数字电路学习机的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)

数字电路学习机的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

源中，功率调整开关晶体管工作在开关状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他 元器件 产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。 此外由于开关稳压电源 振荡器 没有工频 变压器 的隔离，这些干扰就会串 入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。 方案确定：由于开关电源的输出纹波大，而且开关电源的故障可能性较高，输出电压失控，容易烧毁设备。 逻辑电平开关电路 方案一：无按键消抖。 方案二： 利用电容的放电延时，采用并联电容法，实现硬件消抖。 方案确定： 通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。 因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键 消抖。 这种抖动会影响信号的输出，所以我们选用方案二来减小干扰。 4 逻辑电平显示电路 方案一：利用 LM339 芯片组成一个电压比较电路，外加发光二极管来进行高低电平的显示。 方案二：三极管来实现可以降低成本用两个互补对称的三极管来实现高电平，低电平，高阻态的显示。 方案确定：方案二相对方案一更加实用，且成本较低。 数码管显示电路 方案一：不带译码部分的数码管显示模块。 方案二：具有译码功能的数码管显示模块。 方案确定：将译码功能整合到数码管显示模块中使使用者操作更加方便。 555 检测电路 利用 555 构成多谐振荡电路，驱动两个发光二极管来判断芯片的好坏。 此电路原理简单，而且直观可靠。 时钟与分频电路 方案一：晶振分频 采用标准晶振对它分频然后整形输出分频采用的是 CD4060 而整形采用的是74hc74（ D 触发器） 2， 4 分频输出可以同开关选择 CD4060 的几分频输出就可以实现多频率选择频率了。 方案二： 555 多谐振荡 价格便宜，电路简单 ，内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路的形式，它的震荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，将输出信号接入分频芯片，即可实现分频。 方案确 定：方案二的成本较低，而且抗干扰的能力较强，产生的信号可调，维修也比较方便。 集成数字 IC 电路 方案确定：此电路较为简单，电路主要包括实验所用的所有芯片，为其他模块提供芯片支持。 5 第 4 章 硬件电路设计 原理分析 电源电路 电源电路为整个设备提供电源，如图 220V 交流电经两个变压器降压，桥堆整流，电容滤波， 7805 和 7912 稳压块稳压，电容二次滤波得到标准的输出。 1234D1IN4007C133pFC233pFC31000uFC41000uFVin1GND2Vout3U1 7805Vin1GND2Vout3U2 7905C5100uFC6100uFC733pFC833pFD2IN4007D3IN4007+ +VCCGNDVCC6V1234D4IN4007C933pF C101000uFVin1GND2Vout3U3 7812C11100uFC1233pFD5IN400712V +VCCGND+一T1T2~220v~220v 图 电源电路 滤波电容的大小通常比较多的是根据电源滤波输出波纹 系数这个公式来计算滤波电容。 C {f（ U/I） ACv}={50*(12/)*}=。 所以滤波电容取 1000uf，而滤波电容所跟的抵消电解电容的感抗的瓷片电容取。 在 78 ** 、 79 ** 系列三端稳压器中最常应用的是 TO220 和 TO202 两种封装。 这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如 图 45所示。 从正面看 ①②③ 引脚从左向右按顺序标注，接入电路时 ① 脚电压高于 ② 脚，③ 脚为输出位。 如 78**系列的三端稳压管一脚输入 二脚 接地三脚输出，如下图图表 42所示。 对 79**负压系列， ① 脚接地， ② 脚接负电压，输出都是 ③脚。 6 555 检测电路 设计一个能检测 555 芯片好坏的电路，如图 41。 主要思路为采用 NE555 构成多谐振荡器产生信号脉冲，当 3 脚为低电频时， LED1 亮， LED2 暗；当 3脚为高电频时， LED2 亮， LED1 暗。 调节 R2 可以改变发光二极管的闪光频率， T=（ R 1+2R 2） C。 电路原理图如图。 TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U1NE555NR15K1R247KC133uF D1LED1D2LED1+5图 555 检测电路 7 NE555 引脚位配置说明下： NE555 接脚图 Pin 1 (接地 ) 地线 (或共同接地 ) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点 ) 这个脚位是触发 NE555 使其启动它的时间周期。 触发信号上缘电压须大于 2/3 VCC，下缘须低于 1/3 VCC。 Pin 3 (输出 ) 当时间周期开始 555的输出输出脚位，移至比电源电压少。 周期的结束输出回到 O伏左右的低电位。 于高电位时的最大输出电流大约 200 mA。 Pin 4 (重置 ) 一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置 定时器 和使输出回到一个低电位。 它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制 ) 这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。 当 计时器经营在稳定或振荡的运作方式下 ,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定 ) Pin 6 重置锁定并使输出呈低态。 当这个接脚的 电压从 1/3 VCC 电压以下移至 2/3 VCC 以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电 ) 这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为 ON 时为 LOW，对地为低阻抗，当输出为 OFF 时为 HIGH，对地为高阻抗。 Pin 8 (V +) 这是 555 个计时器 IC 的正电源电压端。 供应电压的范围是 +伏特 (最小值 )至 +16 伏特 (最大值 )。 NE555 是属于 555 系 列的计时 IC 的其中的一种型号， 555 系列 IC 的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的 8 振荡频率也不大相同；而 555 是一个用途很广且相当普遍的计时 IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。 NE555 的特点有： 、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。 其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 ，可与 TTL， CMOS 等逻辑电路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态 组合。 ，可直接推动多种自动控制的负载。 、温度稳定度佳，且价格便宜。 逻辑电平开关电路 通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。 因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。 抖动的时间与开关的机械特性有关，一般为 5~10ms。 当开关未闭合时，电容通过 RC 回路充电，使得电容充满电荷。 当开关闭合后，利用电容两端电压无法突变的特性实现延时去抖，电 容通过 RC 回路放电。 因此在按键两端并联上一个电容和在输出端加上一个上拉电阻可减小抖动。 如图。 R0100R1100R2100R3100R4100R5100R6100R7100R81KS1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S85V0VK0K1K2K3K4K5K6K7C16C17C18C19C20C21C22C23 图 逻辑电平显示电路 本电路主要功能进行高低电平显示，在一个输入端有 3 种状态：高电平，低电平，高阻态。 当输出端无信号处于开路状态时，三极管全截止，发光二极管灭灯，指示为高阻态；当输入高电平时， Q11 导通， Q12 继续截止， D11 灯亮，指示高电平状态；当输入为低电平时， Q12 导通， Q11 截止， D12 灯亮，指示为低电平状态，完 成三态显示。 如图。 9 Q129012Q119013R3530KR3430KR36330R32R31330R33D12LEDD11LEDIN3VCC 图 310 9012 是一种最常用的普通三极管。 它是一种低电压 ,大电流 ,小信号的 PNP型硅三极管。 集电极电流 Ic： Max 500mA。 集电极 基极电压 Vcbo： 40V。 工作温度： 55℃ to +150℃。 9012 管脚图如下： 10 9013 是一种最常用的普通三极管。 它是一种低电压 ,大电流 ,小信号的 NPN型硅三极管。 特性特性特性特性。 集电极电流 Ic： Max 500mA。 集电极 基极电压 Vcbo： 40V。 工作温度： 55℃ to +150℃。 功率 (W):。 9013 管教图如下： 11 数码管显示电路 此电路包含两个部分，一。