多路控制开关电路设计.docx

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1、课程设计报告题 目： 多路把握开关电路设计课程名称：学生姓名： 学生学号： 年 级：专 业：班 级： 指导教师：电子工程学院制2023 年 3 月目 录1 多路把握开关电路设计的任务与要求11.1 多路把握开关电路课程设计的任务11.2 多路把握开关电路课程设计的要求12 多路把握开关电路设计方案制定12.1 多路把握开关电路设计的原理13 多路把握开关电路设计方案实施23.1 多路把握开关电路单元模块功能及电路设计23.2 多路把握开关电路电路参数计算及元器件选择43.3 多路把握开关电路系统整体电路图83.4 元器件清单84 多路把握开关电路设计的仿真实现或者硬件制作与调试94.2 多路把

2、握开关电路设计仿真实现104.4 多路把握开关电路设计数据分析115. 多路把握开关电路实物设计115.1 设计过程115.2 硬件实现126. 总结及心得体会127. 参考文献128. 附录13课程设计报告多路把握开关电路设计电子工程学院 电子信息工程专业1 多路把握开关电路设计的任务与要求1.1 多路把握开关电路课程设计的任务设计多路开关把握多路，用多个开关把握数码管1.2 多路把握开关电路课程设计的要求1 用多个开关把握，用不同的开关把握数码管显示不同的数字，实现不同的功能。八组参赛者在进展抢答时，抢发先者按下面前的按钮时，抢答器能准确地推断出抢先者，并以蜂鸣器声为标志。抢答器应具有互锁

3、功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进展抢答。3系统应具有一个总复位开关。2 多路把握开关电路设计方案制定2.1 多路把握开关电路设计的原理接通电源后，主持人将开关拨到“去除“状态，多路把握开关电路处于制止状态主持人将开关置开头“状态，宣布“开头“工作。扬声器给出声响提示。选手在定时时间内按键时。多路把握开关电路完成优先推断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停顿、制止二次抢答。假设再次抢答必需由主持人再次操作“去除“和“开头“状态开关。 锁存器输入信号均为同一电寻常，锁存器把握电路的输出信号使锁存器翻开，这时锁存器输入端的信号送往相应的输出端。当有一输入端的电平发生条便是其

4、对应输出端点评也随着发生变化，次变化的输出电平送入锁存器把握电路，把握电路马上产生把握信号封锁锁存器，让锁存器进入锁存工作状态。此时无论那个输入端电平发生变化，锁存器各个输出端电平保持不变。发生变化的输出端经过编码器编码之后，将相关信息由译码器送入数码显示器，显示相应的组别，并发出响声。2.2 多路把握开关电路设计的技术方案第 10 页图一 总电路3 多路把握开关电路设计方案实施图二 原理图3.1 多路把握开关电路单元模块功能及电路设计1. 输入电路：图三 输入电路输入电路有锁存器和按键组成。当锁存器 CD4511 的 LE 端为高电寻常，锁存器DADDQAQGLE 断变为低电寻常,锁存器封锁

5、,即锁存器输入端的电平不能送到相应的输出端，各输出端保持封锁前的电平。2. 锁存器把握电路：图四 锁存器锁存器把握电路由相应的门电路组成。当主持人把握开关 S9 关闭时,CD4511 的LE 端为高电平,锁存器输入端 DADD 的高电平直接送到相应的输出端 QAQG, 随后主持人将开关 S 置于开启，LE 把握端照旧保持高电平，抢答贮备工作已经完成。当 8 个抢答开关 S1S8 中有一个先按下时，其对应的 D 端为低电平，次低电平送到锁存器对应的输出端，LE 把握端为低电平,CD4511 执行锁存功能,这时假设有按键按下 锁存器的输出端也不会跟着转变,从而实现了自锁。3. 数码管显示电路：图五

6、 数码管输出的高电平和低电平分别输入共阴极数码管 ag，显示 08 抢答者的编号。脉冲发生器：图六 脉冲由 555 定时器产生时间基准信号秒脉冲。3.2 多路把握开关电路电路参数计算及元器件选择1.CD4511CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED数码管显示器的 BCD 码-七段码译码器。图七 译码器A0A3：二进制数据输入端/BI：输出消隐把握端LE：数据锁定把握端/LT：灯测试端YaYg：数据输出端VDD：电源正VSS：接地真值表：其中 a b c d 为 BCD 码输入，a 为最低位。LT 为灯测试端，加高电寻常，显示器正常显示，加低电寻常

7、，显示器始终显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI 为消隐功能端，低电寻常使全部笔段均消隐，正常显示时， B1 端应加高电平。另外 CD4511 有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数 9(1001) 时，显示字形也自行消隐。LE 是锁存把握端，高电寻常锁存，低电寻常传输数据。a g 是 7 段输出，可驱动共阴 LED 数码管。 以以以下图是 CD4511 和 CD4518 协作而成一位计数显示电路，假设要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流

8、电阻要依据电源电压来选取，电源电压 5V 时可使用 300的限流电阻。2.LM555CM图八 LM555CM准确定时,脉冲发生,连续定时,频率变换,脉冲宽度调制,脉冲相位调制. 引脚说明：1 GND 地线2 TR 触发3 OUT 输出4 RES 复位5 CV 把握电压6 TH 阀值7 DIS 放电8 VCC 电源3. 共阴极数码管：数码管的一种是半导体发光器件，其根本单元是发光二极管。图九 数码管4. 蜂鸣器图十用于报警发声。3.3 多路把握开关电路系统整体电路图图十一 整体图3.4 元器件清单4 多路把握开关电路设计的仿真实现或者硬件制作与调试4.1 仿真软件介绍Multisim 是美国国家

9、仪器(NI)推出的以 Windows 为根底的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析力气。工程师们可以使用 Multisim 交互式地搭建电路原理图，并对电路进展仿真。Multisim 提炼了SPICE 仿真的简洁内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE 技术就可以很快地进展捕获、仿真和分析的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。工程师们可以使用 Multisim

10、 交互式地搭建电路原理图，并对电路进展仿真。Multisim 提炼了 SPICE 仿真的简洁内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE 技术就可以很快地进展捕获、仿真和分析的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。EDA 就是“Electronic Design Automat的io缩n”写技术已经在电子设计领域得到广泛 应用。兴盛国家目前已经根本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念确实立，到包括电路原理、PCB 幅员、单片机程序

11、、机内构造、FPGA 的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到 PCB 钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA 技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进展人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA 已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI 公司美国国家仪器公司的 Multisim 软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim 计算机仿真与虚拟仪器技术LABVIEW 8也是美国 NI 公司的可以很好的解决理论教学与实际动手试验相脱节的这一

12、老大难问题。学员可以很好地、很便利地把刚刚学到的理论学问用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术制造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热忱和乐观性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的表达。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。4.2 多路把握开关电路设计仿真实现图十二 各开关对应显示数字电路可同时进展 8 个抢答，按键按下后，电路有蜂鸣器，同时显示优先抢答者的号数，抢答成功后，再按按键，显示不会转变，除非按 s9 复位键，复位后，显示清零，可连续抢答，对呀按键数码管显示对应的号数。4.3 多路把握开关

13、电路设计系统测试用 mulitisim 进展仿真测试，实现其多路把握开关电路功能。整体电路如图：图十三 电路仿真图依次翻开 s1s9，测试仿真电路的性能。4.4 多路把握开关电路设计数据分析测试的系统功能参数与设计要求相符。5. 多路把握开关电路实物设计5.1 设计过程1. 先确定要使用的元器件。了解各局部元器件的功能与各引脚对应的位置。2. 构建电路图，并画出仿真测试构建的电路是否可行。3. 仿真成功后，购置所需元器件。4. 设计元件的排版，按排版放置元件。5. 焊接并测试电路是否可实现功能。5.2 硬件实现焊好电路如以以下图：6. 总结及心得体会在此次电子技术课程设计中，我更深入的了解了各

14、种门电路的功能和应用，多路把握开关设计电路刚开头拿到的时候看着很简洁，实际做起来感觉其所涉及的范围很广，最终我通过室友自己参与竞赛的八路抢答器联想到了多路把握开关设计电路这个命题，并一步步的自己构建电路图，画仿真，在仿真的过程中也遇到了很多问题，好在经过一步步的修正以后，最终成功的实现了仿真，也培育了自己动手的力气，最重要的是要相互合作，多学学别人又是如何觉察并解决问题然后自己找缘由。7. 参考文献1 National Semiconductor Corporation Linear Databook 31987 Rev.1。2 脉冲与数字电路其次版陈传虞主编，高等教育出版社 1991 年 4 月 其次版。3 无线电 1991 年第 7 期555 电路的复合应用俞鹤飞。4无线电 1993 年第 8 期电路图中的 555 时基电路上俞鹤飞。5 艾永乐，付子义数字电子技术根底，北京，中国电力出版社，2023。6 邱关源电路 第五版罗先觉，北京，高等教育出版社，2023。7 蔡明生电子设计北京，高等教育出版社，。8 李银华电子线路设计指导北京，北京航空航天大学出版社，200。8. 附录指导教师评语成绩60%指导教师签字：年月日辩论过程及评价成绩40%辩论小组签字：年月日综合意见综合成绩系主任签字：年月日学院分管领导签字：二级学院盖章：年月日