課程設(shè)計(jì)（論文）-路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示系統(tǒng).doc

多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路 m多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示系統(tǒng)目 錄 1 課程設(shè)計(jì)目的.42 課程設(shè)計(jì)指標(biāo).43 課程設(shè)計(jì)原理.4 3.1 設(shè)計(jì)方案4 3.2 原理框圖54 設(shè)計(jì)的步驟和過(guò)程.64.1 電源. 64.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路.74.3 報(bào)警電路. 84.4控制電路與巡回電路. .84.5設(shè)計(jì)步驟和過(guò)程.95 設(shè)計(jì)的仿真和運(yùn)行結(jié)果. . .115.1 電路的調(diào)試.115.2 結(jié)果及分析. 116 結(jié)論. . 14 7 參考文獻(xiàn). . 168附錄.17附錄a. .18 附錄b. .19附錄c. .20. 1 課程設(shè)計(jì)目的多路數(shù)據(jù)巡回檢測(cè)與顯示電路，實(shí)現(xiàn)了電路自動(dòng)對(duì)變阻上電壓的巡回檢測(cè)，并用發(fā)光燈進(jìn)行顯示。此次試驗(yàn)，讓我們自行設(shè)計(jì)，不僅加強(qiáng)了對(duì)元器件的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣運(yùn)用元器件，更加加強(qiáng)了了自我的設(shè)計(jì)意識(shí)，通過(guò)合作完成設(shè)計(jì)任務(wù)。最后學(xué)會(huì)使用ewb軟件，并通過(guò)ewb電路仿真設(shè)計(jì)軟件完成多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路的設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試，在微機(jī)上仿真實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)與顯示的設(shè)計(jì)。2 課程設(shè)計(jì)指標(biāo)1、設(shè)計(jì)、調(diào)試、仿真多路數(shù)據(jù)巡回監(jiān)測(cè)、顯示與報(bào)警電路。2、多路（兩路）數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，是兩路可變電阻上的直流電壓(vdc)。3、正常直流電壓：vdc=，當(dāng)vdc，報(bào)警（發(fā)光顯示）。4、采樣數(shù)據(jù)的巡回顯示。3 課程設(shè)計(jì)原理31 設(shè)計(jì)方案 兩片74hc160芯片組成控制電路，通過(guò)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)疊加在不同時(shí)刻控制選擇不同的通路輸出；改變電壓輸入的通道的不斷改變，完成電路的巡回提取兩變阻上的電壓，并用發(fā)光燈顯示當(dāng)前通道。通過(guò)比較器把輸入電壓和預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較來(lái)報(bào)警。正常直流電壓：vdc=，當(dāng)vdc，監(jiān)測(cè)燈發(fā)光警告。由于輸入電壓是模擬量，所以使用adc模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成16位2進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出，并運(yùn)用顯示器，顯示當(dāng)前電壓值。，而電壓信號(hào)則由555a/d轉(zhuǎn)換芯片。此外兩片由以上幾部分便構(gòu)成了完整的多路巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路。74hc160芯片組成控制電路，通過(guò)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)疊加在不同時(shí)刻控制選擇不同的通路輸出；輸出模塊把數(shù)字信號(hào)正確的輸出。由以上幾部分便構(gòu)成了完整的多路巡回監(jiān)測(cè)與顯示電路。3.2 設(shè)計(jì)原理圖報(bào)警器顯示數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換多路模擬信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制開(kāi)關(guān)電源4 設(shè)計(jì)的步驟和過(guò)程4.1電源運(yùn)用兩個(gè)變阻器，產(chǎn)生兩個(gè)通路，并通過(guò)改變電阻阻值，實(shí)現(xiàn)測(cè)試電路作用4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示電路通過(guò)adc模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，連到數(shù)碼管顯示器上顯示。其中比較重要的元件adc0809，其圖如下adc0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝，對(duì)adc0809主要信號(hào)引腳的功能說(shuō)明如下：in7in0模擬量輸入通ale地址鎖存允許信號(hào)。對(duì)應(yīng)ale上跳沿，a、b、c地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 start轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。start上升沿時(shí)，復(fù)位adc0809；start下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開(kāi)始進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換；在a/d轉(zhuǎn)換期間，start應(yīng)保持 低電平。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫(xiě)為st.a、b、c地址線。 通道端口選擇線，a為低地址，c為高地址，引腳圖中為adda，addb和addc。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表9-1。clk時(shí)鐘信號(hào)。adc0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為500khz的時(shí)鐘信號(hào)eoc轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。eoc=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；eoc=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。d7d0數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。d0為最低位，d7為最高 oe輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；oe=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。vcc +5v電源。 vref參考電源參考電壓用來(lái)與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為+5v(vref(+)=+5v, vref(-)=-5v).4.3報(bào)警電路4.4控制電路與巡回電路其中重要的元器件74160計(jì)數(shù)器，如圖功能如下74160，是一個(gè)4位二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，它具有異步清除端與同步清除端不同的是，它不受時(shí)鐘脈沖控制，只要來(lái)有效電平，就立即清零，無(wú)需再等下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的有效沿到來(lái)。1.異步清零功能 只要（cr的非）有效電平到來(lái)，無(wú)論有無(wú)cp脈沖，輸出為“0”。在圖形符號(hào)中，cr的非的信號(hào)為ct=0，若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號(hào)不是n-1（6），而是n（7）狀態(tài)。其實(shí)，很容易解釋，由于異步清零端信號(hào)一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn)0111，就立即送到（cr的非）端，使?fàn)顟B(tài)變?yōu)?000。所以，清零信號(hào)是非常短暫的，僅是過(guò)度狀態(tài)，不能成為計(jì)數(shù)的一個(gè)狀態(tài)。清零端是低電平有效。2.同步置數(shù)功能 當(dāng)（ld的非）為有效電平時(shí)，計(jì)數(shù)功能被禁止，在cp脈沖上升沿作用下d0d3的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在q0q3端。若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端的信號(hào)是n（7）狀態(tài)，如在d0d3置入0000，則在q0q3端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是0110。 4.4 設(shè)計(jì)步驟和過(guò)程：(1) 正確理解實(shí)習(xí)要求，找出設(shè)計(jì)要求的實(shí)習(xí)目的；(2) 正確畫(huà)出要求電路的流程圖；(3) 分析每個(gè)模塊的作用，找出核心芯片型號(hào)；(4) 查找相關(guān)芯片的接線方法，和工作原理，理解芯片的作用；(5) 按電路原理正確連接相應(yīng)的電路圖；(6) 檢測(cè)電路是否可以正確實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)電路的要求，改正錯(cuò)誤的電路部分。5 設(shè)計(jì)的仿真和運(yùn)行結(jié)果5.1電路的調(diào)試 打開(kāi)總控制開(kāi)關(guān)，使總電路處于工作狀態(tài)， （0）由于計(jì)數(shù)器的q2,q3連接到電磁繼電器上，所以在開(kāi)始的幾秒中，兩電磁繼電器均未導(dǎo)通，左邊最上面的燈（報(bào)警燈）亮（1） 大概幾秒之后，q2輸出值為1，電磁繼電器導(dǎo)通，第一路變阻上的電壓輸入adc及報(bào)警電路， 此時(shí)按2下空格鍵（轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入soc的控制開(kāi)關(guān)），使此時(shí)變阻上的電壓通過(guò)adc顯示在數(shù)碼管顯示器上。（2） 再過(guò)幾秒之后，q3值為一，q2值為零，二號(hào)電磁繼電器導(dǎo)通，一號(hào)斷開(kāi)，第二路變阻上的電壓輸入adc及報(bào)警電路，此時(shí)再次按兩下空格鍵，是2號(hào)變阻上的電壓通過(guò)adc顯示在數(shù)碼管顯示器上。（3） 幾秒之后，當(dāng)q1與q3同時(shí)為0時(shí)，通過(guò)與非門(mén)，使清零端為1，計(jì)數(shù)器清零，回到初始狀態(tài)。（4） 從第（0）步開(kāi)始往復(fù)循環(huán)5.2 結(jié)果及分析（1）此圖正常燈亮，表示電壓正常，在1.53.5之間，一號(hào)電路燈亮，表示此時(shí)是一通路導(dǎo)通，所以為一通道電路電壓正常（2）此圖中報(bào)警信號(hào)燈亮，表示電壓小于1.5v，2號(hào)導(dǎo)通電路燈亮，表示此時(shí)二路導(dǎo)通，所以表示2號(hào)導(dǎo)通電路電壓小于1.5v，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。（3）改變電阻后，此圖中顯示報(bào)警與正常顯示燈均不亮，表示此路中電壓大于3.5v，2號(hào)導(dǎo)通電路燈亮，此時(shí)2號(hào)通路導(dǎo)通，所以2號(hào)導(dǎo)通電壓大于3.5v參考文獻(xiàn)1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版），童詩(shī)白主編，高教出版社2、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版/第五版），閻石主編，高教出版社3、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，陳大欽主編，高教出版社4、電子測(cè)試技術(shù)，金唯香、謝玉梅主編，湖南大學(xué)出版社5、電子