數(shù)電課程設(shè)計(jì)(跑馬燈)

PAGEPAGE10數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：跑馬燈目錄設(shè)計(jì)題目11設(shè)計(jì)要求及主要技術(shù)指標(biāo)..31.1設(shè)計(jì)要求31.2主要技術(shù)指標(biāo)32設(shè)計(jì)過程32.1題目分析32.2整體構(gòu)思32.3具體實(shí)現(xiàn)43元件說明43.1元件說明44檢查過程74.1檢查過程74.2遇到問題及解決措施75心得體會8參考文獻(xiàn)9附錄一：電路原理圖9附錄二：元件清單10一．設(shè)計(jì)要求及主要技術(shù)指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)要求（1）、根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求確定電路形式，分析工作原理，計(jì)算元件參數(shù)。（2）、列出所用元器件清單并購買。（3）、安裝調(diào)試所設(shè)計(jì)的電路，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（4）、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（5）、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。1.2主要技術(shù)指標(biāo)（1）實(shí)現(xiàn)8燈循環(huán)點(diǎn)亮。（2）間隔時(shí)間可調(diào)。（3）廣告燈的樣式自定。二．設(shè)計(jì)過程2.1題目分析我們設(shè)計(jì)的跑馬燈實(shí)際上是主要使用一個(gè)74LS161，一個(gè)74LS138，一個(gè)74LS20和一個(gè)78L05這四個(gè)芯片對8個(gè)LED進(jìn)行控制，產(chǎn)生循環(huán)控制的效果。形成一個(gè)流水似的廣告燈。2.2整體構(gòu)思擬定系統(tǒng)方案框圖，畫出系統(tǒng)框圖中每框的名稱、信號的流向，各框圖間的接口，使用protel99電路設(shè)計(jì)軟件畫出原理圖，再生成網(wǎng)絡(luò)表和PCB板。對照原理圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)要使用的元器件后，在電子市場購買所需要的電子元器件。最后在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行下一步工作。2.3具體實(shí)現(xiàn)我們需要使用碳粉打印機(jī)把我們設(shè)計(jì)的原理圖打印出來，不過要注意必須要使用不干膠紙的光滑面進(jìn)行打印。因?yàn)槲覀円褂脽徂D(zhuǎn)印的方法對原理圖進(jìn)行轉(zhuǎn)移在覆銅板上。我們將原理圖轉(zhuǎn)移在覆銅板上后，再使用氯化鐵（Fecl3）溶液進(jìn)行腐蝕，這個(gè)過程大約要十幾分鐘。腐蝕好覆銅板后，先用清水沖洗掉殘留的溶液，再用香蕉水擦洗掉覆在銅板上的碳粉，最后我們再清洗一下覆銅板。接下來我們就該進(jìn)行打孔，根據(jù)原理圖和實(shí)際元器件管腳的大小，選擇適當(dāng)?shù)尼槍副P進(jìn)行打孔，這樣我們的PCB板就做好了。最后我們進(jìn)行焊接，對照原理圖進(jìn)行元器件插接，插接好元器件后再進(jìn)行焊接。焊接好后進(jìn)行測試和調(diào)試。三．元件說明3.1元件說明74LS2074LS20芯片的功能很簡單，就是包含兩個(gè)4輸入與非門，內(nèi)含兩組4與非門第一組：1,2,4,5輸入6輸出。第2組：9,10,12,13輸入8輸出。74LS20功能表ABCDY111100XXX1X0XX1XX0X1XXX01<74LS20真值表><74LS20引腳圖>74LS20測試:只要通過對輸入1111,0111,1011,1101,1110五項(xiàng)進(jìn)行檢測就可判斷其邏輯功能是否正常。74LS16174LS161型四位同步二進(jìn)制可預(yù)置計(jì)數(shù)器的外引線排列圖及其邏輯符號，其中是直接清零端，是預(yù)置數(shù)控制端，A3A2A1A0是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，EP和ET是計(jì)數(shù)控端,是計(jì)數(shù)輸出端，RCO是進(jìn)位輸出端。74LS161型計(jì)數(shù)器的功能表如表(a)外引線排列圖(b)邏輯符號74LS161型四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161型四位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能表清0預(yù)置控制時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出EPETCPA3A2A1A00××××××××000010××↑d3d2d1d0d3d2d1d0110××××××保持11×0×××××1111↑××××計(jì)數(shù)由表可知，74LS161具有以下功能。由表可知，74LS161具有以下功能。①異步清零。=0時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出被直接清零，與其他輸入端的狀態(tài)無關(guān)。②同步并行預(yù)置數(shù)。在=1條件下，當(dāng)=0且有時(shí)鐘脈沖CP的上升沿作用時(shí)，A3、A2、A1、A0輸入端的數(shù)據(jù)d3、d2、d1、d0將分別被所接收。③保持。在==1條件下，當(dāng)ET·EP=0，不管有無CP脈沖作用，計(jì)數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變。需要說明的是，當(dāng)EP=0，ET=1時(shí)，進(jìn)位輸出RCO也保持不變；而當(dāng)ET=0時(shí)，不管EP狀態(tài)如何，進(jìn)位輸出RCO=0。④計(jì)數(shù)。當(dāng)==EP=ET=1時(shí)，74ls161處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。74LS13874LS1383線－8線譯碼器，共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下：當(dāng)一個(gè)選通端（E3）為高電平，另兩個(gè)選通端（E1)和/(E2)）為低電平時(shí)，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。利用E1、E2和E3可級聯(lián)擴(kuò)展成24線譯碼器；若外接一個(gè)反<74ls138引腳圖>相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器。若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。橋式整流器簡介：橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟：喴纂娐穲D原理：橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的第一個(gè)步。78L0578L05是一種固定電壓(5V)三端集成穩(wěn)壓器,其適用于很多應(yīng)用場合.象牽涉到單點(diǎn)穩(wěn)壓場合需要限制噪聲和解決分布問題的在-卡調(diào)節(jié).此外它們還可以和其它功率轉(zhuǎn)移器件一起構(gòu)成大電流的穩(wěn)壓電源,如可驅(qū)動輸出電流高達(dá)100毫安的穩(wěn)壓器.其卓越的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性使之特別適用于過載的情況.當(dāng)用于替代傳統(tǒng)的齊納二極管-電阻組的時(shí)候,其輸出阻抗得到有效的改善,其偏置電流大大減少.78L05特性:*三-端穩(wěn)壓器*輸出電流可達(dá)到100mA*無需外接元件*內(nèi)部熱過載保護(hù)*內(nèi)部短路電流限制四．檢查過程4.1檢查過程將焊接好的PCB板進(jìn)行檢查，利用數(shù)字萬用表對各個(gè)電路進(jìn)行測試，看是否有焊接短路的地方，檢查是否覆銅板上的線路有斷路的地方?？锤鱾€(gè)元件的安放是否美觀，查看發(fā)光二極管是否是發(fā)光，是否出現(xiàn)有虛焊的情況。4.2遇到問題及解決措施如果發(fā)現(xiàn)二極管沒有亮，就用數(shù)字萬用表檢查電路是否是通路。看看PCB板上是否有短路和斷路地方，如果有就修整錯(cuò)誤的地方。如果沒有，則檢查發(fā)光二極管是否已壞，如壞，則更換二極管。五．心得體會通過本次的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我更加熟悉了protel99電路設(shè)計(jì)器的使用，對于PCB板的制作有了進(jìn)一步的了解。使我認(rèn)識到電子課程設(shè)計(jì)的重要性，作為電子專業(yè)的學(xué)生必須要有動手的習(xí)慣。只有在理論知識和實(shí)際操作相結(jié)合下才能夠?qū)W好電子技術(shù)專業(yè)。在設(shè)計(jì)跑馬燈原理圖的過程中，學(xué)會了利用protel99電路設(shè)計(jì)器的網(wǎng)絡(luò)布線和自動布線，原理圖中的錯(cuò)誤檢查，生成網(wǎng)絡(luò)表等。學(xué)習(xí)了PCB板的制作。先把原理圖用碳粉打印機(jī)打印在不干膠紙上，因?yàn)椴桓赡z紙的光滑面易于轉(zhuǎn)印在覆銅板上。我們應(yīng)該檢查打印出來的原理圖有沒有錯(cuò)誤的地方，是否清晰。接下來用熱轉(zhuǎn)印方法轉(zhuǎn)移原理圖，轉(zhuǎn)印的時(shí)候我們應(yīng)該注意鋪平覆銅板，受熱均勻，把原理圖轉(zhuǎn)印完全。如果我們轉(zhuǎn)印的原理圖有殘缺的地方，可以用涂改液覆蓋和鏈接線路，把原理圖修理完整后，我們就對銅板進(jìn)行腐蝕了。先用溫水把氯化鐵兌成溶液后，把覆銅板放入溶液中進(jìn)行腐蝕，大約需要十幾分鐘的時(shí)間，一定要等覆銅板腐蝕完全才能拿出來，但也不能腐蝕過度。把腐蝕好的銅板拿出來用清水清洗干凈后，我們在用香蕉水把覆在銅板上的碳粉洗掉，再用清水沖洗掉殘留物。接下來的工序就是打孔，對照原理圖進(jìn)行操作。打孔的時(shí)候一定要注意選用合適的針來打孔，按照我們設(shè)計(jì)的焊盤，根據(jù)各個(gè)元器件管角的大小選用不同規(guī)格的針來打孔。在焊接元器件的時(shí)候，對照自己設(shè)計(jì)的原理圖，把元器件插在規(guī)定的位置，再進(jìn)行焊接。我感覺到我們做的PCB板沒有市場上買回來的好焊，可能是因?yàn)槲覀冏龅腜CB板沒有達(dá)到要求，有些地方出現(xiàn)斷路的情況，可能是在制作過程中我們的操作不熟練和材料的劣質(zhì)造成的原因。某些焊盤的大小也有點(diǎn)不合理，是自己設(shè)計(jì)的時(shí)候疏忽了實(shí)際元器件管腳的大小。還有自己制作的PCB板的布線看起來有很多地方還是不合理，看起來不是很美觀，在這些方面我還有待進(jìn)一步的提高。經(jīng)過這次的數(shù)字電子技術(shù)課程的設(shè)計(jì)，我受益匪淺，感觸良深。通過自己動手制作PCB板學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的東西，使我認(rèn)識到動手的重要性和必要性。作為一名大學(xué)生，我們不應(yīng)該僅僅學(xué)習(xí)理論知識，還要注重實(shí)踐，只有理論結(jié)合實(shí)踐才能夠?qū)W習(xí)好知識。作為當(dāng)代大學(xué)生，我們肩負(fù)著建設(shè)祖國未來的使命，我們就應(yīng)該打起精神來好好學(xué)習(xí)，只有學(xué)好了知識才能夠更好的建設(shè)祖國。在以后的學(xué)習(xí)過程中我會更加的努力！參考文獻(xiàn)：《protel電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《電子工藝基礎(chǔ)》《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》附錄一：電路原理圖附錄二：元件清單序列名稱型號或規(guī)格數(shù)量1譯碼器74ls13812雙4輸入與非門74ls2013同步計(jì)數(shù)器74ls16114三端集成穩(wěn)壓器78l0515橋式整流2W10V16單刀雙置開關(guān)27變壓器6V3W18覆銅板9*15cm19發(fā)光二極管1010電阻1K1011電容0.1u212電解電容470uf113插頭1任務(wù)書數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生及時(shí)掌握和鞏固所學(xué)的基本理論，掌握常用儀器的使用方法。設(shè)計(jì)課題及要求設(shè)計(jì)一個(gè)跑馬燈控制器。要求：設(shè)計(jì)的跑馬燈實(shí)際上是主要使用一個(gè)74LS161，一個(gè)74LS138，一個(gè)74LS20和一個(gè)78L05這四個(gè)芯片對8個(gè)LED進(jìn)行控制，產(chǎn)生循環(huán)控制的效果。形成一個(gè)流水似的廣告燈。課程設(shè)計(jì)的基本要求1．使學(xué)生具有自主設(shè)計(jì)電路原理讀圖、查閱參考書籍和手冊及資料文獻(xiàn)的的能力。2．設(shè)計(jì)、計(jì)算、文件選取、畫出設(shè)計(jì)電路圖3．學(xué)習(xí)掌握EWB（或Multisim）仿真軟件，使用EWB（或Multisim）元器件建立設(shè)計(jì)電路模型進(jìn)行仿真，并調(diào)試通過。4．撰寫嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、有理論根?jù)的、實(shí)事求是的、文理通順的字跡端正的實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告。按內(nèi)容完成設(shè)計(jì)任務(wù)。認(rèn)真上機(jī)，熟練掌握EWB（或Multisim）仿真軟件，并調(diào)試通過，上機(jī)結(jié)束提交仿真圖、運(yùn)行結(jié)果及結(jié)果分析。數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)時(shí)間設(shè)計(jì)電路原理讀圖、查閱參考書籍和手冊及資料文獻(xiàn)（2天）。設(shè)計(jì)、計(jì)算、文件選取、畫出設(shè)計(jì)電路圖（2天）。調(diào)試設(shè)計(jì)電路、調(diào)試及校驗(yàn)（2天）驗(yàn)收及校驗(yàn)（1天）數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)機(jī)電系電工電子實(shí)驗(yàn)室數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求字跡工整、文字通順；其撰寫內(nèi)容包括：1．邏輯設(shè)計(jì)整體方案設(shè)計(jì)單元電路設(shè)計(jì)畫出邏輯總電路圖2．仿真(利用EWB（或Multisim）軟件對電路進(jìn)行仿真模擬.)，上機(jī)調(diào)試3．調(diào)試設(shè)計(jì)電路、調(diào)試及校驗(yàn)。給出設(shè)計(jì)結(jié)果：總體接線圖接線圖（仿真圖）（打印，注明指導(dǎo)教師，設(shè)計(jì)人員，時(shí)間）時(shí)序圖（打印，注明指導(dǎo)教師，設(shè)計(jì)人員，時(shí)間）總結(jié)、完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)結(jié)束以后把所有的的電子檔歸類、仿真程序歸類后打包拷貝給指導(dǎo)老師存檔。注：（1）要求每班同學(xué)分成8組