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1、电子计分器毕 业 设 计 任 务 书专业电子信息工程技术 I 一、 毕业设计的任务和具体要求：（1）本次毕业设计的具体任务是：确定毕业设计的课题，并且利用图书和网络资源查出与该设计有关的资料从中挑选出最佳的设计资料，作为该毕业设计的参考资料。制定出最佳的毕业设计方案，并且根据预先制定的方案选用合适的元器件。利用proteldxp软件根据选定的参考资料进行绘制电路图和生成PCB电路板。根据做好的电路图把元件插到电路板上并且对电路板进行连接和焊接，然后在组装成扬声器成品。 （2）本次毕业设计的要求是：选定的方案要适合电子专业大专毕业生的制作，使用的必须是曾经学过或是见过的元器件。生成的PCB电路板
2、，布线要合理不能交叉，而且还要考虑元件之间相互干扰的因素，在容易受干扰和产生干扰的元件之间距离不能太近，而且导线间距要稍大。焊接好的电路板，焊点上的焊锡应程锥形，且表面要光华，不能有虚焊现象。制成的电子计分器应该有预先设定的效果能从000开始计数，按下S1后能自动加一，按下S2后能自动减一，按S3即显示000。二、毕业设计应完成的图纸：表2-1 LM7809引脚功能及数据，见6页表2-2 CD40192功能表，见9页表2-3 与非门真值表，见10页表3-1 CD4027功能表，见13页表4-1 数码管编码方法，见15页图1-1 电路原理图，见2页图2-1 单向桥式整流电路，见3页图2-2 单相
3、桥式整流电路模拟图，见3页图2-3 桥式整流电路工作波形，见4页图2-4 常用滤波电路，见5页图2-5 滤波电路及电流的变化，见5页图2-6 三端稳压（78，79系列）管脚判断技巧，见6页图2-7 CD4055管脚图，见7页图2-8 CD40192管脚图，见8页图2-9 CD40192逻辑图，见9页图2-10 CD4011管脚图,见10页图2-11 CD4011引出端排列，见11页图3-1 CD4027逻辑符号，见12页图3-2 CD4027引出端排列，见13页图3-3 CD4027逻辑图，见13页图4-1 BCD七段译码器驱动器，见14页图4-2 七段数码管引脚图，见14页图4-3数码管各字
4、段引脚，见15页图5-1 轻触开关实物图，见16页图5-2 稳压二极管原理图，见17页图5-3 稳压二极管实物图，见18页图5-4电解电容实物图，见24页图6-1 PCB 3D图，见26页电子计分器摘要21世纪是电子技术飞速发展的时代，如今我们的生活越来越离不开电子技术近从我们生活中离不开的电脑、电视机、电风扇、洗衣机电冰箱空调等，远到人们的生产、医疗保险、国防教育等，都离不开电子技术。下面就以电子计分器电路为例来具体说明电子产品的特点。该电路原理简单，采用普通的CMOS集成电路，很容易自制。第一个数码管仅有两种状态，即“0”或显示“l”，后两个数码管可显示“0”“9”十种状态，故该计分器的最
5、高计分可达199分。电路主要由计数器、译码电路、触发电路、显示电路及防抖动开关电路等组成。 本装置可用于工矿、学校篮球场在控制台累计比赛得分并用显示屏显示分数。本实验电路经安装后能正常工作，起到计分作用，只是安装时由于全采用CMOS电路，应断开电源进行焊接，以防损坏CMOS电路。关键词：译码电路、加法器、JK触发器、与非门目 录0 前言1 设计方案1.1 工作原理1.2 电路原理图2 电路的五大模块功能2.1 直流稳压电路2.1.1 整流电路2.1.2滤波电路2.1.3稳压电路LM78092.2译码及加法电路2.2.1 译码器电路（CD4055）2.2.2 加法器电路2.2.3 与非门电路CD
6、40113 JK电路基本功能4 显示电路7段数码管5 启动电路功能模块5.1按钮开关5.2二极管5.3电阻5.4电容元件5.4.1 瓷片电容5.4.2电解电容6 电子计分器电路模块连接、系统调试和完善7 结束语7.1论文总结7.2工作展望参考文献、资料索引致谢电子计分器0 前言从18世纪法拉第发现了电磁现象以来，人类社会便进入了电子时代。经过不断发展，电子产品越来越多的呈现在我们面前。由于电能的清洁高效、易于转变成其它形式的能源的特点，电子技术越来越被人们重视。迈进21世纪，网络与通信技术、多媒体技术以及新型体系结构的计算机设计随时都在向系统级芯片的设计与制造提出新的挑战。现代电子产品的性能越
7、来越高、复杂度越来越大。更新步伐越来越快。实现这种进步的主要原因就是微电子技术和电子设计技术的发展。于是人们的生产生活越来越离不开电子技术。人们由开始仅利用电子产品来进行发展生产到现阶段运用电子产品作为装饰品，走在街上四处可望：商店门前的闪光灯、过年过节人们家门上的七彩灯等等。相信以后还会有更多的电子产品出现服务于人类，也会有更多的人喜欢电子技术。下面，就以电子计分器电路为例来简单的介绍一下电子产品的特点。由于原电路图用强电启动，我们设计小组考虑了两套方案。一套是起用原来的电路图纸、另一套是将220v强电压利用稳压电源转换成9v电压输出。由于大多数电路仅用强电部分整流出的9v电压启动，出于安全
8、考虑我们决定将强电部分改为稳压电路，输出为9v。因此电路中必须加入变压器、整流桥等，以实现交流变直流。第一模块是降压和桥式整流；第二模块式滤波和稳压。1 设计方案1.1 工作原理本装置可用于工矿、学校蓝球场在控制台累计比赛得分并用显示屏显示分数。该电路采用普通CMOS集成电路，很容易自制。IC1和IC2为十进制加/减计数器，分别组成分数的个位和十位。IC3和IC4为7段译码电路，它把IC1和IC2的十进制数字信号译成可显示09数字的7段码。IC5为分数的百位，它为JK触发器只有二种状态，所以本电路的最高得分为199分。S1为加分开关，每按一次产生一个脉冲信号使IC1做加法计数一次。S2为减分开
9、关，每按一次作减法计数一次。IC1的进位或借位信号会自动传递给IC2使其计数。S3为清零开关，按S3即显示“000”。R1、C1、R2、C2为防止开关抖动所设置。这是因为开关在开或关的瞬间会产生多次抖动从而使电路误计数，所以增设阻容元件来消除开关的抖动。7段数码AG显示部分每段由多个发光二极管并联构成。实验点评：本实验电路经安装后能正常工作，起到计分作用。原理简单容易成功，只是安装时由于全采用CMOS电路，应断开电源进行焊接，以防损坏CMOS电路。1.2 电路原理图图1-1 电路原理图2 电路的五大模块功能2.1 直流稳压电路实验是用LM78XX系列三端稳压集成电路制作的稳压电源，把7805换
10、成78xx、7808、7809、7812等不同输出电压的三端稳压集成电路，就能得到相应的输出电压。该模块由变压器，桥式整流电路，三端集成稳压块及滤波电容。其中单相桥式整流电路是工程上最常用的单相整流电路，如图2-1所示。 直流稳压电源一般由整流电路、滤波电路和稳压电路三大部分组成。图2-1 单相桥式整流电路2.1.1 整流电路 整流电路的任务是将经过变压器降压以后的交流电压变换为直流电压。变压器的选择，除了应满足功率要求外，它的次级输出电压的有效值2 应略高于要求稳压电路输出的直流电压值。对于高质量的稳压都选用桥式整流电路。 单相桥式整流电路如图2-2所示，图中Tr为电源变压器，它的作用是将交
11、流电网电压vI变成整流电路要求的交流电压 ，RL是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管D1D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。图2-2 单相桥式整流电路模拟图单相桥式整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图2-2中实线箭头表示。在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再
12、由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图2-2中虚线箭头所示。综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如图2-3。由图可见，通过负载RL的电流iL以及电压vL的波形都是单方向的全波脉动波形。图2-3 桥式整流电路工作波形2.1.2滤波电路 对于一般要求的稳压电源，多采用电
13、容滤波或 型滤波。桥式整流电路经电容滤波后，滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。常用的结构如图2-4所示。图2-4 常用滤波电路由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降你时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L，当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量存储起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。滤波电路的形式很多，为
14、了掌握它的分析规律，把它分为电容输入式（电容器C接在最前面，如图2-4中的（a）、（c）和电感输入式（电感器L接在最前面，如图2-4中的（b）。前一种滤波电路多用于小功率电源中，而后一种滤波电路多用于较大功率电源中（而且当电流很大时仅用一电感器与负载串联）。 滤波电路及其经过整流桥后电流的变化如图2-5所示V2是经过变压器后的输出电压值，Vc是输出的直流电压。图2-5 滤波电路及电流的变化2.1.3稳压电路LM7809集成电路的引脚功能及数据见表所列表2-1 LM7809引脚功能及数据引脚功能电压（V）在路电阻（k）开路电阻（k）红笔测量黑笔测量红笔测量黑笔测量输入12充电充电225.5输出9充电充电36地0000078* 、 79 * 系列三端稳压器中最常应用的是 TO-220 和 TO-202 两种封装。这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如图2-7所示。图中的引脚号标注方法是按照引脚电位从高到底的顺序标注的。这样标注便于记忆。引脚 为最高电位，脚为最低电位，脚居中。从图中可以看出，不论正压还是负压，脚均为输出端。对于 78*正压系列，输入是最高电位，自然是脚，地端为最低电位，即脚，如附图所示。对与79*负压系列，输入为最低电位，自然是脚，而地端为最高电位，即脚，如附图所示。此外，还应注意，散热片总是和最低电位的第脚相连。这样
