電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)通用示波器顯示字符

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題 目: 通用示波器顯示字符學(xué) 院: 自動(dòng)化學(xué)院 班 級(jí): 09020802班 日期: 2011 年 1 月 摘 要 本次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)在通用示波器上顯示漢字的控制電路。利用555定時(shí)器改裝成多諧振蕩器以確定點(diǎn)在示波器上存留的時(shí)間，利用74ls161接成計(jì)數(shù)器并將其輸出端和eprom相接賦予eprom地址，將燒入eprom的編碼經(jīng)dac轉(zhuǎn)化，通過lm324輸出到示波器，實(shí)驗(yàn)要求在示波器上顯示09hz，和一句唐詩。關(guān)鍵詞：脈沖控制、dac轉(zhuǎn)化、eprom編碼、示波器顯示目 錄摘 要1目 錄2一、課程設(shè)計(jì)目的3二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3三、方案設(shè)計(jì)與論證3四、單元電路設(shè)計(jì)與

2、參數(shù)計(jì)算6五、電路的安裝與調(diào)試7六、遇到問題的解決方法8七、結(jié)論與心得9八、參考文獻(xiàn)9附件：總原理圖及元器件清單通用示波器顯示字符一、 課程設(shè)計(jì)目的1鞏固和加深對(duì)電子技術(shù)課程基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。2提高獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力。3通過設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇及電路安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的工程設(shè)計(jì)方法。4提高動(dòng)手能力。掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法。5能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書。了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，

3、能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1使用示波器的x-y方式顯示漢字字符；2兩個(gè)內(nèi)容：0-9hz數(shù)字字母和一句唐詩（內(nèi)容自選）；3人眼不易察覺閃爍；4. 分為兩行顯示方式-用按鍵選擇。三、方案設(shè)計(jì)與論證在實(shí)驗(yàn)前需弄清楚示波器的顯示原理示波器的顯示原理是用數(shù)字的方法產(chǎn)生鋸齒波采用8位精度，相當(dāng)于把示波器劃分為256256小格對(duì)應(yīng)y掃描的1個(gè)周期，x有256個(gè)掃描周期，示意如下：采用8位精度，相當(dāng)于把示波器劃分為256256小格對(duì)應(yīng)y掃描的1個(gè)周期，x有256個(gè)掃描周期，示意如下：根據(jù)示波器的顯示原理可以設(shè)計(jì)出三種方案：方案一：根據(jù)示波器的顯示原理編出要顯示的字的代碼，利用數(shù)據(jù)選擇器及相關(guān)

4、組合電路實(shí)現(xiàn)利用計(jì)數(shù)器控制輸出x,y坐標(biāo)的電評(píng)以達(dá)到控制示波器在預(yù)定位置打點(diǎn)的效果。該方案需要用到555定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，d/a轉(zhuǎn)換器等器件。由于需要顯示內(nèi)容較多，且電路較為復(fù)雜，故放棄使用。方案二：利用eprom的可儲(chǔ)存性，設(shè)計(jì)電路，使得電路實(shí)現(xiàn)利用555定時(shí)器給定輸入信號(hào)，利用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制eprom的詢問地址，將eprom中輸出的信號(hào)輸入d/a轉(zhuǎn)換器中，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后利用放大電路使示波器顯示要求字符。需要器件有555定時(shí)器，eprom，d/a轉(zhuǎn)換器，lm324等，eprom編碼采用逐點(diǎn)編碼。由于編碼行數(shù)太多，超出內(nèi)存允許，無法實(shí)現(xiàn)。方案三：在方案二的基礎(chǔ)上，改進(jìn)電路，簡(jiǎn)化代碼，使

5、代碼行數(shù)減少到1500行左右，161計(jì)數(shù)器數(shù)量從4個(gè)減少到3個(gè)，并設(shè)計(jì)含有發(fā)光二極管的檢測(cè)電路。由于設(shè)計(jì)思路較為明確，電路連接簡(jiǎn)單，編碼量較少，故采用該種方案。該方案設(shè)計(jì)流程圖如下：rom陣列編寫原理如下：四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.輸入信號(hào)的產(chǎn)生555定時(shí)器產(chǎn)生方波信號(hào)2.8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)根據(jù)課本上的方法連接兩片74ls161，使其構(gòu)成8位2進(jìn)制計(jì)數(shù)器3.eprom及dac的連接原理圖如圖所示。五、電路的安裝與調(diào)試1、調(diào)試前的直觀檢查檢查電路連線是否正確；包括錯(cuò)線、少線、多線；（1）按照電路圖檢查安裝的線路；（2）按照實(shí)際電路來對(duì)照原理電路進(jìn)行查線。2、元、器件安裝情況 檢查元、器件

6、引腳之間有無短路；連接處有無接觸不良；3、電源供電與信號(hào)源連線 檢查電源供電（包括極性）、信號(hào)源連線是否正確；4、電源端對(duì)地（）是否存在短路 在通電前，斷開一根電源線，用萬用表檢查電源端對(duì)地（）是否存在短路若電路經(jīng)過上述檢查，并確認(rèn)無誤后，就可轉(zhuǎn)入調(diào)試階段。調(diào)試階段：一、通電觀察1) 觀察有無異常現(xiàn)象，有無冒煙。2) 異常氣味。3) 元器件是否發(fā)燙。4) 電源是否有短路。二、靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)測(cè)試模擬電路的靜態(tài)的工作點(diǎn)。數(shù)字電路的各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系。三、動(dòng)態(tài)調(diào)試調(diào)試的方法： 在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號(hào)。 循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。 發(fā)現(xiàn)

7、故障現(xiàn)象，縮小故障范圍， 設(shè)法排除故障調(diào)試中注意事項(xiàng):1、正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端。2、測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。3、測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)電路的帶寬。4、要正確選擇測(cè)量點(diǎn)。5、測(cè)量方法要方便可行。6、調(diào)試過程中，不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量，還要善于記錄。7、調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查找故障原因，切不可一遇故障解 決不了就拆掉線路重新安裝。六、遇到問題的解決方法1.定時(shí)器模塊電路的連接與調(diào)試：設(shè)計(jì)采用555定時(shí)器的最大問題就是定時(shí)器產(chǎn)生方波脈沖不穩(wěn)定，檢查很長(zhǎng)時(shí)間沒能找到問題所在，請(qǐng)教老師后，明白可能是由于器件存在問題，通過調(diào)換器件使該部分工作正常。2.計(jì)數(shù)器的連接與調(diào)

8、試：在將3個(gè)74ls161直接按照自己設(shè)計(jì)的電路圖完整連接成12位進(jìn)制的計(jì)數(shù)器時(shí)，通過函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸入方波信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，卻發(fā)現(xiàn)輸出端沒有產(chǎn)生高低電平變化，接發(fā)光二極管測(cè)試后，未發(fā)現(xiàn)明顯變化。檢查各線路連接后確定接線無誤后通過降低輸入方波頻率和提高輸入方波幅值，使計(jì)數(shù)器得以正常工作。3.eprom和lm324的連接與調(diào)試；接電后發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)示波器沒有波形顯示，用萬用表檢查各輸出端電平變化后發(fā)現(xiàn)，eprom和lm324沒有正常工作，通過查閱資料后發(fā)現(xiàn)器件的工作電壓與其它器件不同，給eprom接+10v，lm324接+12v和-12v后問題解決。4.示波器的調(diào)試：按老師的要求將電路接入老款示波器中發(fā)現(xiàn)

9、不易顯示波形，且不易調(diào)試，經(jīng)老師同意后使用數(shù)字示波器，經(jīng)調(diào)試后發(fā)現(xiàn)波形不是設(shè)計(jì)目標(biāo)波形，字無法正常顯示，出現(xiàn)亂碼，詢問老師后，老師建議重新編寫代碼。5.代碼的編寫：代碼的編寫是本次實(shí)驗(yàn)最為復(fù)雜的一環(huán)，我們一共編寫了四種代碼，第一種是按字形逐點(diǎn)編碼，編碼約4500行，因擔(dān)心可能會(huì)數(shù)據(jù)溢出，放棄使用。第二種是按首末點(diǎn)編寫，編碼約500行，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后發(fā)現(xiàn)要使用打點(diǎn)的顯示方式，不能使用。第三種是采點(diǎn)編寫，通過將第一種編寫的代碼簡(jiǎn)化，減少代碼數(shù)量，使編碼控制在1300行左右，但在實(shí)驗(yàn)中并未出現(xiàn)預(yù)想圖像，放棄使用。第四種，通過改進(jìn)第三種代碼，擴(kuò)大字的顯示區(qū)域，但在實(shí)驗(yàn)中還是無法正常顯示，不明原因。七、結(jié)

10、論與心得1.這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)安排在我們學(xué)完了電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)這些課程之后，這是非常恰當(dāng)也非常有必要的。這次課程設(shè)計(jì)是我們第一次將課本上所學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，解決實(shí)際問題，這極大地激發(fā)了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣，也是對(duì)我們的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。2.在設(shè)計(jì)過程中，我們查閱資料，閱讀技術(shù)報(bào)告，提高獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力。3.在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物連接時(shí)，使我對(duì)萬用表、示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，面包板的使用有了進(jìn)一步的熟悉，提高我們的動(dòng)手能力掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，以及對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法。4

11、. 在實(shí)驗(yàn)室的兩天多時(shí)間使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度的重要性，通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，我也初步建立了正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，全局觀點(diǎn)和安全用電、節(jié)約用電的觀點(diǎn)。5.實(shí)驗(yàn)中雖然遇到一些令人頭痛的問題，但我們通過這些問題也認(rèn)識(shí)到了很多自己的不足，也學(xué)到了很多課本上不曾出現(xiàn)的東西。通過一次次的調(diào)試及修正，讓我意識(shí)到了在工程設(shè)計(jì)中認(rèn)真和耐心的重要性，也意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作的作用，而且在今后的工作學(xué)習(xí)中我要更加虛心地請(qǐng)教別人，畢竟自己還是有很多不足。八、參考文獻(xiàn)1 張文榮.模擬電子技術(shù)課程教學(xué)新探j(luò). 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué) 報(bào).2004,4(3).2 余道衡，徐承和. 電子電路手冊(cè)m. 北京：北京大學(xué)出版社，19963 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社，2001.414-417.4 彭介華。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)m.北京：高等教育出版社，1997.3-45.5 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社，1998.348-352.6