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1、信息职业技术学院毕业设计说明书设计(论文)题目:电子扫描多路交流电压信号切换_ 电路设计 _ _专 业:_ 应用电子技术 _ _班 级:_ _应电07-1班_ _学 号:_ _ _ 姓 名:_ _ _指导教师:_ _ 二00九年十二月五日信息职业技术学院毕业设计任务书学 生姓 名学号班级应电07-1专业应用电子技术设计题目设计题目：电子扫描多路交流电压信号切换电路设计指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注副教授高级工程师国调试1设计内容：运用数字电子技术或单片机应用技术，实现对四路（或以上）数字电压输入信号进行周期性地按顺序切换，经过同一个信号处理电路（如放大器等）处理后，再周期
2、性地按对应顺序切换至后级各部分电路的输入端，即分别输出。电路系统包括输入信号控制电路、信号中间处理电路、信号输出控制电路等。要求完成；选择各单元电路结构并阐述工作原理，给出整机电路原理图；计算或估算电路参数，正确选择电路元件，给出元件明细表，仿真测试或做出实物样品；撰写设计说明书，反映计算、选择元件的过程，字数不少于6000字。进度安排：详细的时间安排如下表中所示。进度安排内容及要求备注2009.9.149.27了解毕业设计相关要求，搜集资料，拟定方案第3、4周2009.9.2811.1选择各单元电路结构并阐述工作原理，确定系统电路原理图，计算电路参数，选择电路元件。第5至10周2009.11
3、.1211.15中期检查第11、12周2009.11.1612.20绘制电路原理图、元件明细表，撰写设计说明书等第13至16周2009.12.2110.1.3毕业设计答辩第17、18周主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1 编委会.最新集成电路设计手册.北京.当代中国出版社，2004.42 李哲英，骆丽.数字集成电路设计.北京.机械工业出版社，20023 范誌忠.实用数字电子技术.北京.电子工业出版社，2003.24 孙建平.数字电子技术.西安.西安电子科技大学出版社，2005.75 郑应光.模拟电子线路(一).南京.东南大学出版社，2005.16 王卫平.电子工艺基础.
4、北京.电子工业出版社，19977 清源计算机工作室.Protel 99 se原理图与PCB及仿真.北京.机械工业出版社，2004.1审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书目 录摘 要1第1章 绪 论21.1 本课题设计的意义21.2 本课题设计的基本要求21.3 本课题设计的基本思路2第2章 设计方案3第3章 单元电路设计43.1 信号处理电路的设计43.1.1 电路结构及原理43.1.2 元器件介绍43.2 计数器设计63.2.1 电路结构及原理63.2.2 元器件介绍63.3 脉冲振荡器设计63
5、.2.1 电路结构及原理83.2.2 555定时器介绍8第4章 整机工作原理10总 结12致 谢13参考文献14附录 整机原理图15I摘 要本课题所设计的是一个电子扫描多路交流电压信号切换电路设计，其作用是同时输入四路数字信号，经电子扫描切换、放大后输出，可以同时测量四路信号，多路信号同时的测量不仅节约了时间，而且还节约了资源，大大的提高了人们的工作效益。关键词 电子扫描；信号切换；信号放大第2页第1章 绪 论1.1 本课题设计的意义人类的知识许多是依靠测量得到的。在科学技术领域内，许多新的发现、新的发明往往是以测量技术的发展为基础的，测量技术的发展推动着科学技术的前进。在生产活动中，新的工艺
6、、新的设备的产生也依赖于测量技术的发展水平，而且可靠的测量技术对于生产过程自动化、设备的安全以及经济运行都是不可少的先决条件。无论是在科学实验中还是在生产过程中，一旦离开了测量，必然会给工作带来巨大的盲目性。只有通过可靠的测量，然后正确地判断测量结果，才有可能进一步解决自然科学和工程技术上提出的问题。 在一个规模较大的系统中，常常有几个，几十个甚至更多的被测参数，要测量每路电路的信号，一个一个的测量很麻烦，本设计就是针对以上有待解决的问题，在以结合实际、强调实用、工作可靠等为设计原则，提出的设计方案。 1.2 本课题设计的基本要求 本课题设计的基本要求是运用数字技术，实现对四路的（或以上）交流
7、电压输入信号进行周期性地按顺序切换，经过同一个信号处理电路（如放大等）处理后，再周期性地按对应顺序切换至后级各部分电路的输入端，即分别输出。1.3 本课题设计的基本思路本次设计的题目是电子扫描多路交流电压信号切换电路设计，根据要求，主要是应用74LS153数据选择器来输入四路数字信号，经运放UA741放大后依次输出，用74LS290来控制信号的依次输入和输出。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书第2章 设计方案根据设计课题功能需求，电子扫描多路交流电压信号切换电路系统包括输入信号控制电路、信号处理电路、输出信号控制电路等。但输入信号和输出信号控制电路由一个电路就能满足要求。其整机电路结构框图如
8、图2-1所示。输入信号、经过集成运放放大后从依次输出信号、，用计数器控制信号的依次切换，由脉冲振荡器提供计数所需的时钟信号。UO1Ui1多路数据选择器放大器数据分配器脉冲振荡器计数器Ui2Ui3Ui4UO2UO3UO4图2-1整机电路结构框图第15页第3章 单元电路设计3.1 信号处理电路的设计3.1.1 电路结构及原理本部分主要由数据选择器和集成运放组成。四路数字信号依次从数据选择器输入端输入，经集成运放放大后，再依次从数据选择器输出端输出。电路原理如图3-1所示。数据选择器使能端和必须接地，1D01D3作为数据输入端，2D02D3作为数据输出端，作为数据输出端，作为数据输入端，地址端A0、
9、A1用于实现输入输出数据的选择。A1、A0的输出状态00、01、10、11分别控制选择输入数据Ui1-Ui4、和控制输出数据UO1-UO4。显然，任何时刻只有一路数据从1Y输出，输出的信号经过ua741放大120倍，然后再由数据选择器的端输入，在依次从 2D02D3端输出。图3-1 信号处理电路图3.1.2 元器件介绍1数据选择器74LS15374LS153是双4选1数据选择器，即一片74LS153中集成了两个完全相同的4选1数据选择器。74LS153的逻辑功能示意图和外引脚图如图3-2所示。（a）逻辑符号（b）外引脚图图3-2 双4选1数据选择器74LS153图中，为4个数据输入端，为数据输
10、出端，、为两个4选1的公共地址输入端，为选通端（或称使能端），低电平有效。74LS153功能表如表3-13所示，当时，输出，输入数据被封锁；当时，数据选择器正常工作，表3-1 双4选1数据选择器74LS153功能表使能输入地址输入数据输出100000110112集成运算放大器UA741UA741为集成运算放大器，其管脚图如图3-3所示，它的应用电路如图3-4所示。 图3-3 UA741管脚图 图3-4 UA741应用电路图3.2 计数器的设计3.2.1 电路结构及原理本设计中使用计数器是为74LS153地址端A1、A0输及数据选择控制信号00、01、10、11。为产生该信号，可用计数器来实现。
11、电路设计可使用74LS290十进制计数器来实现4进制计数器，以产00、01、10、11计数脉冲，电路如图3-5所示。图3-5 计数器电路原理图3.2.2 元器件介绍74LS290是集成异步二五十进制计数器，其结构框图和逻辑功能示意图分别如下图3-6（a）和图3-6（b）所示。图3-6 74LS290结构框图和逻辑功能示其逻辑功能为：（1）异步置0功能（复位功能）当R0R01R021，S9S91S920时，计数器置0，即Q3Q2Q1Q00000，因此R0端也称异步置0端。（2）异步置9功能（异步置数功能）当R0R01R020，S9S91S921时，计数器置9，即Q3Q2Q1Q01001，因此R9
12、端也称异步置9端。（3）计数功能当R00，S90时，处于计数工作状态：计数脉冲由CP0端输入，从Q0端输出时，则构成一位二进制计数器；计数脉冲由CP1端输入，输出为Q3Q2Q1时，则构成异步五进制计数器；如将Q0端与CP1连接，计数脉冲由CP0端输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，构成8421码异步十进制计数器；如将Q3端与CP0相连，计数脉冲由CP1端输入，从高位到低位输出为Q0Q3Q2Q1时，则构成5421码的异步十进制加法计数器。表3-2为74LS290的功能表。表3-274LS290功能表输入输出说明R01R02S91S92CPQ3Q2Q1Q0100000置0011001置900按不同的连
13、接方式正常计数计数（3）利用集成计数器的异步置0功能获得任意N进制计数器3.3 脉冲振荡器设计3.3.1 电路结构及原理 要使74LS290工作，必须给74LS290送及CP脉冲，CP脉冲可以由555定时器来产生，其电路结构如图3-7所示。图3-7 脉冲振荡器原理图当接通电源后，电容C1被充电，uc上升。当uc上升到时，电路被置为0状态，输出端uo=0，同时放大管VT导通。此后，电容C1通过R2和VT放电，使得uc下降。当uc下降到时，电路被置为1状态，输出端uo=1，放大管VT处于截止状态。此后，电容C1被Vcc通过R1和R2充电，使uc上升，当上升到时，电路又发生翻转。如此周而复始，电路便振荡起来。振荡器输出脉冲uo的工作周期为T0.7(R1+2R2)C1 (3-1)3.3.2 555定时器介绍555电路是模拟电路和数字电路集成在一块芯片上的中规模集成电路。它有TTL（又称双极型）和CMOS两种类型，TTL型产品通常后3位用数字“555”表示，而CMOS型产品通常后4位用数字“7555”表示，故称为555集成定时器。它们的功能和外形基本相同。555定时器内部由分压器、比较器、基本RS触发器和晶体管开关组成。由于比较器属于模拟电路，触发器属于数字电路，所以555定时器通
