機電一體化畢業(yè)論文范文

1、湖南科技工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文設計課題： 實用八路電子搶答器 班 級： 09107 姓 名： 楊勇 學 號： 09107045 專 業(yè)： 機電一化 教 研 室： 指導老師： 肖躍安 聯(lián)系電話：e-mail： 641632991 目 錄摘要（包括論文的概括性說明及關鍵字）第1章 引言1.1 課題主要研究目的及意義1.2 課題主要研究的內容第2章 八路搶答器電路的總體設計 2.1方案分析 2.2總體方案方框圖第3章 主要模塊電路的設計3.1 數(shù)碼顯示電路的設計3.1.1 數(shù)碼顯示電路的設計3.1.2 優(yōu)先編碼器74ls1483.1.3 74ls04集成反

2、相器3.1.4 cd4511 顯示譯碼器3.1.5 led數(shù)碼管顯示管3.2 報警電路的設計3.3 計分電路的設計3.4 主控電路的設計3.5 電源電路的設計第4章 電路的安裝與調試4.1 數(shù)碼顯示電路的安裝與調試4.2報警電路的安裝與調試4.3 計分電路的安裝與調試4.4主控電路的安裝與調試4.5 電源電路的安裝與調試第5章 元件清單5.1 數(shù)碼顯示電路清單5.2 報警電路清單5.3 計分電路清單5.4 主控電路清單結束語參考文獻實用八路電子搶答器摘 要：本文介紹了一種用74系列常用集成電路設計的數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、設計思路及功能。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時、計時和

3、報警功能。主持人通過時間預設開關預設供搶答的時間，系統(tǒng)將完成自動倒計時。若在規(guī)定的時間內有人搶答，則計時將自動停止；若在規(guī)定的時間內無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實現(xiàn)報警功能。關鍵詞：搶答電路，定時電路，報警電路， 第1章 引言 伴隨著科技時代的前進，電子產(chǎn)業(yè)在人們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，電子技術得到了突飛猛進的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品的功能質量也日臻完善。其中，搶答器被廣泛地應用于企事業(yè)和商業(yè)部門，是為各種知識競賽，文娛活動提供公正，客觀和快速裁決的一種常用電子設備。在人們的娛樂生活中，電子搶答器是必不可少的設備之一。但是，傳統(tǒng)的搶答器一般準確與可靠不高，而且產(chǎn)

4、品體積大，安裝維修困難。數(shù)字電路是用數(shù)字信號完成數(shù)字量進行算術和邏輯運算的電路。用它設計電路實現(xiàn)簡單，系統(tǒng)可靠集成度高，體積小。功耗低，而且電路的設計，維修，維護靈活方便。隨著集成電路技術的高速發(fā)展，數(shù)字邏輯電路的集成度越來越高。因此以74系列常用集成電路設計數(shù)碼顯示八路搶答器，充分利用數(shù)字電路的優(yōu)點，利用她來實現(xiàn)搶答功能，搶答限時，答題限時，記分功能，設定功能，語音報警等功能，可以使結構更加簡單，功能更加強大，可靠性更好，實用性更強，從而讓設計更加完善，具有十分廣闊的前景。 1.1課題主要研究目的及意義讓我們掌握時序邏輯電路與組合邏輯電路的區(qū)別及時時序邏輯電路的表示方法；能分析觸發(fā)器的邏輯功

5、能；了解八路數(shù)字搶答器的基本原理，及其應用的一些器件的工作運行方式。 在電視和學校中我們會經(jīng)?？吹揭恍┲橇尨鸬墓?jié)目，如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會造成搶答的不公平，比賽中為了準確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，所設計的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種手段指示出第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只有靠電子產(chǎn)品的高準確性來保障搶答的公平性。1.2課題主要研究的內容(1)了解八路電子搶答器的控制的時序邏輯電路。(2)了解八路電子搶答器的組成部分(3)了解電路中個器件的作用于與工作原理第2章 八路搶答器電路的總體設計2.1 方案分析制作搶答器可以用好多的方法，可以用單片機

6、來完成，它的功能強大制作簡單，并且外圍的元件也很少；也可以用plc來實現(xiàn)，他的制作也是比較簡單；還可以用我們學過的eda技術來制作；最后也可以用數(shù)字電路來實現(xiàn)，它的原理比較簡單，集成塊的價格也比較便宜且很容易購買，與我們學完的數(shù)字電路聯(lián)系緊密，能將我們所學知識用于實際，對鞏固所學知識有重要意義，用了一些成型電路，如ne555標準秒脈沖電路等，使總體方案易于實現(xiàn)。 方案一采用數(shù)字電路1、原理方框圖定時搶答器的總體框圖如圖1所示，它由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答鍵時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴展電路完成定時搶

7、答的功能。圖1所示的定時搶答器的工作過程是：接通電源時，節(jié)目主持人將開關置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時顯示器顯示設定的時間，當節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關撥到“開始”位置，揚聲器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)，定時器倒計時。當定時時間到，卻沒有選手搶答時，系統(tǒng)報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，搶答器要完成以下四項工作：優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號；揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其他選手再次進行搶答；控制電路

8、要使定時器停止工作，時間顯示器上顯示剩余的搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)回復1、原理方框圖方案二采用單片機此電路完成的功能如圖2所示，當主持人宣布搶答開始的時候，按下開始按鈕，此時電路進入搶答狀態(tài)，選手的輸入采用了掃描式的輸入，之后把相應的信息送往單片機，再由單片機輸出到顯示輸出電路中。此時有人第一按下相應的搶答按鈕，經(jīng)過單片機的控制選擇，在八段顯示器上顯示相應的號碼，并鎖存，同時禁止其他按鈕的輸入到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。方案三采用plc1、原理方框圖此電路的功能如圖3所示，當主持人打開啟動開關后，在設定時間to 內，如果某

9、組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅動音效電路發(fā)出聲響，指示燈li亮，并且在8段數(shù)碼管顯示器上顯示出搶答成功的組號，此時電路實現(xiàn)互鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無效;如果在時間to內，無人應答，則驅動音效電路發(fā)出聲響，指示燈l2亮，表示搶答者均放棄該題;在搶答成功后，主持人打開限時開關sw2，啟動計時器，在設定的時間ti 內回答有效，當?shù)竭_設定時間ti時，驅動音效電路，指示燈l3亮，表示答題時間到。三、 方案選擇方案比較數(shù)字電路單片機plc制作難度低一般一般實現(xiàn)難度一般低低價格低一般高電路原理簡單一般一般設計難度簡單高一般通過上面的方案比較，數(shù)字電路的制作方案比較容易實現(xiàn)，并且在原理方面也是比較簡單，所以我選

10、擇采用第一種方案來完成搶答器電路。2.2總體方案方框圖如圖1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到清零狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置;開始狀態(tài)，宣布開始搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作清除和開始狀態(tài)開關。 主體電路聲音報警電路主控制電路搶答按鈕主持人控制開關電路譯碼電路譯碼顯示鎖存器優(yōu)先編碼電路 擴展電路顯示電路圖1 設計框圖3.1 數(shù)碼顯示電

11、路的設計3.1.1數(shù)碼顯示電路的設計搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。選用優(yōu)先編碼器74148和dff鎖存器可以完成上述功能，其電路組成如圖4所示。其工作原理是：當主持人控制開關處于“清除”位置時，rs觸發(fā)器的端為低電平，輸出端（4q1q）全部為低電平。于是74ls48的 =0，顯示器滅燈；74148的選通輸入端 =0，74ls148處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當主持人開關撥到“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端 7. 0輸入信號，當有選手將鍵

12、按下時(如按下s5)，74lsl48的輸出=010， =0，經(jīng)rs鎖存器后，ctr=l， =1，74ls279處于工作狀態(tài)，4q3q2q=101，經(jīng)74ls48譯碼后，顯示器顯示出“5”。此外，ctr=1，使74l48的端為高電平，74lsl48處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入。當按下的鍵松開后，74lsl48的為高電平，但由于ctr維持高電平不變，所以74lsl48仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號不會被接收。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準確性。當優(yōu)先搶答者回答完問題后，由主持人操作控制開關s，使搶答電路復位，以便進行下一輪搶答。3.1.2 優(yōu)先編碼器74ls148優(yōu)先編

13、碼器克服了普通編碼器輸入信號相互排斥的問題，它允許同時輸入兩個或兩個以上編碼信號。由于在設計優(yōu)先編碼器時已經(jīng)預先對所有編碼信號按優(yōu)先順序進行了排隊，設置了優(yōu)先級別，所以當輸入端有多個編碼請求時，編碼器只對其中優(yōu)先級別最高的輸入信號進行編碼，而不考慮其他優(yōu)先級別比較低的輸入信號。常用的優(yōu)先編碼集成器件有74lsl47、74lsl48等。圖3-1給出了3位二進制優(yōu)先編碼器74lsl48的邏輯符號圖、引腳排列圖。由于它有8個編碼信號輸入端,3個二進制代碼輸出端，為此又把它叫做8線3線優(yōu)先編碼器。74ls148的功能見表2-2。a)邏輯符號 b)引腳圖圖3-1 優(yōu)先編碼器74ls148表中h表示高電平

14、，l表示低電平，表示任意電平。根據(jù)74lsl48的功能表對其邏輯功能說明如下。為8個編碼輸入端，低電平有效。優(yōu)先級別最高，優(yōu)先級別依次降低，優(yōu)先級別最低。例如，在編碼器工作時，若即有編碼請求，無編碼請求，編碼器只對的輸入信號進行編碼，對應的輸出代碼為。為3個二進制代碼輸出端，低電平有效。3位二進制代碼從高位到低位的排列為，且輸出代碼為二進制碼的反碼。表3-2 74ls148的功能表輸 入輸 出hhhhhhlhhhhhhhhhhhhlllllllhllhllhlhllhhlhllhllhhhlhhlhllhhhhhlllhllhhhhhhlhlhllhhhhhhhhllhllhhhhhhhhhh

15、lh為選通輸入端，低電平有效。當時，禁止編碼器工作。此時，不管編碼輸入端有無編碼請求，輸出，此時，。當時，允許編碼器工作。當所有的編碼輸入端無編碼請求時，輸出，此時，。當編碼輸入端有編碼請求時，編碼器按優(yōu)先級別為優(yōu)先權高的輸入信號編碼，輸出為與被輸入信號相對應的二進制代碼，此時，。為選通輸出端，為擴展輸出端，用于擴展編碼功能。74lsl48的功能表中出現(xiàn)的三種情況，可以用和的不同狀態(tài)加以區(qū)分。 3.1. 74ls04集成反相器74s04是一種芯片作用是將優(yōu)先編碼器74s148輸出的二進制反碼為二進制碼3.1.4 cd4511 顯示譯碼器cc4511為cmos集成七段顯示譯碼器，具有鎖存譯碼驅動

16、功能。其引腳名稱如圖2-9所示，為燈測試端，為燈熄滅端，為鎖存使能端。七段顯示譯碼器cc4511的真值表見表3-1-4。當(低電平有效)時，所有字段發(fā)光，實現(xiàn)燈測試功能；當， (低電平有效)時，所有字段熄滅，實現(xiàn)消隱功能；當和均為高電平時，cc4511實現(xiàn)bcd譯碼顯示功能，此時，鎖存使能端le信號決定譯碼顯示內容；當le=0時，顯示該時刻輸入的bcd碼相對應的字符，但只能顯示字符“0”“9”；當le=l時，顯示le上跳時鎖存入cc4511內部鎖存器的bcd碼字符。圖2-9 cc4511邏輯符號及引腳圖表3-1-4 cc4511的真值表輸 入輸 出顯示ledcbaabcdefg01100001

17、1111100011000101100001011001011011012011001111110013011010001100114011010110110115011011000111116011011111100007011100011111118011100111100119011111118010000000空白111其它輸出見3.1.5 led數(shù)碼管顯示管 led數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的 字樣了。如：顯示一個“2”字，

18、那么應當是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。led數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為1.8v左右，電流不超過30ma。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管（見下圖2-8），發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數(shù)碼管。常用led數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f。共陽級七段數(shù)碼管結構 共陰級七段數(shù)碼管結構(a)共陽級七段數(shù)碼管結構 (b) 共陰級七段

19、數(shù)碼管結構圖2-8 半導體數(shù)碼管顯示原理公共端公共端公共端公共端共陽級七段數(shù)碼管結構 共陰級七段數(shù)碼管結構 共陰級七段數(shù)碼管結構 3.2 報警電路的設計采用555定時器和三極管構成的報警電路如圖6所示。其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻率 其輸出信號經(jīng)三極管推動揚聲器。pr為控制信號，當pr為高電平時，多諧振蕩器工作，當pr為低電平的時候，電路停振。 圖3-2 八路智力搶答器報警模塊電路原理圖3.3 計分電路的設計與門g1 的作用是控制時鐘信號cp的放行與禁止，門g2的作用是控制74ls148的輸入使能端。圖的工作原理是：主持人控制開關從清除位置撥到開始位置時，來自于圖2中的74ls279的輸出

20、 1q,即ctr=0，經(jīng)g3反相，輸出為1，則ne555產(chǎn)生的時鐘信號cp能夠加到74ls192的cpd時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則定時到信號為 1，門g2的輸出 =0，使 74ls148處于正常工作狀態(tài)。當選手在定時時間內按動搶答按鍵時，ctr1，經(jīng)g3反相，輸出為0，封鎖 cp信號，定時器處于保持工作狀態(tài)；同時，門g2的輸出 =1，74ls148處于禁止工作狀態(tài)。當定時時間到時，則定時到信號為0，/st=1，74ls148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進行搶答。同時，門g1處于關門狀態(tài)，封鎖時鐘cp信號，使定時電路保持00狀態(tài)不變，此次搶答結束圖3-3 八路智力

21、搶答器計分模塊電路原理圖3.4 主控電路的設計搶答控制模塊是搶答器的核心模塊，搶答控制主電路是屬數(shù)字電路中繼組合邏輯電路后的另一類電路時序邏輯電路。該電路是由觸發(fā)器的應用構成的時序邏輯電路，觸發(fā)器是具有記憶功能，是能夠存儲一位二進制碼的邏輯電路。八路智力搶答器主控模塊電路整體結構見下圖3-4。為了便于分析工作原理，將其中與其他模塊有聯(lián)系的接口先去掉，簡化后如圖下所示。ic1ic3ic2圖3-4當74ls373的d1d8為高電平，q1q8也是高電平時，各led指示燈不亮。當某參賽者按下自己的按鍵(例如按下s1)時，則d1=0，q1=0，三極管vtl導通，led1亮，表示第一路搶答成功。同時，在q

22、1=0時，與非門ic2的輸出為l，此時ic3輸出0電平到74ls373的g端，使電路進入保持狀態(tài)，其他各路的搶答不再生效。因此，該電路不會出現(xiàn)兩人同時獲得搶答優(yōu)先權。當裁判確認搶答者后，按下復位按鈕(s9)，ic3輸出高電平，因s1s8無鍵按下，d1d8均為高電平，q1q8也都為高電平，電路恢復初始狀態(tài)，led熄滅，準備接受下一次搶答。ic2的輸出端還可接計時電路。3.5 電源電路的設計本電源電路是單向橋式整流電路，該電路的基本組成是由變壓器.整流二極管及負載電阻組成。原理圖如下圖當變壓器二次側電壓u2為正半周時，變壓器二次側繞組的電動勢為上正下負，此時整流二極管v1，v2反偏截止，電流自上而

23、下流過負載電阻r1，r1兩端電壓為ur1.當變壓器二次側電壓u2為正半周時，變壓器二次側繞組的電動勢為上負下正，此時整流二極管v1，v3反偏截止，整流二極管v2，v4正偏導，電流自上而下流過負載電阻r1，r1兩端電壓為ur1.配套 電阻元件及材料如下圖名稱規(guī)格代號名稱規(guī)格v1整流二極管1n4001帶插頭電源線v2整流二極管1n4001萬能電路板v3整流二極管1n4001直徑0.8mmd鍍錫銅絲v4整流二極管1n4001焊料.助焊劑r1碳膜電阻器一千歐緊固件m4*15 4套t電源變壓器ac220v/7.5*2絕緣膠布第4章 電路的安裝與調試4.1 數(shù)碼顯示電路的安裝與調試。(一)整機裝配將檢驗合

24、格的元器件按圖1-27所示布線安裝在萬能電路板上。電路裝配應重點注意以下問題。(1) 連線盡量短，整體接地要好。(2)焊接用的烙鐵最好不大于25w，使用中性焊劑，如松香酒精溶液，不可使用焊油。(3)電路板焊接完畢后，不得浸泡在有機溶液中清洗，只能用酒精擦去外引線上的助焊劑和污垢。(二)電路調試將檢驗合格的元器件按圖2-12所示的實驗電路安裝在萬用電路板或者印制板上。調試步驟如下。仔細檢查、核對電路與元器件，確認無誤后加入規(guī)定的+5v直流電壓；通電后，雖然編碼器輸出，由于此時，經(jīng)反相后為低電平，即，cc45ll具有滅零功能，所以此時數(shù)碼管無顯示；由于顯示模塊上沒有安裝按鈕開關，因此調試時，可以用

25、鑷子或金屬導線將相應輸入端對地短接來取代按鈕開關，當短接其中的一個或幾個輸入端時，則數(shù)碼管將按編碼器的優(yōu)先級別顯示相應的數(shù)字。例如，同時短接1、5、8號輸入端時，則數(shù)碼管將顯示數(shù)字“7”。(三)故障分析與排除當電路不能完成預期的邏輯功能時，就稱電路有故障，產(chǎn)生故障的原因大致可以歸納以下四個方面：操作不當(如布線錯誤等)、設計不當、元器件使用不當或功能不正常，以及儀器(主要指數(shù)字電路實驗箱)出現(xiàn)故障。在檢查所有元器件(編碼器、譯碼器、數(shù)碼管等)都完好的情況下，將元器件焊接在電路板上，驗證其功能，若電路不能正常工作，則需要檢查故障，通常有以下幾種故障：l 通電后，按下邏輯電平開關，數(shù)碼管沒有任何顯

26、示；l 通電后，按下邏輯電平開關，數(shù)碼管的顯示不對；l 通電后，按下邏輯電平開關，數(shù)碼管的顯示不穩(wěn)定。其他故障現(xiàn)象這里就不一一列舉了。一般從以下幾點查找電路故障的原因(由于前提是元器件都是好的，那么電路肯定有問題)：(1)查電源：可能是電源和地的原因，電源和地一定不能短路，并且檢查電源是否為標準的+5v，每個芯片的電源是否接上，各個接地點是否可靠接地。(2)查jt9：若電源沒有問題，查看jt9中各輸入腳未對地短接時，應該輸入ttl高電平l，各輸入腳對地短接時應該輸入ttl低電平“0”，倘若不是，則電阻r0r7接錯。(3)查74lsl48：前步無誤后，逐個對地短接輸入腳，查看編碼器的輸出是否正確

27、。比如短接1號引腳 ，則應只有74lsl48的輸入端只有為低電平，應該為高電平，輸出應該均為高電平，倘若不符合真值表，則查看芯片的連接是否有誤，焊接是否合格，或者用一個好的74lsl48來替代等方法確定故障點。(4)查反相器ic2：前面檢查無誤后，改變對應74lsl48的輸出端的電平來查看反相器能否正常反相工作。(5)查cc451l：用改變反相器的輸入，送給cc4511，查看數(shù)碼管的顯示是否正確。倘若不正確，依據(jù)cc4511的真值表查看cc4511，并且是否與數(shù)碼管正確連接。(6)查焊接故障：包括電路虛焊、錯焊、漏焊等。虛焊：虛焊表現(xiàn)為焊點質量非常差，是所有故障中最難查找的，表現(xiàn)為電路有時正常

28、，有時不正常，這個時候需要用電烙鐵逐個修補那些焊得不好的焊點。錯焊：錯焊包括電路短路、斷路以及焊接錯誤等，通常電路表現(xiàn)為不正常工作，可以依據(jù)電路圖逐步找到故障點。漏焊：這時電路也表現(xiàn)為不正常工作，可以依據(jù)電路圖查看哪條線路漏焊，補焊即可。總之，檢查故障需要依據(jù)電路工作原理一步一步發(fā)現(xiàn)問題所在，耐心細致地找到問題癥結所在。需要強調的是，經(jīng)驗對于故障檢查是大有幫助的，但只要充分掌握基本理論和原理，就不難用邏輯思維的方法較好地判斷和排除故障。4.2報警電路的安裝與調試（一）.電路裝配步驟電路裝配遵循“先低后高、先內后外”的原則，參照圖4-14的布線將檢測好的元器件焊裝到萬能電路板上。2.電路裝配工藝

29、要求(1)無錯焊、漏焊、虛焊。(2)元器件(零部件)距印制板高度h為01 mm。(3)元器件(零部件)引腳保留長度為o.51.5mm。(4)元器件面元器件(零部件)高度平整、一致。(二)電路調試(1)仔細檢查、核對電路與元器件是否無誤。(2)用鑷子或金屬導線將jt10的1腳對地短接或接觸一下，揚聲器應發(fā)出警報聲。然后將jt10與搶答主控模塊相連，啟動任何一組搶答揚聲器應發(fā)出警報聲。(3) ic2用kd9561，是四音模擬聲集成電路。ic2的外圍元件只有一只振蕩電阻r3，取值可在180510k范圍內，r3阻值越小，報警節(jié)奏就越快，反之則慢。(4)b可采用0.8w、8的電動揚聲器,亦可用壓電陶瓷代

30、用,但必須加裝助聲腔,盡管如此,其音量還是要小得多。(三)故障分析與排除1.故障現(xiàn)象及原因本電路常見故障現(xiàn)象有接通電源即報警或開啟電源后不能報警等。接通電源即報警的常見主要原因有(1) jt10的1腳(報警輸入)對地有短路；(2) 555集成定時器損壞；(3) 三極管vt1或vt2的c-e結擊穿等。開啟電源后不能報警的常見主要原因有(1) jt10的2腳(報警復位)對vcc有短路；(2) 555集成定時器損壞；(3) 語音芯片kd956l損壞；(4) 三極管vt3、vt4損壞等。2.故障檢修技巧本電路可采用對分法進行分析。所謂對分法，即對于有故障的多級電路，為了減少調測工作量，可先把可疑的范圍

31、分作兩區(qū)，先通過檢測，判定前后兩個部分究竟哪一部分有故障，然后再對有故障部分繼續(xù)進行對分檢測，直到找到故障點為止。采用555集成定時器的報警器可分為兩部分，如圖4-17所示。圖4-13電路中左邊部分為前級電路(觸發(fā)控制、延時電路)，由555集成定時器及外圍電路組成，ic1的3腳是關鍵測試點；圖4-13所示電路的右邊部分為后級電路(報警發(fā)聲電路)。圖4-17 報警器方框圖例如，故障現(xiàn)象為接通電源即報警，用邏輯測試筆(或萬用電表)檢測ic1的腳狀態(tài)，若為高電平，則為前級電路故障，即555集成定時器及外圍元件損壞，通過進一步檢測可盡快找出故障元件；若檢測ic1的3腳狀態(tài)為低電平，則可判斷故障后級電路

32、，這時因接通電源即報警，說明語音報警芯片ic2正常，顯然，故障原因是三極管vt1或vt2的c e結擊穿，使接通電源后，ic2的vss端相當于接地，即通電后報警發(fā)聲電路就開始工作。同樣，若故障現(xiàn)象為開啟電源后不能報警，將報警輸入端(jt10的1腳)對地短路的同時檢測ic1的3腳狀態(tài)，若為低電平說明前級部分電路異常，應檢查前級電路即555集成定時器電路及其外圍元件，否則應檢查后級電路，即檢查ic2和三極管vt1vt4是否正常。4.3 計分電路的安裝與調試(一)整機裝配將檢驗合格的元器件安電路圖安裝在電路板上。電路裝配工藝要求可參考任務一節(jié)關內容。1.電路板裝配步驟電路裝配遵循“先低后高、先內后外”

33、的原則，先安裝r1、r2、r3等電阻以及二極管vd1、c2、c3，后安裝發(fā)光二極管led1、c1，再安裝集成電路ic座，最后安裝數(shù)碼管。2.電路裝配工藝要求(1)將電路所有元器件(零部件)正確裝入印制板相應位置上，采用單面焊接方法，無錯焊、漏焊、虛焊；(2)元器件(零部件)距印制板高度h為ol mm；(3)元器件(零部件)引腳保留長度為0.51.5 mm；(4)元器件面相應元器件(零部件)高度平整、一致。(二)電路調試(1)仔細檢查、核對電路與元器件，調試時一定要小心，通電前觀察電路板有無明顯的故障處。例如，元器件的短路、損壞以及脫落，導線有無搭橋、斷路等明顯故障。確認無誤后加入規(guī)定的+5v直

34、流電壓。通電后，觀察電路有無異常現(xiàn)象，如冒煙、發(fā)熱現(xiàn)象，一旦有異常，應馬上關閉電源。(2)將計數(shù)允許端te接地，使計數(shù)器工作在計數(shù)狀態(tài)；(3)在加1端和減1端分別加入1hz的計數(shù)脈沖，觀察計數(shù)器應能正常計數(shù)并能向高位進位或借位；如果能正常計數(shù)并能向高位進位或借位說明本模塊調試成功。(三)故障分析與排除很多電子初學者在電路出現(xiàn)故障時手足無措，忙得一頭大汗，翻來覆去找不到問題所在，甚至越修越壞。出現(xiàn)故障時不要著急，準備必要的測量儀器、電路原理圖以及電路中使用的集成電路芯片引腳圖和功能表，接著根據(jù)手上的資源找出故障所在。在了解電路結構的基礎上，就可以用單元電路模塊化和功能塊流程圖分析整個電路包含有幾

35、個單元電路，進而分析故障出在哪一個或哪幾個單元電路之中。這樣，就有可能縮小搜索范圍，找出故障所在功能和電路，迅速地查出故障位置。對于本計分模塊故障來說，可將該電路分為計數(shù)譯碼和顯示電路二部分。出現(xiàn)什么故障就查哪一部分電路。例如，如果出現(xiàn)數(shù)碼管沒有顯示，那么可先查譯碼顯示電路，測試有無七段碼數(shù)據(jù)輸出；如無問題則查計數(shù)電路，檢查計數(shù)器cc40110有無輸入脈沖，計數(shù)允許端te信號是否為低電平等直到把故障查出來為止。4.4主控電路的安裝與調試(一)整機裝配將檢驗合格的元器件按圖3-17所示安裝在電路板上。電路裝配工藝可參考任務1有關內容。1.電路板裝配步驟電路裝配遵循“先低后高、先內后外”的原則，先

36、安裝電阻，后安裝按鈕、集成電路ic座。2.電路裝配工藝要求(1)將電路所有元器件(零部件)正確裝入到印制板相應位置上，采用單面焊接方法，要求無錯焊、漏焊、虛焊。(2)元器件(零部件)距印制板高度h為o1 mm。(3)元器件(零部件)引腳保留長度為o.51.5 mm。(4)元器件面相應元器件(零部件)高度平整、一致。(二)電路調試1.仔細檢查、核對電路與元器件，確認無誤后加入規(guī)定的+5v直流電壓。2.搶答功能測試：由于本模塊上沒有安裝搶答按鈕開關sls8，因此調試時，可以用鑷子或金屬導線將相應輸入端對地短接來取代按鈕開關，當短接其中的一個輸入端時，相應的led指示燈發(fā)光，去掉短接線，該led繼續(xù)

37、發(fā)光。這時短接其他輸入端時，其他led應該不亮，也不影響已經(jīng)發(fā)光的led。這表明搶答功能正常。3.清零功能測試：按下按鈕開關s9，八個led應該全滅。(三)故障分析與排除只有熟悉電路原理及集成電路功能，才能正確快速地找到故障點。若有故障，不要心急，先準備電路原理圖及集成電路功能表，再準備好邏輯測試筆、萬用表、電烙鐵等工具。依照電路原理圖和集成電路功能表，檢查輸入與輸出之間的邏輯關系是否正常。下面以搶答后，數(shù)碼管有顯示但不能保持為例，進行故障分析。首先分析，數(shù)碼管能顯示，說明數(shù)碼顯示部分沒問題，觸發(fā)器有輸出；輸出有變化說明按鈕開關沒問題；觸發(fā)器不能鎖存說明鎖存信號存在問題，下面就應當檢查74ls

38、30和74ls04組成的反饋搶答信號部分是否正常。4.5 電源電路的安裝與調試電源變壓器用螺釘緊固在萬能電路板的元件面，一次側繞組的引出線外向，二次側繞的引出線向內，萬能電路板的另外兩個也固定兩個螺釘，緊固件的螺母均安裝在焊接面。電源線從萬能電路板焊接面穿過孔q后，在元件面打結，再與變壓器一次側繞組引出線焊接并完成絕緣恢復，變壓二次側繞組引出線插入安裝孔后焊接。 （2）自檢對已完成裝配，焊接的工件仔細檢查，重點是裝配的準確性，包括元件位置，電源變壓的一次側，二次側繞組接線及絕緣恢復等；焊點質量應無虛，假，漏焊，漏接，搭焊，孔隙，毛刺等；沒有其他影響安全性指標的缺陷；做好元件整形。最后用萬能表分

39、別測量單向半波整流電路，單向全整流電路和單向橋式整流電路輸入，輸出電壓是否合格。第5章 元件清單5.1 數(shù)碼顯示電路清單數(shù)碼顯示器制作電路中元器件的參數(shù)及功能見表5-1。表5-1 數(shù)碼顯示器制作電路中元器件的參數(shù)及功能序號元器件代號元器件名稱型號及參數(shù)功能備注1ic1優(yōu)先編碼器74ls148編碼2ic2六非門74ls04二進制碼取反3ic3顯示譯碼器cc4511譯碼4ledled數(shù)碼管cl-5161as數(shù)字顯示共陰極數(shù)碼管5r0r7電阻10k-1/4w限流6r8r14電阻510-1/4w限流7jt10插座10p信號連接5.2 報警電路清單采用555集成定時器構成的八路智力搶答器搶答報警模塊電路元器件參數(shù)及功能見表5-2。表5-2 采用555集成定時器構成的八路智力搶答器搶答報警模塊電路元器件參數(shù)及功能表序號元器件代號名稱型號及參數(shù)功能1r1 r2碳膜電阻器1/8-4.7k報警啟動控制，低電平觸發(fā)電路2r3碳膜電阻器1/8-47k3r4碳膜電阻器1/8-1m與c2共同完成延時、定時4r5碳膜電阻器1/8-4.7k限流5r6碳膜電阻器1/8-150k改變音頻振蕩頻率6r7碳膜電阻器1/8-1k限流7c1電容器0.1f/63v報警啟動控制，低電平觸發(fā)電路8c2電容器100f/10v與r4共同完成延時、定時9c3電容器0.01f/63v濾波，提高電路穩(wěn)定性