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1、电气工程学院课程设计说明书（2009/2010 年第一学期）课程名称 ：电子线路课程设计 题 目 ：占空比可调的方波函数发生器硬件电路设计 专业班级 ：2010 级电子信息工程二班 学 号 ： 201050200 学生姓名 ： 王思 指导教师 ： 李怀亮 设计周数 ：一周 设计成绩 ： 2012 年 6 月 20 日占空比可调的方波发生器电路设计1目录一、课程设计目的 2二、课程设计正文 22.1 总体论述 22.2 设计总体框图 22.2.1 分析用 555 定时器设计的方案： 22.3 实验设计电路原理图 42.3.1 利用 555 定时器设计方波的原理电路 42.4 电路仿真及测试 52
2、.4.1 仿真电路及其运行结果： 52.5 电路组装及测试 72.5.1 电路板焊接 72.5.2 电路调试 72.6 器件清单 82.7 硬件电路实物及其调试波形图 8三、实验总结 10四、参考文献 10占空比可调的方波发生器电路设计2一、课程设计目的方波信号在通信专业及日常生活中无处不在。有很多方法可以实现方波的产生，在本次课程设计中我们用 1 种方案设计出方波产生器，同时能方便以后实验和生活中遇到产生方波的情况。通过改变参数实现占空比可调以灵活运用方波及亲手焊制电路板，深刻体会方波的产生。提高动手能力，为以后设计和工作打下坚固基础。二、课程设计正文2.1 总体论述本次设计题目为占空比可调
3、方波函数发生器硬件电路设计。 1 设计要求（1）设计一方波产生电路要求占空比可调（2）输出方波电压值：3V2/3Vcc 1/3Vcc 1 0 导通1/3Vcc 1 不变 不变10占空比可调的方波发生器电路设计5电平，此时 C 通过 Dl、RB、555 内部的放电管放电，放电时间 。则振荡周期CRtB7.0放为 。放充 tT设占空比为 D，则 ,调节 RP1，当其中心头滑向最上端时，BARTt充。%3.81minkTt充当 RP1 中心头滑向最下端时， %7.91maxkTtD充由技术要求中振荡周期 2msT10ms 及 得电容 C 的取值范围：RfBA43.0.238uf1.19uF，我们使用
4、的是 C=1uF。2.4 电路仿真及测试2.4.1 仿真电路及其运行结果：图 3 方案一仿真设计电路若没有接可变电阻 R4，接通电源后，电容 C 被充电，2 脚电压 v 上升，当 v 上升CC到（ ）V 时，触发器被复位，同时放电 BJT T 导通，此时 Vo 为低电平，电容 C 通过32CR3 和 T 放电，使 v 下降。当 v 下降到（ ）V 时，触发器又被置位，Vo 翻转为高电C31C占空比可调的方波发生器电路设计6平。电容器 C 放电所需的时间为 t = R C 20.7 R C,当 C 放电结束时，T 截止，VPL22将通过 R 、R 向电容器 C 充电，v 由（ ）V 上升到（ ）
5、V 所需要的时间为C12 313t =( R + R )C20.7( R + R )C,当 v 上升到（ ）V 时，触发器又发生翻转，PH12CC如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为 f= )(1PHLt,这样设计出的发生器的占空比是固定不变的，若想占空比可调则要将C)2(43.1电路改为图 3 所示的形式，电路利用 D 、D 单向导电特性将电容器 C 充、放电回路分开，12再加上电位器调节，便构成了占空比可调的多谐振荡器。图中，V 通过 R 、D 向电容充A1电，充电时间为 t 0.7 R C,电容器 C 通过 D 、R 及 555 中的 BJT T 放电，放电时间PHA2
6、B为 t 0.7R C,因而，振荡频率为 f= 。可见，这种振PLB ）（ PLHt1CBA)(43.1荡器输出波形的占空比为 q()=( )*100。）（ BA根据占空比公式可以看出调节滑动变阻器改变电阻的值就可以使占空比可调。可调占空比方波产生器的仿真运行波形及电压表显示如图 4、图 5、图 6 示：占空比可调的方波发生器电路设计7图 4 占空比为 50%的仿真运行波形占空比可调的方波发生器电路设计8图 5 占空比为 83.3%的仿真运行波形图 6 电压表显示2.5 电路组装及测试2.5.1 电路板焊接（1）依照原理图将各个元器件安放在电路板上并布局。（2）进行焊接。焊接过程中要边焊接边检
7、查，防止漏焊、连焊。2.5.2 电路调试检查电路中各个元件是否接的可靠、大小是否合理，特别是 NE555 必须接正确。在一切都正常的情况下，给电路提供+12V 电源，此时立即触摸 NE555 是否发烫，若发烫应立即断电。若 NE555 没有发烫，则说明 NE555 工作正常，这时开始实验数据测试 。通过示波器观察 NE555 输出的方波信号。依据 555 定时器的工作原理调节电位器以改变阈值电压，调节充放电的时间，实现在周期不变的情况下，改变占空比。观察结束后，断电。占空比可调的方波发生器电路设计92.6 器件清单 表 2 器件清单所用器件名称 型号及大小 个数电阻 1k 3 个滑动变阻器 1
8、0k 1 个二极管 1N4148 2 个发光二极管 LED 1 个555 定时器 NE555 1 个1uF 1 个电容10uF 1 个电源 VDD 12V 1 个导线 若干焊接板 1 个电烙铁 1 个示波器 1 个万用表 1 个2.7 硬件电路实物及其调试波形图占空比可调的方波发生器电路设计10图 6 硬件实物图占空比可调的方波发生器电路设计11图 7 示波器显示占空比为 50%的波形图 8 示波器显示占空比 83.3%的波形三、实验总结通过这次设计，使我深入了解了 555 定时器的内部结构及占空比设计方波的工作原理，加深了对课本理论知识的理解，锻炼了实践动手能力，理论知识与实践设计相结合，培
9、养了创新开发的思维以及团队合作意识。作为整个学习体系的有机组成部分，此次课程设计虽然只安排短短一周时间，但并不具有绝对独立的意义。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。在此次课程设计中，收获知识的同时，我还收获了阅历。在此过程中，我们通过查找资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高，比如说，学习方法，要有自己合理的见解，然后实践出来。占空比可调的方波发生器电路设计12在这次课设中，我感触最深的是，要想完成一个设计，就必须多动脑，勤动手。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。课设中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。四、参考文献1 周克宁，吴飞飞 计量技术2 何小艇 电子系统设计浙江大学出版社3 谢佳奎 电子线路(线性部分)4 康光华 电子技术基础
