西工大课程设计实验报告.doc

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1、 西北工业大学课 程 设 计 报 告题 目: 通用示波器显示字符学 院: 电子信息学院 班 级: 学生（学号）: 学生（学号）: 日期: 2012 年 1 月 11 日 摘 要阴极射线示波管是示波器的核心部件，它的内部有两对相互垂直的偏转板，称为X偏转板和Y偏转板。当X偏转板之间加电压Vx时，电子束在荧光屏上作水平方向移动，移动的距离X和Vx成正比。当Y偏转板之间加电压Vy时，电子束在荧光屏上作垂直方向移动，移动的距离Y与Vy成正比。示波器的这一显示原理是示波器显示波形或字符的基础。数字存储示波器波形显示的基本原理：先用A/D转换器将被测量信号数字化，并写入数字存储器，在需要显示时，再从存储器

2、读出，经过D/A转换器还原成模拟信号，送到示波管的X、Y偏转板。综合以上两种示波器的显示原理，我们可以实现以下通用示波器显示字符的功能：首先将要显示的字符人工转化为数字量，依次写入EPROM的连续地址中。再通过计数器产生相应的地址，读出这些数字量，经过D/A转换器转换为模拟量输入通用示波器，就能在显示屏上显示出设定好的字符。关键词：通用示波器 数字化 A/D转换 ROM读写 D/A转换 字符显示目 录一、课程设计目的3二、设计任务与要求3三、方案设计与论证3四、单元电路设计与参数计算3五、电路的安装与调试4六、遇到问题的解决方法4七、结论与心得4八、参考文献4通用示波器显示字符一、课程设计目的

3、1巩固和加深对电子技术课程基本知识的理解，提高综合运用所学知识的能力。2提高独立解决工程实际问题的能力。培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。3通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选择及电路安装调试等环节初步掌握简单实用电路的工程设计方法。4提高动手能力。掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。5能按课程设计任务书的要求编写设计说明书。了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能正确反映设计和实验成果。二、设计任务与要求1、任务：设计在通用示波器上显示汉字的控制电路。2、要求和指标：（1）使用示波器的X-Y方式显示汉字字符

4、；（2）两个内容：09H数字字母、一句唐诗，内容自选；（3）人眼不易觉察闪烁；（4）分为两行显示方式-用按键选择。三、方案设计与论证课程设计要求设计在通用示波器上显示数字和汉字的实验电路图，结合数字存储示波器的显示原理，把示波器屏幕分成256x256格，字符用点阵形式表示，将各点的横纵坐标分别存到两个.HEX文件中，再分别写入两片EPROM中。通过计数器产生相应的地址，读出这些数字量，经过转换器转换为模拟量输入示波器，即可显示字符。原理框图如下：555多谐振荡器74LS161计数器CPEPROM地址线DAC0832DAC0832数据线运算放大器LM324运算放大器LM324示波器EPROM数据

5、线系统组成框图该方案中，X和Y的代码分别存储在两片EPROM中，不需要提供片选信号，这样可以减少出错的几率，缺点只有写入代码稍微有点麻烦；各部分电力路指标要求：1、555多谐振荡器产生的方波频率需足够高，且幅度适当；2、74LS161计数器产生的地址信号需按输出需要进行一定的循环，因而要设置合适的清零信号和置数控制信号；3、DAC0832、放大器输出信号需合理，且波形完整，若遇到毛刺等问题，还可添加适当的滤波器加以解决。四、单元电路设计与参数计算 1、字符点阵数据的产生 示波器显示的字符可分为若干个点形式如右图所示：2、EPROM的制作 根据字符形成的hex文件部分如下：3、555多谐振荡器

6、电路连接如右图：该电路产生的方波周期为：T=0.7（R1+R2）C 占空比为：q=R1/（R1+R2）依据所扫描的点数及视觉暂留效果，可推知R1=R2=1000 ，C1=10nF时可满足需要3、计数电路 电路图如下：该电路采用并行计数方式，通过端控制计数，开关控制两种不同的计数方式即：0 和 。其中，第一种采用清零法，第二种采用置数法。选择12脚置数是根据EPROM的输入端确定的。五、电路的安装与调试1、调试前的直观检查检查电路连线是否正确；包括错线、少线、多线；2、元、器件安装情况检查元、器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；3、电源供电与信号源连线检查电源供电（包括极性）、信号源连线是

7、否正确；调试阶段：一、通电观察观察有无异常现象，如冒烟，异常气味，元器件是否发烫，电源是否短路。二、静态调试 静态测试模拟电路的静态的工作点。数字电路的各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系。三、动态调试调试的方法： 在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号。 循着信号的流向逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标。 发现故障现象，缩小故障范围， 设法排除故障调试中注意事项:1、正确使用测量仪器的接地端。2、要正确选择测量点。3、测量方法要方便可行。4、调试过程中，不但要认真观察和测量，还要善于记录。5、调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解 决不了就拆掉线路重新安装。六、遇到问题

8、的解决方法 1、555多谐振荡器设计时参数较难确定，频率太高会使输出波形失真，平路太低又无法满足扫描要求，因而需反复调试； 2、计数电路设计时由于急于求成，设计了如下电路：此电路在multism模拟时并未出现错误，但连接后却输出不正常，后经理论推导，发现第三、四块74LS161控制端不正确，致使其会出现连续多次非正常跳变，经改正控制端以后，问题得以解决；3、EPROM编写工作量大，较为繁琐；容易出错，且不易发现，因此须全神贯注。4、电路最终连接好以后，测试发现输出并不正常，甚至无法看出字符，于是我们先断开后面电路，从555多谐振荡器输出脉冲开始，逐级向后检验，发现是一条导线连接错误，经改正后，

9、输出正常。5、实验室里放置的很多元件有问题，需仔细检查测试才能放置到电路板上。七、结论与心得 1.这次电子技术课程设计安排在我们学完了电路基础、模拟电子技术和数字电子技术这些课程之后，这是非常恰当也非常有必要的。这次课程设计是我们第一次将课本上所学到的理论知识进行综合运用，解决实际问题，这极大地激发了我们对所学知识的兴趣，也是对我们的一项挑战。2.在设计过程中，我们查阅资料，阅读技术报告，提高独立解决工程实际问题的能力。培养根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力。3.在进实验室进行实物连接时，使我对万用表、示波器、函数信号发生器，面包板的使用有了进一步的熟悉，提高我们的动手能力

10、掌握常用仪器设备的正确使用方法，以及对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。4. 在实验室的两天多时间使我们进一步认识到严肃认真的工作作风和科学态度的重要性，通过课程设计实践，我也初步建立了正确的生产观点，经济观点，全局观点和安全用电、节约用电的观点。5.实验中虽然遇到一些令人头痛的问题，但我们通过这些问题也认识到了很多自己的不足，也学到了很多课本上不曾出现的东西。通过一次次的调试及修正，让我意识到了在工程设计中认真和耐心的重要性，也意识到了团队合作的作用，而且在今后的工作学习中我要更加虚心地请教别人，毕竟自己还是有很多不足。6、有些电路在设计时理论上是可行的，在计算机上进行仿真也没有

11、差错，但放到实物上却怎么也达不到效果，这说明理论研究要与理论和实际条件相结合，却又受制于实际条件，例如频率很高的方波信号，理论上不过是一个较大的数字而已，但实际操作时却收设备，环境等的影响而无法达到。八、参考文献1 岳怡等.数字电路与数字电子技术.西北工业大学出版社，20042 李毅等.数字电子技术实验.西北工业大学出版社，2009附件：总原理图及元器件清单1总原理图由于版面原因此处分几幅图显示，并省略电源、控制端等，只显示输入与输出EPROM地址生成电路EPROM输入端连接图D/A转换及放大电路2元件清单元件序号型 号主要参数数量备注1电阻R100022电容C10nF2374LS002474LS101574LS16146555定时器17单刀单掷开关18EPROM8Kx829DAC(0832)210通用示波器111二极管213可变电阻50K214导线若干15实验板1