電子電路課程設(shè)計(jì)--響應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 電子電路課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程： 電子技術(shù)基礎(chǔ) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　

2、班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p>

3、;<p>　　完成日期： 2013-7-2 </p><p><b>　　總 目 錄</b></p><p>　　第一部分：任務(wù)書 </p><p>　　第二部分：課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　第 一 部 分</b><

4、/p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　書</b></p><p>　　電子技術(shù)設(shè)計(jì)（含制作）》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的</b>&l

5、t;/p><p>　　本課程是在學(xué)完《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》之后，集中兩周時(shí)間，進(jìn)行的復(fù)雜程度較高、綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題的實(shí)做訓(xùn)練。主要包括：方案論證、系統(tǒng)電路分析、單元功能電路設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝調(diào)試、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、系統(tǒng)綜合調(diào)試與總結(jié)等。使學(xué)生在《數(shù)字電子技術(shù)》基本知識(shí)、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)、水平諸方面得到全面提高，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)應(yīng)用

6、型工程技術(shù)人才打下重要基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　1、加強(qiáng)對(duì)電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會(huì)查尋資料、方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　2、獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)，鍛煉分析、解決電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向技能的轉(zhuǎn)化。</p>

7、<p>　　3、獨(dú)立書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)能正確反映設(shè)計(jì)思路和原理，反映安裝、調(diào)試中解決各種問題。</p><p>　　考核樣機(jī)是否全面達(dá)到現(xiàn)定的技術(shù)指標(biāo)，能否長(zhǎng)期可靠地工作，并寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容</b></p><p>　　課題：響應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀</p><p&g

8、t;　　內(nèi)容：設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試響應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀</p><p><b>　　課程要求：</b></p><p>　　測(cè)試者按下按鈕1，燈亮；被測(cè)試者見燈亮按下按鈕2，燈滅，用二位數(shù)碼管顯示被測(cè)者的響應(yīng)時(shí)間（精度為百分之一秒）。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用中

9、小型規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試出所要求的電路；</p><p><b>　　五、時(shí)間安排</b></p><p>　　方案設(shè)計(jì)：1天 電路設(shè)計(jì)：3天</p><p>　　裝配圖設(shè)計(jì)：1.5天 安裝調(diào)試：3天 課程設(shè)計(jì)報(bào)告：1.5天</p><p><b>　　第 二 部 分</b>&l

10、t;/p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p&

11、gt;<p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求…………….………………………………………….….…...（7）</p><p>　　2電源電路設(shè)計(jì)方案………………………………………….…………….….（8）</p>

12、<p>　　2.1控制電路工作原理…………………………………………..………..……….….....（8）</p><p>　　2.2器件選型 …………………………………………………..………..…………..…..（8）</p><p>　　2.3參數(shù)計(jì)算…………………………………….………………………………....（8）</p><p>　　3 控制電路

13、設(shè)計(jì)…………………………………………...………………….（9）</p><p>　　3.1 控制電路工作原理………………………………………..………..……………...（9）</p><p>　　3.2器件選型…………………………………….………………………………....（9）</p><p>　　4 振蕩電路設(shè)計(jì)…………………………………………...………………

14、…（10）</p><p>　　4.1 振蕩電路工作原理………………………………………..………..……………..（10）</p><p>　　4.2 器件選型…………………………………….………………………………..（10）</p><p>　　5 計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)…………………………………………...…………………（11）</p><p>　

15、　5.1 計(jì)數(shù)電路工作原理………………………………………..………..……………..（11）</p><p>　　5.2器件選型…………………………………….………………………………...（11）</p><p>　　6 譯碼顯示電路設(shè)計(jì)……………………………………...…………………（12）</p><p>　　6.1 譯碼顯示電路工作原理………………………………

16、…..………..……………..（12）</p><p>　　6.2器件選型…………………………………….………………………………...（12）</p><p>　　7 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)……………………………………...…………………（13）</p><p>　　7.1 系統(tǒng)總體電路………………………………….. ………. ………..……………...（13）</

17、p><p>　　7.2 電路說明…………………………………….……………………………….（13）</p><p>　　8 電路調(diào)試………………………………………………...…………………（15）</p><p>　　8.1 變壓器調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析…………………………………….….…......（15）</p><p>　　8.2 整流電路調(diào)試

18、及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析…………………………………….…..…..（15）</p><p>　　8.3 RP2(502)顯示電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析………………………………….…（15）</p><p>　　8.4 示波器電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析…………………………………….….…（15）</p><p>　　8.5 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析………………………………………….….…

19、..（16）</p><p>　　9 改進(jìn)意見及收獲體會(huì)…………………………………...…………………（17）</p><p>　　10 器件明細(xì)清單…………………………………………...………………..（19）</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………….……………………………….（20）</p><p><b>

20、　　1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p>　　通過設(shè)計(jì)反應(yīng)時(shí)間測(cè)試儀，我們需要了解各個(gè)器件的功能以及管腳功能,了解電路的基本原理以及總體結(jié)構(gòu)，并熟悉掌握其電路的工作過程，精確度為0.01s。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的要求</b></p&

21、gt;<p>　　1、加強(qiáng)對(duì)電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會(huì)查尋資料、方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　2、獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)，鍛煉分析、解決電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向技能的轉(zhuǎn)化。</p><p>　　3、獨(dú)立書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告應(yīng)能正確反映設(shè)計(jì)思路和原理，反映安裝、調(diào)試中解決各種問題。</p><

22、p>　　考核樣機(jī)是否全面達(dá)到現(xiàn)定的技術(shù)指標(biāo)，能否長(zhǎng)期可靠地工作，并寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　2電源電路設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1控制電路工作原理</p><p>　　剛開始輸入的為交流電源，電源電壓為220v，通過降壓變壓器副邊的電源電壓降到了9v，經(jīng)過4個(gè)二極管整流變成直流電壓在經(jīng)過濾波電容和穩(wěn)壓

23、塊以及電壓跟隨器的作用將電源電源可變?yōu)?v~13v的電壓，最終用8v的電壓進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　2.2器件選型</b></p><p>　　變壓器：輸入：220v 50HZ~60Hz；輸出：9v;</p><p>　　二極管：1N4007,4個(gè)，黑正白負(fù)；</p><p>　　濾波（電解）電容：C1，1

24、000uf;電容：C2，1uf;</p><p>　　穩(wěn)壓塊：7805，固定電壓，8v;</p><p>　　電壓跟隨器：741;</p><p>　　電阻：R22，3K;</p><p>　　可調(diào)電阻：RP2，5k；</p><p>　　電解電容：C3，1uf;</p><p>　　2.3參數(shù)

25、計(jì)算：C3 5V~13V</p><p><b>　　3控制電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1控制電路工作原理</p><p>　　S1開關(guān)按下，C4電容兩端電壓不能突變，C4左邊為高電平則右邊也為高電平，則1,2兩個(gè)管腳也為高電平，經(jīng)過與非門3為低電平，在經(jīng)過與非門管腳4為高電平，在經(jīng)過一個(gè)與非門二極管左邊為低電平，這時(shí)二級(jí)管導(dǎo)通

26、發(fā)亮，當(dāng)S2未按下管腳8為高電平，經(jīng)過一個(gè)與非門管腳10為低電平，由于C6電容兩端電壓不能突變，C6左邊為低電平則右邊也為低電平，則12,13兩個(gè)管腳也為低電平，經(jīng)過與非門管腳11為高電平，產(chǎn)生片選信號(hào)；當(dāng)S2按下后管腳8為低電平，經(jīng)過一個(gè)與非門管腳10為高電平，由于C6電容兩端電壓不能突變，C6左邊為高電平則右邊也為高電平，則12,13兩個(gè)管腳也為高電平，經(jīng)過與非門管腳11為低電平，則產(chǎn)生鎖存信號(hào)，將開關(guān)S1與開關(guān)S2按下的時(shí)間差鎖存

27、起來。</p><p><b>　　3.2器件選型</b></p><p>　　與非門均選用4093+管座（14腳）；電容C4 為0.022uf(223)；</p><p>　　電容D6為 0.033uf(333)； 發(fā)光二極管；</p><p><b>　　4 振蕩電路設(shè)計(jì)</b></p

28、><p>　　4.1振蕩電路工作原理</p><p>　　當(dāng)接通電源后12號(hào)端口的初值為高電平1，當(dāng)開關(guān)S1按下后經(jīng)過電容與兩個(gè)與非門后變?yōu)楦唠娖?，則13號(hào)端口為高電平1,12、13端口相與再取非變?yōu)榈碗娖?，這時(shí)12號(hào)端口經(jīng)過RP1與R4對(duì)端口11放電，當(dāng)端口11到達(dá)閾值電壓后跳變?yōu)楦唠娖?，則端口12跳變?yōu)榈碗娖?，則端口11經(jīng)過R4、RP1，對(duì)端口12放電，當(dāng)端口12到達(dá)閾值電壓后跳變

29、為高電平1，則端口11跳變?yōu)榈碗娖?，則端口12接著再對(duì)端口11放電，如此周而復(fù)始產(chǎn)生了周期性的脈沖信號(hào)，經(jīng)過CPU對(duì)兩個(gè)40110片子送入周期性脈沖信號(hào)。</p><p><b>　　4.2器件選型</b></p><p>　　C5為0.022uf(223)； RP1為500k(504)；</p><p>　　與非門選用4093+管座（1

30、4腳）；電阻R4,1M；</p><p><b>　　5 計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1計(jì)數(shù)電路工作原理</p><p>　　當(dāng)多諧振蕩器產(chǎn)生周期性信號(hào)經(jīng)過片子的管腳9（CPU)輸入到片子中</p><p><b>　　5.2器件選型</b></p><p>

31、;　　兩片40110,以及其管座：具有計(jì)數(shù)譯碼等功能。</p><p>　　6 譯碼顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1譯碼顯示電路工作原理</p><p>　　當(dāng)兩個(gè)片子均被選中，當(dāng)上面的片子的九號(hào)管腳CPU有脈沖信號(hào)接入后，上面片子將脈沖信號(hào)輸出經(jīng)過下面片子的九號(hào)管腳輸入脈沖信號(hào)，則兩個(gè)片子均有脈沖信號(hào)接入；由于40110有計(jì)數(shù)功能以及譯碼功能，當(dāng)開關(guān)S2按

32、下后通過管腳6將脈沖信號(hào)鎖存起來，通過LED顯示器顯示兩個(gè)開關(guān)按下所間隔的時(shí)間。</p><p><b>　　6.2器件選型</b></p><p>　　集成塊：40110+管座（16腳)；共陰極+管座（28腳）；</p><p>　　電阻：750Ω（14個(gè)）</p><p><b>　　7系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)&l

33、t;/b></p><p><b>　　7.1系統(tǒng)總體電路</b></p><p><b>　　7.2 電路說明</b></p><p>　　當(dāng)S1開關(guān)按下，C4電容兩端電壓不能突變，C4左邊為高電平則右邊也為高電平，則1,2兩個(gè)管腳也為高電平，經(jīng)過與非門3為低電平，在經(jīng)過與非門管腳4為高電平，在經(jīng)過一個(gè)與非門二極管

34、左邊為低電平，這時(shí)二級(jí)管導(dǎo)通發(fā)亮，當(dāng)S2未按下管腳8為高電平，經(jīng)過一個(gè)與非門管腳10為低電平，由于C6電容兩端電壓不能突變，C6左邊為低電平則右邊也為低電平，則12,13兩個(gè)管腳也為低電平，經(jīng)過與非門管腳11為高電平，產(chǎn)生片選信號(hào)；當(dāng)S2按下后管腳8為低電平，經(jīng)過一個(gè)與非門管腳10為高電平，由于C6電容兩端電壓不能突變，C6左邊為高電平則右邊也為高電平，則12,13兩個(gè)管腳也為高電平，經(jīng)過與非門管腳11為低電平，則產(chǎn)生鎖存信號(hào)，將開關(guān)S

35、1與開關(guān)S2按下的時(shí)間差鎖存起來。并將鎖存的的內(nèi)容經(jīng)過譯碼器通過LED顯示器顯示出來；電源電路中剛開始為220v經(jīng)過降壓變壓器降壓得到9v的電壓，經(jīng)過4個(gè)二極管整流變成直流電壓在經(jīng)過濾波電容和穩(wěn)壓塊以及電壓跟隨器的作用將電源電源可變?yōu)?v~13v的電壓，最終用8v的電壓進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　8電路調(diào)試</b></p><p>　　8.1變壓器調(diào)試及實(shí)

36、驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　將萬用表調(diào)零，并打到電壓端測(cè)試變壓器是否有輸出電壓并且為九伏左右，如果有輸出電壓則表明變壓器可以正常工作。</p><p>　　8.2 整流電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　測(cè)量整流電壓是否為九伏左右，通過測(cè)量電解電容C1兩管腳的電壓測(cè)得整流電源，并且此時(shí)集成塊741有點(diǎn)溫燙，說明電路正常。</p><p

37、>　　8.3 RP2(502)調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　將兩塊40110插到管座上，接通電源，二極管亮，調(diào)節(jié)502使其在8v左右，并將502調(diào)至最左邊和最右邊記錄電壓的范圍，在6v~12v左右；表明電路正常。</p><p>　　8.4 示波器調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　調(diào)試中出現(xiàn)的波形圖為方波，通過調(diào)節(jié)RP1（504）調(diào)節(jié)示波器方波

38、的長(zhǎng)度，但是方波的上面一橫線正好為一格，而下面一橫線總是大于一格，這時(shí)為了改進(jìn)電路我們將R4電阻換成了750Ω的電阻，方波的特性就變好了。</p><p>　　8.5 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　將數(shù)碼管插到管座上，以及兩個(gè)40110插到管座上，接通電源，按下開關(guān)S1,二極管亮，LED顯示器不停地跳變，按下S2，數(shù)碼管上則顯示兩個(gè)開關(guān)閉合相差的時(shí)間。</p>

39、<p>　　9改進(jìn)意見及收獲體會(huì)</p><p>　　在我們焊接電路時(shí)老師就說了該電路板有錯(cuò)誤需要我們自己找出來并加以改正，我們邊焊接電路邊對(duì)照老師給的原理圖邊找出錯(cuò)誤剛開始沒有找出來，等到我們均把電路焊接完成后，在調(diào)試之前老師又讓我們找一遍錯(cuò)誤，并規(guī)定了時(shí)間，在時(shí)間的壓力下我們又重新從變壓器開始找起，通過一層一層的排查，找到R22需要與濾波電容相連，所以只需要在電路板的后面將R22左邊的管腳與電解電容

40、的輸出端相連即可，在電路的調(diào)試過程中，我們班的每組幾乎都遇到了同樣的問題：在示波器的調(diào)試中，通過調(diào)節(jié)RP1(504)調(diào)節(jié)波的長(zhǎng)度，但是我們調(diào)試的結(jié)果是示波器上上面的波長(zhǎng)可以調(diào)到一格的距離，但是下面的波長(zhǎng)總是大于一格的長(zhǎng)度，通過老師的建議，我們將R4的電阻換成了750Ω的電阻，再用示波器調(diào)試后，上下兩邊的波長(zhǎng)均為一個(gè)方格了，這時(shí)我們才進(jìn)行的下面的實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　通過這次的電子線路的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)那個(gè)

41、時(shí)間測(cè)試儀工作原理分析及其安裝調(diào)試實(shí)踐學(xué)習(xí)，讓我學(xué)到了很多實(shí)實(shí)在在的東西，通過親自動(dòng)手，我了解到了一些自己的不足，比如說焊接能力不行，需要多焊接一些東西，以提高自己的焊接水平，并且還有一些小事件值得自己注意的比如說拿萬用表測(cè)電壓電流時(shí)該打到什么檔位，怎么拿萬用表的測(cè)量表頭，專業(yè)的應(yīng)該用一只手拿表頭測(cè)量，否則出去了可要鬧笑話了，還有通過這次的實(shí)踐使我進(jìn)一步地鞏固和加深對(duì)數(shù)電以及模電的相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用。</p><p>

42、;　　社會(huì)實(shí)踐使同學(xué)們找到了理論與實(shí)踐的最佳結(jié)合點(diǎn)。尤其是我們學(xué)生，只重視理論學(xué)習(xí)，忽視實(shí)踐環(huán)節(jié)，往往在實(shí)際工作崗位上發(fā)揮的不很理想。通過實(shí)踐所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)得到鞏固和提高。就是緊密結(jié)合自身專業(yè)特色，在實(shí)踐中檢驗(yàn)自己的知識(shí)和水平。通過實(shí)踐，原來理論上模糊和印象不深的得到了鞏固，原先理論上欠缺的在實(shí)踐環(huán)節(jié)中得到補(bǔ)償，加深了對(duì)基本原理的理解和消化。</p><p>　　實(shí)習(xí)讓我懂得了團(tuán)對(duì)的力量。這次的實(shí)踐活動(dòng)我們是

43、兩個(gè)人一組，我們齊心合作，共同完成老師布置的任務(wù)，雖然我們兩個(gè)都是女生，但是我們動(dòng)手的能力也不比男生的差，我們也通過自己的優(yōu)勢(shì)比如說專業(yè)知識(shí)比男生稍微好一點(diǎn)，來提高我們完成老師布置任務(wù)的效率，通過我們兩個(gè)人的通力合作，我們?cè)诶蠋熞?guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了老師布置的任務(wù)，并且焊接的電路也沒有出差錯(cuò)。</p><p><b>　　10器件明細(xì)清單</b></p><p><