān)閉合時，電路如圖11所示。* *Key =

12、 ADCDHEX:. . TL1K31。T 1與？R201A05V4I，4160N 圖 11電路中三刀三擲開關(guān)的開9閉合時，數(shù)碼管顯示第二個候選人的選票信息;開關(guān)電器電路及顯示電路J :岫管顯示第一個候選人的選票信息;開關(guān)二開關(guān)三閉合時，數(shù)碼曾顯示第17三個候選人EDR201AQ5nrt15的信息。其中第一個數(shù)碼管顯示候選人獲得的支持票得票數(shù)，第二個數(shù)碼管顯示候選人獲 得的反對票得票數(shù)，第三個數(shù)碼管顯示候選人獲得的棄權(quán)票得票數(shù)。以三刀三擲開關(guān)中開關(guān)一閉合為例，其電路圖如圖12所示。圖11三刀三擲開關(guān)開關(guān)一閉合時繼電器電路及顯示電路五、結(jié)論通過對設(shè)計的性能分析，可以看到用直流電源作為信號源其在開

13、關(guān)閉合時具有較強(qiáng)的 穩(wěn)定性，也就是說在進(jìn)行投票時不會出現(xiàn)像時鐘信號那樣按一下按鈕而計數(shù)器增加的數(shù)不 是一的情況，因為時鐘信號是一段連續(xù)的矩形波，只要閉合開關(guān)，計數(shù)器會在它的連續(xù)輸 入下不斷增加，就實現(xiàn)不了投票累加的功能。在在總顯示開關(guān)電路即開關(guān)控制的繼電器電 路及顯示電路中，繼電器的應(yīng)用解決了用一個開關(guān)來控制四條線路的斷開與否，從而控制 了數(shù)碼管的輸出情況。通過同步十進(jìn)制加法計數(shù)器74160來完成選票的記錄，并根據(jù)候選 人確認(rèn)按鈕，投票按鈕在相應(yīng)候選人對應(yīng)的計數(shù)器上完成累加。并在總顯示開關(guān)電路即開 關(guān)控制的繼電器電路及顯示電路中的數(shù)碼管顯示出十進(jìn)制數(shù)字。六、性價比表4日且路期間價格表序號名稱型

14、號價格/元1同步十進(jìn)制計數(shù)器741602.52數(shù)碼管DCD_HEX0.9通過表格可以看出本設(shè)計所用器件較少且價格較低，性價比較高。七、課設(shè)體會及合理化建議課程設(shè)計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。靜下心來，仔細(xì)分析題目，不斷分 化，將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進(jìn)行設(shè)計，逐個攻破，最后再將其整 合即可。用multisim進(jìn)行設(shè)計的過程中，由于很多元件都不知道用法，在做的過程往往 是思路有了但具體實現(xiàn)卻有了問題，所以在課程設(shè)計的過程也是一個不斷學(xué)習(xí)的過程，一 個需要我們不斷查閱資料，不斷應(yīng)用知識的過程。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是配合數(shù)字 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與實驗教學(xué)的一個非常重要的教

15、學(xué)環(huán)節(jié)。它不但能鞏固我們已所學(xué)的電 子技術(shù)的理論知識，而且能提高我們的電子電路的設(shè)計水平，還能加強(qiáng)我們綜合分析問題 和解決問題的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)我們的實驗技能和動手能力，啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新 思維。在整個課程設(shè)計過程，既加強(qiáng)了我們的動手能力，又讓我們將理論聯(lián)系實際，在實 踐中取得進(jìn)步，從問題中提高自己。同時，本次課程設(shè)計加深了我對數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的 進(jìn)一步深入理解。熟悉了 multisim軟件的用法和功能，為我以后更好地運(yùn)用multisim 奠定了良好的基礎(chǔ)。最后，通過這次課程設(shè)計，使我受益頗多。了解到課程實習(xí)設(shè)計是 開端，連接是關(guān)鍵，測試是必須。既鞏固了課堂上學(xué)到的理論知識，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)計的基本思想和方法，學(xué)會了科學(xué)地分析實 際問題，通過查資料、分析資料及等途徑，獨(dú)立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?態(tài)度，獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。參考文獻(xiàn)閻石主編.數(shù)字電子技術(shù).M北京：高等教育出版社，2006年陳振官等編著.新穎高效聲光報警器.M北京：國防工業(yè)出版社，2005年吳慎山編.數(shù)字電子技術(shù)試驗與實踐.M北京：電子工業(yè)出版社，2011年郭永貞編.數(shù)字電路實驗與EDA技術(shù).M南京：東南大學(xué)出版社，2010年王澤保等編著.數(shù)字電路典型實驗范例剖析.M北京：人民郵電出版社，2004年孔欣等編著.數(shù)字電路基