電子課程設(shè)計報告優(yōu)秀

1、網(wǎng)線測試儀一 課程設(shè)計目的本次課程設(shè)計主要結(jié)合模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)理論知識設(shè)計一個網(wǎng)線測試儀，網(wǎng)線測試儀就是用來測試網(wǎng)線連接狀況的。本次課程設(shè)計起到鞏固所學(xué)知識，加強綜合能力，培養(yǎng)電路設(shè)計能力，提高實驗技術(shù)，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。二 結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)于實現(xiàn)網(wǎng)線測試功能的設(shè)計：接通電源后，555定時器開始工作，產(chǎn)生方波。其方波上升沿觸發(fā)4017BT-5V的CP1端，因4017BP的MR接地時，各Y端有譯碼輸出。而輸出端（Y0Y9）只有一個高電平循環(huán)出現(xiàn)，其余均為低電平。由此構(gòu)成如下回路：發(fā)光管LED1被測網(wǎng)線第一根副機電路中發(fā)光管LED9VD10VD16之一另一根被測網(wǎng)線主機D1-D8之一。這樣。

2、如果主機電路中的LED1被點亮，副機中的LED9也被點亮，則表示被測網(wǎng)線第一根線為“通”其它也如此。對網(wǎng)線進行檢測時，如果LED1、LED2、LED4-LED8、LED17有不亮者，即表示此路不通。如果LED9一LED16非順序點亮，則表示線序有誤。當(dāng)保持開機狀態(tài)，該測試儀將會不斷地對網(wǎng)線進行自動重復(fù)測試。其原理圖如圖所示：555方波信號發(fā)生LED顯示部分分頻器三 方案比較1 ）555定時器與石英晶體振蕩器的比較晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal，它是時鐘電路中最重要的部件，它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像個標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會造成相關(guān)設(shè)備工作頻

3、率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問題。晶振還有個作用是在電路產(chǎn)生震蕩電流,發(fā)出時鐘信號.。它用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。振在數(shù)字電路的基本作用是提供一個時序控制的標(biāo)準(zhǔn)時刻。數(shù)字電路的工作是根據(jù)電路設(shè)計，在某個時刻專門完成特定的任務(wù)，如果沒有一個時序控制的標(biāo)準(zhǔn)時刻，整個數(shù)字電路就會成為“聾子”，不知道什么時刻該做什么事情了。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。

4、有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。電路中，為了得到交流信號，可以用RC、LC諧振電路取得，但這些電路的振蕩頻率并不穩(wěn)定。在要求得到高穩(wěn)定頻率的電路中，必須使用石英晶體振蕩電路。石英晶體具有高品質(zhì)因數(shù)，振蕩電路采用了恒溫、穩(wěn)壓等方式以后，振蕩頻率穩(wěn)定度可以達到10(-9)至10(-11)。廣泛應(yīng)用在通訊、時鐘、手表、計算機需要高穩(wěn)定信號的場合。555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、

5、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入

6、端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。555的應(yīng)用： 555定時器（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； （2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生（3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定時開關(guān)中。雖然石英晶體振蕩頻率的穩(wěn)定度高，但是受環(huán)境溫度的影響較大。而由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的器沒有此缺點而且功能穩(wěn)定，適用

7、范圍廣，所以采用555定時器來產(chǎn)生方波。（2）4017BD-5V與3-8譯碼器的比較因為4017輸出信號均是高電平，而，3-8譯碼器輸出是低電平，跳變?yōu)榈碗娖绞菬袅?。要想使燈在跳變?yōu)楦唠娖綍r亮需要在輸出端加非門使電路變得復(fù)雜，所以選用4017。四 電路設(shè)計及理論分析（1）555方波信號發(fā)生器原理圖原理：它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個RS觸發(fā)器，一個放電管T及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC/3和2VCC /3。555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為

8、2VCC/3，C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3，同時TR端的電壓大于VCC /3，則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，使輸出為0電平。圖1-1 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)電容的初始電壓Uc0，t0時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端VTHVTL=0<1/3VCC，比較器A1輸出為高電平，A2輸出為低電平，即RD=1，SD=0（1表示高電位，0表示低電位），R-S觸發(fā)器置1，定時器輸出Uo=1，此時Q=1，定時器內(nèi)部放

9、電三極管截止，電源VCC經(jīng)向電容C充電，UC逐漸升高。當(dāng)UC上升到1/3VCC時， 輸出由0翻轉(zhuǎn)為1，這時RD=RS=1，R-S 觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0<t<t1期間,定時器輸出Uo為高電平1。t=t1 時刻，Uc上升到2/3Vcc，比較器A1的輸出由1變?yōu)?，這時RD=0，RS=1，R-S 觸發(fā)器復(fù)0，定時器輸出Uo=0。 t1<t<t2期間，Q=0，放電三極管T導(dǎo)通，電容C通過R2放電。Uc按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)Uc<2/3VCC時比較器A1輸出由0變?yōu)?，R-S觸發(fā)器的RD=SD=1，Q的狀態(tài)不變，Uo的狀態(tài)仍為低電平。 t=t2時刻，Uc下降到1/3Vcc

10、，比較器A2輸出由1變?yōu)?，R-S觸發(fā)器的RD=1，SD=0，觸發(fā)器處于1，定時器輸出Uo=1。此時電源再次向電容C放電，重復(fù)上述過程。通過上述分析可知，電容充電時，定時器輸出Uo=1，電容放電時Uo=0， 0，電容不斷地進行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔?。圖1-2 555多諧振蕩器原理圖 振蕩周期T=T1+T2。T1為電容充電時間，T2為電容放電時間。充電時間T1=（R1+R2）C20.7（R1+R2）C；放電時間T2=R2C20.7R2C； 矩形波的振蕩周期T=T1+T2=2（R1+2R2）C0.7（R1

11、+2R2）C。q=（脈寬tw）/（周期T）。圖1-3多諧振蕩器的工作波形在電路圖中周期T1=（R1+R2）C20.7（R1+R2）C =0.7*530*1=0.37，T=T1+T2=2（R1+2R2）C0.7（R1+2R2）C=0.7*（400+2*130）*1=0.46s，占空比q=T1/T=0.80（2）分頻器以及顯示部分原理圖工作原理：40174017BT有3個輸（MR、CP0和CP1），MR為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1O9）均為低電平。CP0和CPl是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入若要用下降沿計數(shù)則信號由CPl端

12、輸入。 若有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，可直接用作順序脈沖發(fā)生器。高電壓在顯示部分形成回路，由此可也判斷網(wǎng)線是否是通路。由于4017有10個輸出端但是在原理圖只用了8個輸出端，所以在LED17亮之后經(jīng)過兩個脈沖周期后LED1才繼續(xù)亮。12腳為進位腳，當(dāng)4017計數(shù)10個脈沖之后，將輸出一個脈波，代表產(chǎn)生進位，接地后不影響輸出。14腳為頻率輸出信號，有一定的工作電壓，所以R3，R4有分壓功能保證14腳正常工作，LED3指示燈亮表示可以正常工作。五、電路總框圖六 仿真結(jié)果與分析采用CD4017制作的網(wǎng)線測試儀電路如下圖所示,其工作原理是:   接通電源后，NE555得電工作，產(chǎn)生方波，LED0閃亮。其方波上升沿觸發(fā)CD4017的CP端，因CD4017的CR接地時，各Y端有譯碼輸出。而輸出端(YOY9)只有一個高電平循環(huán)出現(xiàn)，其余均為低電平。由上電路圖可知，構(gòu)成如下的回路：發(fā)光管LED1被測網(wǎng)線第一根副機電路中發(fā)光管LED10VD11VD17之一另一根被測網(wǎng)線主機VD2-VD8之一。這樣。如果主機電路中的LED1被點亮，副機中的LED10也被點亮，則表