机电设备维修课程设计报告书

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1、 机 电 设 备 维 修 课 程 设 计 报 告 书2009-2010 学 年 第 二 学 期系 别 ： 电 子 信 息 工 程 学 院专 业 ： 机 电 一 体 化班 级 ： 机 电 一 体 化 x 班姓 名 ： xxx指 导 教 师 ： 刘 强2012 年 X 月 XX 日四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书2目 录引 言 ： 1一 、 设 计 任 务 ： 2（ 1） 设 计 要 求 ： 2（ 2） 组 成 部 分 ： 3二 、 主 要 器 件 介 绍 ： 3（ 1） CD4511 3（ 2） LED数 码 管 4三 、 设 计 方 案 ： 4（ 1） 抢 答 器 设 计 方

2、 案 及 原 理 ： 4四 、 电 路 制 作 及 电 路 调 试 ： 7五 、 总 结 ： 8六 、 参 考 文 献 ： 9引 言四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书2数 字 电 路 产 品 在 生 活 中 有 着 极 其 广 泛 的 应 用 ， 包 括 计 算 机 、 数字 通 信 、 智 能 仪 器 仪 表 、 自 动 控 制 及 航 天 等 领 域 中 。 这 些 给 人 们 带 来了 生 活 ， 工 作 等 方 面 带 来 了 极 大 的 方 便 。 工 厂 、 学 校 和 电 视 台 等 单 位常 举 办 各 种 智 力 竞 赛 , 抢 答 器 是 必 要 设 备 。

3、 在 我 校 举 行 的 各 种 竞 赛 中我 们 经 常 看 到 有 抢 答 的 环 节 ， 举 办 方 多 数 采 用 让 选 手 通 过 举 答 题 板 的方 法 判 断 选 手 的 答 题 权 ， 这 在 某 种 程 度 上 会 因 为 主 持 人 的 主 观 误 断 造成 比 赛 的 不 公 平 性 。 为 解 决 这 个 问 题 ， 我 们 小 组 准 备 就 本 次 课 设 的 机会 制 作 一 个 低 成 本 但 又 能 满 足 学 校 需 要 的 八 路 数 字 显 示 抢 答 器 。 抢 答器 在 比 赛 等 场 合 中 不 可 缺 少 的 设 备 。 本 文 就 是 从

4、数 字 电 路 芯 片 的 功 能简 介 开 始 ， 利 用 CD4511 数 字 电 路 芯 片 的 组 合 来 实 现 8 路 抢 答 器 的 功能 。 首 先 简 要 的 介 绍 了 数 字 电 路 的 发 展 和 演 变 。 然 后 介 绍 CD4511 集成 芯 片 的 管 脚 功 能 和 用 法 。 最 后 介 绍 8路 抢 答 器 的 原 理 和 设 计 过 程 。总 结 与 改 进 部 分 ， 讲 一 些 电 路 在 实 际 设 计 调 试 中 的 不 足 ， 并 加 以 改 进 。智 力 竞 赛 是 一 种 生 动 活 泼 的 教 育 方 式 ， 而 抢 答 就 是 智 力

5、竞 赛 中 非 常 常见 的 一 种 答 题 方 式 。 抢 答 能 引 起 参 赛 者 和 观 众 的 极 大 兴 趣 ， 并 且 能 在极 短 的 时 间 内 ， 使 人 们 迅 速 增 加 一 些 科 学 知 识 和 生 活 常 识 。 但 是 ， 在这 类 比 赛 中 ， 对 于 谁 先 谁 后 抢 答 ， 在 何 时 抢 答 ， 如 何 计 算 答 题 时 间 等等 问 题 ， 若 是 仅 凭 主 持 人 的 主 观 判 断 ， 就 很 容 易 出 现 误 判 。 所 以 ， 我们 就 需 要 一 种 具 备 自 动 锁 存 ， 置 位 ， 清 零 等 功 能 智 能 抢 答 器 来

6、 解 决 这些 问 题 。一 、 设 计 任 务四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书3（ 1） 设 计 要 求 ：1） 设 计 一 个 可 供 8 名 选 手 参 加 比 赛 的 8 路 数 字 显 示 抢 答 器 。 它们 的 编 号 分 别 为 “ 1” 、 “ 2” 、 “ 3” 、 “ 4” 、 “ 5” 、 “ 6” 、 “ 7” 、 “ 8” ，各 用 一 个 抢 答 按 钮 ， 编 号 与 参 赛 者 的 号 码 一 一 对 应 。2） 抢 答 器 具 有 数 据 锁 存 功 能 ， 并 将 锁 存 的 资 料 用 LED数 码 管 显示 出 抢 答 成 功 者 的

7、 号 码 。3） 抢 答 器 对 抢 答 选 手 动 作 的 先 后 有 很 强 的 分 辨 能 力 ， 即 使 他 们的 动 作 仅 相 差 几 毫 秒 ， 也 能 分 辨 出 抢 答 者 的 先 后 来 ， 即 不 显示 后 动 作 的 选 手 编 号 。4） 主 持 人 具 有 手 动 开 关 ， 可 以 手 动 清 零 复 位 ， 为 下 一 轮 抢 答 做准 备 。（ 2） 组 成 部 分 ：抢 答 器 一 般 由 开 关 组 成 电 路 、 编 码 器 、 具 有 锁 存 功 能 的 七 段 显 示译 码 器 、 数 码 显 示 器 等 几 部 分 组 成 。（ 1） 开 关 组

8、电 路 ： 该 电 路 由 多 路 开 关 所 组 成 ， 每 一 竞 赛 者 与一 个 开 关 相 对 应 。 开 关 应 为 常 开 型 ， 当 按 下 开 关 时 ， 开关 闭 合 ； 当 松 开 关 时 ， 开 关 自 动 断 开 。（ 2） 编 码 器 ： 编 码 器 的 作 用 是 将 某 一 开 关 信 息 转 化 为 相 应 的8421BCD码 ， 以 提 供 数 字 显 示 电 路 所 需 要 的 编 码 输 入 。（ 3） 具 有 锁 存 功 能 的 七 段 显 示 译 码 器 ： 译 码 驱 动 电 路 将 编 码器 输 出 的 8421BCD码 转 换 为 数 码 管

9、所 需 要 的 逻 辑 状 态 ，并 且 为 保 证 数 码 管 正 常 工 作 提 供 足 够 的 工 作 电 流 。 同 时四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书4它 带 有 锁 存 功 能 ， 当 接 收 一 个 编 码 后 将 会 自 动 锁 存 该 编码 。（ 4） 数 码 显 示 器 ： 数 码 显 示 器 通 常 用 发 光 二 极 管 （ LED） 。 本设 计 采 用 了 共 阴 极 LED 数 码 管 。二 、 主 要 器 件 介 绍（ 1） CD4511集 成 电 路 CD4511是 八 路 数 字 抢 答 器 的 主 要 部 分 。 CD4511具 有 锁

10、存 、译 码 、 消 隐 功 能 ， 通 常 以 反 相 器 作 输 出 级 ， 通 常 用 以 驱 动 LED。 CD4511的 引 脚 图 见 图 1所 示 ， 它 的 1， 2， 6， 7 脚 为 BCD 码 输 入 端 ， 第 915脚 为 显 示 输 出 端 。 集 成 电 路 输 入 端 与 输 出 端 的 关 系 见 真 值 表 所 示 。图 1 CD4511的 引 脚 图（ 2） LED 数 码 管四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书5该 设 计 采 用 LED 数 码 管 ， 其 引 角 图 如 下 ：图 2 数 码 管 引 脚 图图 3 8421BCD码 对

11、应 显 示 图三 、 设 计 方 案（ 1） 抢 答 器 设 计 方 案1、 抢 答 器 一 般 由 开 关 组 成 电 路 、 编 码 器 、 具 有 锁 存 功 能 的 七 段 显 示 译 码 器 、数 码 显 示 器 等 几 部 分 组 成 。（ 1） 开 关 组 电 路 ： 该 电 路 由 多 路 开 关 所 组 成 ， 每 一 竞 赛 者 与 一 个 开 关 相 对 应 。开 关 应 为 常 开 型 ， 当 按 下 开 关 时 ， 开 关 闭 合 ； 当 松 开 关 时 ， 开 关 自 动 断 开 。（ 2） 编 码 器 ： 编 码 器 的 作 用 是 将 某 一 开 关 信 息 转

12、 化 为 相 应 的 8421BCD 码 ， 以提 供 数 字 显 示 电 路 所 需 要 的 编 码 输 入 。（ 3） 具 有 锁 存 功 能 的 七 段 显 示 译 码 器 ： 译 码 驱 动 电 路 将 编 码 器 输 出 的 8421BCD码 转 换 为 数 码 管 所 需 要 的 逻 辑 状 态 ， 并 且 为 保 证 数 码 管 正 常 工 作 提 供 足 够 的 工 作电 流 。 同 时 它 带 有 锁 存 功 能 ， 当 接 收 一 个 编 码 后 将 会 自 动 锁 存 该 编 码 。（ 4） 数 码 显 示 器 ： 数 码 显 示 器 通 常 用 发 光 二 极 管 （

13、LED） 。 本 设 计 采 用 了 共 阴极 LED 数 码 管 。（ 2） 由 CD4511构 成 的 8 路 抢 答 器 的 工 作 原 理由 CD4511构 成 的 8 路 抢 答 器 的 组 成 框 图 和 整 机 电 路 图 如 图 3， 图 4 所 示 。开 关 及 二 极 管 构成 的 编 码 器 显 示 译 码 器CD4511 七 段 码 显 示器四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书6图 4图 4 八 路 数 字 显 示 抢 答 器 电 路 图由 图 4 可 知 ， 八 路 数 字 显 示 抢 答 器 由 四 部 分 组 成 。第 一 部 分 ： 抢 答 器 开

14、 关 及 编 码 电 路 。 每 路 都 有 一 个 抢 答 按 钮 开 关 ， 并对 应 有 VD1 VD12中 的 编 码 ， 例 如 ： 第 三 路 开 关 SB3按 下 时 ， 通 过 2只 二 极 管 ， 加 到 CD4511的 BCD码 输 入 端 为 0011。 如 果 按 下 某 一 路 抢答 开 关 ， 电 路 不 显 示 或 显 示 错 误 ， 只 要 检 查 与 之 相 对 应 的 那 组 二 极 管 ，看 是 否 接 反 或 损 坏 即 可 。 VD1 VD12的 编 码 方 式 如 下 ：按 键 D（ 6） C（ 2） B（ 1） A（ 7）SB1 0 0 0 1SB

15、2 0 0 1 0四 平 职 业 大 学 课 程 设 计 报 告 书7SB3 0 0 1 1SB4 0 1 0 0SB5 0 1 0 1SB6 0 1 1 0SB7 0 1 1 1SB8 1 0 0 0SB9 0 0 0 0第 二 部 分 ： 抢 答 器 锁 存 控 制 电 路 ， 由 VT、 VD13、 VD14、 及 电 阻 器 R7、R8 组 成 。 当 抢 答 器 按 钮 开 关 都 没 有 按 下 时 ， 由 于 BCD 码 输 入 端 都 接有 接 地 的 电 阻 ， 所 以 BCD码 输 入 端 为 “ 0000” ， 输 出 端 d 端 为 高 电 平 ，同 时 g 端 为 低 电 平 。 通 过 对 0 9这 10个 数 字 的