β数显式测量电路的设计、安装与调试

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1、北京化工大学信息科学与技术学院自动化专业 课程设计题目： 数显式测量电路的设计、安装与调试班级： 学号：姓名：同组人：指导老师：2013 年 9 月 目录一、课程设计的任务及基本要求二、逻辑框图设计三、逻辑电路的设计及参数计算四、安装调试步骤及遇到的问题五、印刷线路板设计六、体会及建议七、参考文献八、附录（元件使用说明）9、附图（框图 逻辑图 印刷线路板图）1、课程设计的任务及基本要求本课题要求设计一个“三极管 值得数显式测量电路” 。即可以直观的看出三极管的 值。、具体任务和要求1、 可测量 NPN 硅三极管的直流电流放大系数 100R9）则这个压控振荡器的震荡周期就近似等于上图中积分器的负

2、向积分时间 t1，即近似等于积分器的输出电压由 下降到 - 所要的时间 t1。aVmamV因为 =- + =- +1CdtRtX0414CXamV当 t= 时， =- ，即有tam- =- + ， 所以 =2amV14X1t4R1XamV式中的 是积分器输出电压 的峰值，在 =- 时，比较器的状a aam态发生变化这时比较器同相输入端的电位 =0,即 = + ,因76RVam761此 =amVR176将代入式得 =21t4R1C76XmV1故此压控振荡器的震荡周期为 = + = =2T1t24R1C76XmV1振荡频率为 = = xfXT1142CRmVx167可见 与 成正比，由于 = 所以

3、 与 成正比。xfVXBI2Rxf考虑 Vam 应比 V1m 小些，按 V6/V70.4s;Two 应远远小于计数脉冲最小周期 TxminT xmin=30ms/199=150S因此 0.4S0.7R13C4150S，取 C4=470P，R13=56K.逻辑电路图：4、调试步骤及遇到的问题我们这组在安装调试的过程中，没有遇到太大的障碍，基本算是圆中满完成任务。但安装调试的过程中，还是遇到了几个小问题。1、面包板元件的布局和原来自己设计的印刷版电路布局有点出入，不能做到照图连线，而是边摸索，边连线，导致进度不是很快。2、反反复复地找合适的电阻，影响效率。后来通过和其他小组的讨论，我们发现了一个好

4、方法，就是在相应的位置插上电阻、电容，用到哪个拿哪个，大大提高了效率和准确率。3、由于布局不是很合理，导致有些线不得不重叠，影响美观。4、电源接口接触不良，导致示数闪烁。5、印制电路板设计1. 印刷电路板的基本要求(1) 双面板: 正面用红色线( 元件面，横线为主) 反面用蓝色线( 连线面，竖线为主) 金属化孔用蓝色 (2) 走线原则: 线条横平竖直,同面线不能交叉 线条尽量少 每个芯片下横向最多走三条线 芯片相邻管脚之间不能走线 每个金属化孔只能插入一个元件管脚2、其他要求（1）坐标纸大小: 31cm 23cm（2）比例尺: 2 : 1 （3）周边留宽: 5 、 10 mm （4）线宽: 1

5、 mm (200mA/mm)（5）电源和地线: 加宽（6）芯片跨度: 7.5mm （7）芯片管脚间距:2.5mm （8）金属化孔: 内径 0.8mm 外径 1.5mm （9）电位器: 两脚间距 5mm （10）电阻、电容跨度 463、印刷电路板的注意事项(1) 元器件布位合理:应考虑尺寸、重量、电器上的相互关系，以及散热等。(2) 元器件一律安装在正面，反面焊接。 。集成芯片同方向排列，标注型号，画出引脚焊盘；分立元件画出符号；数码管不装，但要画出限流电阻和引线焊点（直径1.5） 。(3) 用两种颜色线表示双面走线，每种走线以一种走向为主，不得走斜线或交叉，拐弯处画小圆角。 (4) 芯片中间可

6、走 23 根线，管脚中间不可走线。(5) 相邻连线的间距不小于 1。(6) 电源线和地应有引出端。 （地线应采用多点接地法，不要串接） 。(7) 引脚焊盘在反面，一个焊盘上只准焊一个引脚。 4. 数显式 测量电路印刷线路板（手画版）参见另外附图。六、建议及体会 体会：通过这次课程设计，我终于可以亲自把理论知识和实际操作结合起来。明白了理论与实践的关系，理论是实践的基础，为实践服务；实践是理论的实现过程。良好的操作习惯，细心、连贯的思维是实验成功的保障；信任队友，团结协作，才能更好更快的完成任务。建议：理论知识讲解不到位，时间跨度长了，有些知识遗忘；应该多设这样的课程设计，提高学生的动手能力。七

7、、参考文献、 电子技术基础（康华光主编）、 集成电路原理及应用（钱为康编）、 电子技术基础课程设计（孙梅生等编）、 电子技术课程设计指南（张诚庆、杨丽华编）八、附录（元件使用说明)1、通用型集成运放 LM324管脚图如附图 8-1 所示。LM324 内有四个结构相同，互相独立的运放。运放内部已有频率补偿电路，应用时可不用外接补偿电容。LM324 用双电源工作，但也能单电源使用，其电压范围为 330V，并具有很低的静态功耗，当电源电压为 5V 时，其非线形应用的输出电平可和 TTL 器件相容。图 8-12高阻型集成运放 LF351 管脚图如附图 8-2 所示LF351 具有很高的输入电阻，特别适

8、用于各种运算电路。一般工作时采用?15v 电源，它的输出级有过流保护电路，因而输出对地短路也不会损坏器件，但使用中应尽量防止发生短路，当需要调零时，可把电位器动端连负电流，两个固定端分别与调零端相连。图 8-23、通用型集成电压比较器 LM311管脚图如附图 8-3 所示LM311 具有较低的偏置电流和失调电流，用它构成的电压比较器其影响速度比用一般运放组成的电压比较器快，可用单电源供电，例如+15v，也可用双电源供电，例如?15v。图 8-34、集成定时器 NE555管脚图如附图 8-4 所示NE555 是一种模拟、数字混合式定时器集成电路，外接适当的电阻和电容就能构成多谐振荡器、单稳态触发

9、器和双稳态触发器，用 555 定时器组成的多谐振荡器，振荡频率比较稳定。为便于频率调整，可外接电位器。图 8-45. 六施密特反相器 74LS14 管脚图如附图 8-5 所示图 8-56. 四 2 输入与非门 CC4011管脚图如附图 8-6 所示图 8-67. 双 D 上升沿触发器 74LS74管脚图如附图 8-7 所示74LS74 是具有直接置位端和复位端的双 D 触发器。逻辑功能如表 3-1 所示。表中的“ ”表示时钟 CP 的上升沿触发，带“*”的状态是不稳定的。图 8-7表 8-1 74LS74 逻辑功能表输入 输出预置 DS清除 DR时钟 CP SD QL H X X H LH L

10、 X X L HL L X *H H H H LH H L X L HH H L X 0Q08. 十进制计数器 74LS90管脚如附图 8-8 所示74LS90 内部含有一个二进制计数和一位五进制计数器。当计数脉冲由 ACP输入，QA 与 BCP相连时就构成 BCD 计数器。当计数脉冲由 B输入，QD 与A相连时，可完成五二进制时序，在输出端 QA 可得到一个占空比为 50%的十分频方波。另外，除计数输入 ACP和 B为下降沿作用外，置 0 端)1(0R和 )2(0，置 9 端 )1(S和 )2(9都是高电平起作用，因此在使用中不要将它们随意悬空。图 8-8表 8-2 74LS90 复位计数功

11、能表复位输入端 输入端)1(0R)2(0 )0(9R )1(DQ C B AQH H L X L L L LH H X L L L L LX X H H H L L HX L X L 计数L X L X 计数X L L X 计数9、BCD七段译码器 74LS47管脚如附图 8-9 所示图中 D、C、B、A 为输入的 8421BCD 码， ga为七段输出。图 8-974LS 47 的逻辑功能如表所示，关于此表说明一下几点输入端十进制或功能 D C B A说明0123456789101112131415HHHHHHHHHHHHHHHHHXXXXXXXXXXXXXXXLLLLLLLLHHHHHHHH

12、LLLLHHHHLLLLHHHHLLHHLLHHLLHHLLHHLHLHLHLHLHLHLHLHHHHHHHHHHHHHHHHHLHLLHLHLLLHHHLHHLLLLLHHLLLHHLHHHLLHLLLLLLLHLHHHHLHLLHLLHLHLLHLLHLHLHHHLHLHLHHHLHLHHHLLLHLLHHLLLHHHLLLLLHLLLLLLLH消隐 X X X X X X L H H H H H H H 串行消隐H L L L L L L H H H H H H H 灯测试 L X X X X X H L L L L L L L 表中 015 项为正常译码输出，其条件是灯测试端 T，消隐

13、输入端 BRI都接高电平或者悬空，串行消隐输入端 BRI至少在输入为低电平时是高电平。正常译码输出时，可驱动共/BRIYTBRI abcdefg阳极 LED 数码管显示的 015 共 16 个字形。消隐：当直接加低电平到消隐输入端时, ga均为高电平，此时数码管呈暗状态。串行消隐：74LS74 的管脚 4 既可作为输入端 BI,也可作为输出端 BRY。当管脚 3 为高电平，管脚 5 为低电平时，对于低电平输入信号，数码管呈暗状态，同时输出 变为低电平，若用 BRY连下级的管脚 5，则下级的数码管在该级输入为低电平时也呈暗状态。依此类推，可实现不显示无效数字的目的。灯测试：在消隐输入端为高电平时

14、，若使 LT为低电平，则 ga为低电平，数码管各段全亮。74LS74 的有效输出电平为低电平，它可以与共阳极的 LED 数码管配套使用，如图所示。通常数码管导通时的正向压降约为 1.8V，正向电流为 10mA，据此可选定限流电阻 R，一般取 390 左右。有功能表可知，当输入的 BCD 码为 DCBA=1001 时 0gfcba, 1ed ，因而数码管中的相应段 a 、b、c、f、g 导通发光，从而显示数字 9. 10、共阳极 LED 七段数码管通常数码管导通时的正向压降约为 1.8v，正向电流为 10mA，据此可选定限流电阻 R，一般取 390 左右.9、附图逻辑图、框架图已交；印刷线路版图另附手画版。