1、自動化工程學(xué)院模擬電子課程設(shè)計(jì)(報(bào)告)學(xué)生姓名： 班 級： 學(xué) 號： 設(shè)計(jì)題目：1. 方波發(fā)生器制作 2. 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作 3 聲控延時夜燈制作與調(diào)試 同組姓名： 徐小龍、曲行濤、李亮、張家棋、楚樂、李海山、蔣東奎 指導(dǎo)教師： 田老師 2009 年 9月 目 錄第1章 方波發(fā)生器制作1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)························&

2、#183;·····························21.2 總體設(shè)計(jì)方案··················&#

3、183;·······························21.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)················&#

4、183;·······························21.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單··············

5、3;·············31.5 系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量··································

6、;····41.6 改進(jìn)意見與體會············································

7、;····4第2章 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)·········································

8、3;············52.2 總體設(shè)計(jì)方案····································

9、;··············52.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析··································

10、;··············62.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單····························82.5 系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量·&#

11、183;····································92.6 改進(jìn)意見與收獲體會···········

12、·································9第3章聲控延時燈的制作與調(diào)試3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)·············&

13、#183;·······································103.2 總體設(shè)計(jì)方案········&

14、#183;········································103.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)·······

15、········································103.4 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單······&

16、#183;····················113.5 系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量··························&

17、#183;··········123.6 改進(jìn)意見與收獲體會····································

18、3;······12參考文獻(xiàn)··········································

19、3;···············13第1章 方波發(fā)生器制作1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個簡易的方波發(fā)生器。在給定合適電源狀態(tài)下利用相關(guān)器件制作一電路使該電路能輸出一定頻率的方波。當(dāng)輸出端接示波器，可觀察并計(jì)算出所產(chǎn)生的方波波形及頻率。1.2 總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)相關(guān)資料查找，運(yùn)用74LS00及電容電阻設(shè)計(jì)一個方波發(fā)生電路。圖1-1電路工作原理為：該引腳圖表示74LS00為“四2輸入與非門”，內(nèi)部有四個兩輸入與非門。A、B為輸入端，Y為輸出端，其共用電源端

20、為（14腳）接地端為GND（7腳）。當(dāng)給5腳輸入高電平，空腳4輸入低電平，經(jīng)過74LS00輸出高電平，對電容C1進(jìn)行充電，示波器上顯示信號在Y軸正半部分。當(dāng)電容C1充電結(jié)束后，C1繼續(xù)放電，當(dāng)放點(diǎn)結(jié)束后，C1處相當(dāng)于斷開。2腳接地，輸出低電平。空腳1輸入高電平，經(jīng)過74LS00輸出高電平，對電容C2進(jìn)行充電，此時4腳輸入高電平。空腳5也輸入高電平，經(jīng)74LS00后輸出電平。即輸出為低電平，在示波器顯示信號為Y軸負(fù)半部分。C2充電結(jié)束后斷開，重復(fù)第一過程。從此反復(fù)產(chǎn)生穩(wěn)定方波1.3系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 圖1-2 圖1-3該引腳圖表示CT74LS00為“四2輸入與非門”，內(nèi)部有四個兩輸入與非門。A、B為

21、輸入端，Y為輸出端，其共用電源端為（14腳），接地端為GND（7腳）。1.4總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單1.4.1總電路圖圖1-4 圖1-5 圖1-6元器件清單元器件清單如表11所示： 表11 元器件清單元器件名稱個數(shù)74LS002電阻2電容2儀器儀表清單如12所示： 表12 儀器儀表清單儀器儀表名稱個數(shù)萬用電路板1萬用表1電烙鐵1焊芯1電工鉗1導(dǎo)線若干1.5系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量1.5.1 系統(tǒng)安裝系統(tǒng)安裝步驟為：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，畫實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，畫出實(shí)物位置電路線路，并印制裝配圖；（3）運(yùn)用仿真軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真；（4）準(zhǔn)備電烙鐵，預(yù)熱，擺放好材料；（5）根據(jù)

22、電路圖進(jìn)行焊接，布線，注意器件正負(fù)極；（6）認(rèn)真檢查焊接是否正確，用萬用表檢測所焊部分通電情況是否正常；（7）測試是否成功。1.5.2實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果為：將輸出端接正弦波發(fā)生器，輸出端接示波器。通過調(diào)整在示波器上可觀察到正弦波。1.6 改進(jìn)意見與收獲體會在這次課程設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到了一些除理論以外的其他的東西，例如實(shí)際操作。更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的成功感和快樂，最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化，并學(xué)會利用圖書館圖書查找資料去解決出現(xiàn)的問題。學(xué)會與別人合作，學(xué)會了對一些復(fù)雜電路的改進(jìn)，總之感觸很深。 第2章 不規(guī)則變速循環(huán)彩燈的制作2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)利用兩

23、組不規(guī)則周期發(fā)生器4069和CD4017彩燈和相關(guān)器件制作一組能夠變速并且每一次變速都是不規(guī)則的彩燈電路。2.2 總體設(shè)計(jì)方案（1）參考電路圖如下： 圖2-1（2）電路的工作原理：它是由不規(guī)則周期脈沖發(fā)生器和CD4017彩燈電路組成。CD4017是一塊能產(chǎn)生序列脈沖的CMOS計(jì)數(shù)/分配器。它有2個時鐘端：CP端是上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)端（=0。當(dāng)=1，則輸出狀態(tài)保持不變）、端是下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)端（CP=1。當(dāng)CP=0，則輸出狀態(tài)保持不變）；CR為其異步清0端，加高電平時，不論、CP為何值，只有Y0輸出為高電平；在時鐘信號作用下，Y0Y9依次輸出為正脈沖。不規(guī)則周期脈沖發(fā)生器（由CD4069構(gòu)成）采用兩個

24、脈沖信號發(fā)生器分別輸出頻率不同的兩路脈沖信號，再由一個或門電路把它們合成為一個不規(guī)則周期脈沖信號；用這個不規(guī)則 脈沖信號作為CD4017彩燈電路的計(jì)數(shù)脈沖，就可以使彩燈循環(huán)變化的速度忽快忽慢，多路彩燈的每一路燈光的發(fā)光時間也變得各不相同。通過分別調(diào)整兩個脈沖信號發(fā)生器的頻率，可以改變不規(guī)則周期脈沖信號的變化規(guī)律。2.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)2.3.1 CD4069 圖2-2 為C D4069引腳圖CD4069工作是，引腳7接地，CD4069為常用的CMOS集成門電路為六反相器。CMOS集成門電路完成的功能為CMOS反相器的基本電路如圖22所示。為驅(qū)動管，又稱輸入管，為負(fù)載管，兩管柵極連在一起作輸入端

25、，漏極連在一起作輸出端。要求，且。 圖23CMOS反相器2.3.2 CD4017引腳圖 圖2-4十進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻器CD4017，其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是O0、O1、O2、O9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。CD4017有10個輸出端（O0O9）和1個進(jìn)位輸出端O5-9。每輸入10個計(jì)數(shù)脈沖，O5-9就可得到1個進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。CD4017有3個控制（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

26、鐘輸入端，若要用上升沿來計(jì)數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計(jì)數(shù)，則信號由CPl端輸入。設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。由此可見，當(dāng)CD4017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)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。1 工作原理當(dāng)輸入時，截止，導(dǎo)通，輸出。當(dāng)輸入時，導(dǎo)通，截止，所以輸出。2.3.2 發(fā)光二極管發(fā)光二極管是由-族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)

27、注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光2.4 總電路圖 元器件清單 儀器儀表清單2.4.1 總電路圖 圖2-52.4.2 元器件清單 表21 元器件清單元器件名稱個數(shù)CD4069芯片1CD4017芯片1電阻10開關(guān)2二極管2發(fā)光二極管10表2-2 儀器儀表清單儀器儀表名稱個數(shù)萬用電路板1萬用表1電烙鐵1焊芯1電工鉗1導(dǎo)線若干2.5 系統(tǒng)安裝調(diào)試與參數(shù)測量2.5.1系統(tǒng)安裝系統(tǒng)安裝步驟為：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，畫出實(shí)物位置電路線路圖和印制裝配圖；（3）運(yùn)用仿真軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真；（4）準(zhǔn)備電烙鐵，預(yù)熱

28、，擺放好材料；（5）根據(jù)電路圖進(jìn)行焊接，布線，注意器件正負(fù)極連接是否正確；（6）認(rèn)真檢查焊接是否正確，用萬用表檢測所焊部分通電情況是否正常；（7）測試是否成功2.5.2 實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果 試驗(yàn)測試結(jié)果為：接入適當(dāng)?shù)碾娫春蟀l(fā)現(xiàn)彩燈的工作情況滿足實(shí)驗(yàn)要求，所以調(diào)試結(jié)果成功。2.6 改進(jìn)意見與收獲體會 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我在課堂上所學(xué)的知識得以充分應(yīng)用，讓我明白了知識的重要性，更進(jìn)一步加深了我對模擬電子技術(shù)的了解，使我對數(shù)字電子技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時又讓我了解了cd4069和cd4017這兩個電子芯片的工作原理及相關(guān)知識，加強(qiáng)了動手能力。讓我真正的學(xué)會了將理論知識應(yīng)用于實(shí)踐. 第3章 聲控延時夜燈

29、的制作與調(diào)試3.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個聲控延時夜燈器。具體要求如下： （1）電路通過對聲強(qiáng)的感應(yīng)和檢測處理，來控制照明燈的亮滅。（2）電路在照明燈點(diǎn)亮t秒后自動關(guān)斷，并且時間t可以手動調(diào)節(jié)。（3）根據(jù)電路圖設(shè)計(jì)印制電路板，并進(jìn)行組裝與調(diào)試，印制電路 板安裝工藝應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 3.2 總體設(shè)計(jì)方案 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和器材實(shí)際，運(yùn)用555定時器 7805芯片構(gòu)造聲控延遲夜燈，按照電路圖連接實(shí)驗(yàn)所需電路。 圖3-13.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)3.3.1 NE555引腳圖 圖3-2 本電路使用一塊時基電路NE555，其高電平觸發(fā)端6腳和低電平觸發(fā)端2腳相連，構(gòu)成施密特觸發(fā)器，當(dāng)加在2腳和6腳上的電壓超2/3VCC時，3腳輸出低電平，當(dāng)加在2腳和6腳上的電壓低于1/3VCC時，3腳輸出高電平。3.3.2 電路的工作原理：當(dāng)有聲波傳入駐極話筒MIC時，MIC將聲波轉(zhuǎn)變成交變電壓信號通過電容C1偶合到三極管Q1上，經(jīng)過