數(shù)電選舉投票記錄顯示儀的設計課設報告

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、電路設計2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 以直流電源做信號源的開關電路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、課設體會及合理化建議9參考文獻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^本設計實現(xiàn)各個選舉人對相應候選人的投票及投票之后的唱 票操作。本設計用十進制計數(shù)器實現(xiàn)選票的記錄功能，通過開關以實現(xiàn)投票操作

4、，通過繼電器 完成開關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。用三個十進制計數(shù)器以完成對應三個候選人的得票情況記錄，以0對其進行進行初始 化，以開關控制每個十進制計數(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，并用一個開關來對線路的連通情況 進行控制，以實現(xiàn)總顯示按鈕功能?？偟膩碚f本設計由總顯示按鈕、內(nèi)部記錄電路、相應候選人按鈕、投票按鈕四個部分 組成?？傦@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 記錄相應候選人“選舉”、“否決”、“棄權”三種投票結(jié)果，閉合相應開關以使其并在相應 數(shù)碼管顯示出來。二、方案論證本設計方案通過確認相應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。通過確認相應候選人按鈕來確定技術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，并設置確認相應候選人按鈕為計數(shù)信號的總開關，默認投票按鈕在無 人投票的時候處于斷開狀態(tài)及默認計數(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繼電器連接的

7、開關都串聯(lián)到一個直 流電源，總顯示開關組成的電路中，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方案功能框圖本設計主要是基于同步十進制加法計數(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，通過開關控制計數(shù)脈沖的輸入來實現(xiàn)設計中的候選人選定及相應投票 功能。方案原理框圖如圖2所示。圖2方案原理框圖三、電路設計1.以直流電源做信號源的開關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電路該電路以12V的直流電源作為信號源，并通過控制開關J16、J15、J1

8、4來分別控制三 個候選人的選定與否，通過開關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 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、電源組成一個電路回路。實現(xiàn)開關閉合時數(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電路電路開關下閉合時，輸出的波形如圖7所示。圖7電路開關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jFL表格中的U1，U2,U3分別表示與開關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電路以直流電源做信號源的開關 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電路的輸出信號，QA、QB、QC、QD為計數(shù)器的輸出。3.開關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）開關斷開時，電路如圖10所示。圖10開關斷開時繼電器電路及顯示電路2）開關閉合時，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;開關二開關三閉合時，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票得票數(shù)。以三刀三擲開關中開關一閉合為例，其電路圖如圖12所示。圖11三刀三擲開關開關一閉合時繼電器電路及顯示電路五、結(jié)論通過對設計的性能分析，可以看到用直流電源作為信號源其在開

13、關閉合時具有較強的 穩(wěn)定性，也就是說在進行投票時不會出現(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，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。在在總顯示開關電路即開關控制的繼電器電 路及顯示電路中，繼電器的應用解決了用一個開關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 人確認按鈕，投票按鈕在相應候選人對應的計數(shù)器上完成累加。并在總顯示開關電路即開 關控制的繼電器電路及顯示電路中的數(shù)碼管顯示出十進制數(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同步十進制計數(shù)器741602.52數(shù)碼管DCD_HEX0.9通過表格可以看出本設計所用器件較少且價格較低，性價比較高。七、課設體會及合理化建議課程設計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。靜下心來，仔細分析題目，不斷分 化，將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設計，逐個攻破，最后再將其整 合即可。用multisim進行設計的過程中，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，所以在課程設計的過程也是一個不斷學習的過程，一 個需要我們不斷查閱資料，不斷應用知識的過程。數(shù)字電子技術基礎課程設計是配合數(shù)字 電子技術基礎課程與實驗教學的一個非常重要的教

15、學環(huán)節(jié)。它不但能鞏固我們已所學的電 子技術的理論知識，而且能提高我們的電子電路的設計水平，還能加強我們綜合分析問題 和解決問題的能力，進一步培養(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。在整個課程設計過程，既加強了我們的動手能力，又讓我們將理論聯(lián)系實際，在實 踐中取得進步，從問題中提高自己。同時，本次課程設計加深了我對數(shù)字電子技術基礎的 進一步深入理解。熟悉了 multisim軟件的用法和功能，為我以后更好地運用multisim 奠定了良好的基礎。最后，通過這次課程設計，使我受益頗多。了解到課程實習設計是 開端，連接是關鍵，測試是必須。既鞏固了課堂上學到的理論知識，又掌握了常用集成電 路芯片的使用。在此基礎上學習了數(shù)字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會了科學地分析實 際問題，通過查資料、分析資料及等途徑，獨立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)?態(tài)度，獨立學習的能力。參考文獻閻石主編.數(shù)字電子技術.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.M南京：東南大學出版社，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