一、 概述本课程设计的内容是做一个可调ex波形发生器，通过在设计的过程中，能够深入了解波形发生器的工作原理，并能更灵活地掌握555触发器和比较器等基本元件该波形发生器由于可以通过改变相应的阻值从而控制波形的增减速率，因此对同学们做不同类型的波形实验很有帮助而且以该波形作为输入信号可以实现延时控制、收音机的调频等简单控制系统要求设计一系统，其输出周期波形如图1所示将一个周期分为三段，段为指数上升阶段，、为指数下降阶段图1 可调ex波形发生器输出波形二、 工作原理该系统的系统框图如图2所示，由脉冲信号发生器产生脉冲信号，同时再由单稳态电路调控脉冲的宽度，从而控制下面电路对电容充放电时间的调整以及开关的闭合控制，接着单稳态输出的脉冲和比较器出来的信号共同控制开关来给电容充放电而得到所需的信号脉冲信号发生器单稳态电路控制电路开关与电阻网络比较器C图2 系统方框图脉冲信号发生器可以通过555定时器构成，单稳态电路也可由555构成，开关则可采取C4066芯片三、 电路设计1、 脉冲信号发生器电路该电路的原理图如图3所示图3 脉冲信号发生器电路原理图此555谐振电路能自发产生一定占空比的脉冲信号，通过对R3、R4的改变可以改变占空比，此时产生的信号便是是输入信号的原始状态，以便接下来的其他电路对其进行调整，从而得出本实验想要的输入脉冲。
接通VCC后，VCC经R3和R4对C充电当2号输入的vc上升到2VCC/3时，vo=0，T导通，C通过R4和T放电，vc下降当vc下降到VCC/3时，vo又由0变为1，T截止，VCC又经R3和R4对C充电如此重复上述过程，在输出端vo产生了连续的矩形脉冲2、 单稳态电路单稳态电路原理图如图4所示图4 单稳态电路原理图此单稳态电路是对前一个的输出信号进行调整产生理想信号的电路，通过对R1的阻值的调整即可改变成不同脉宽的脉冲信号，用来实现实验所需不同结果由多谐振荡器产生的脉冲作为单稳态电路的输入端，当输入的低电平来临时，电路通过R1对C3进行充电，在充电过程不能连续触发，同时3号输出高电平，一旦电容冲到VCC立马开始放电，与此同时，3号输出低电平，如此往复就形成有一定脉宽的脉冲电路，而通过对R1的改变就可以调节脉宽使之符合要求3、 控制电路电路原理图如图5所示U2A74S02DU3A74S02DU6A7402NU8A7404N121519输入B输入A开关1开关2图5 控制电路原理图通过该电路可以控制输入信号产生不同状态的高低点评来控制开关的闭合断开，实现电容的充放电4、 开关与电阻网络电路原理图如图6所示。
图6 开关与电阻网络原理图由于本实验需要三个电容状态，故需要开关电阻网络电路来控制实现功能，当使能端通以高电平时，其对应的开关就相应的闭合，同理若是低电平则相应的断开5、 比较器电路电路原理图如图7所示图7 比较器电路原理图比较器电路可以让电容的输出状态与给定的一个定值电压比较，得到一个想要的高低脉冲信号，反过来和单稳态电路产生的脉冲共同作为控制电路的输入信号四、 性能测试1、 脉冲信号发生器的测试，其输出电压波形图如图8所示表1 555多斜振荡器电路测试C1值（uF）C2值（uF）R3值（kΩ）R4值（kΩ）频率（Hz）周期（ms）10.011.752.02504．0由多谐振荡器工作原理可知：T=0.7*(R3+2*R4)*C1=4.0 ms T1=0.7*(R3+R4)*C1=2.6 msT2=0.7*R4*C1=1.4 ms图8 脉冲信号发生器输出电压波形图2、 单稳态电路的测试，其输出波形如图9所示表2 555单稳态电路测试R1值（kΩ）C3值（uF）频率（Hz）周期（ms）212504.0由555接成的单稳态电路工作原理可知：=1.1*R1*C3=2.2 ms图9 单稳态输出电压波形图3、 控制电路及比较器电路测试，其输出电压波形如图10所示表3 开关控制真值表AB开关1开关2开关300100010100X001图10 开关控制端及比较器输出电压波形图5、 电路整体性能测试如图11、12、13、14所示。
图11 理想输出波形R2=2.5 kΩ R7=1kΩ R6=0.5 kΩ图12 改变充电阻值R2=2 kΩ R7=1 kΩ R6=0.5 kΩ图13 改变放电1电阻R2=2.5 kΩ R7=1.3 kΩ R6=0.5 kΩ图14 改变放电2电阻R2=2.5 kΩ R7=1 kΩ R6=1.5 kΩ五、 结论设计出来的成品能基本满足设计要求，在这个设计题中重点和难点都存在于控制电路的设计这一块，原因在于必须要输出结果和输入两方面联合控制，自己想的时候抓不住头绪，但在老师的帮助下，开始想通过门电路和触发器共同控制开关电阻网络，在不懈的努力下，终于解决了这个大难题，接下来就好办了，按部就班，一一实现了关联功能，从而组成一个完整的系统，且能基本实现老师的要求。
六、 性价比该系统由于使用的都是基础元件，故整体的价格都很低并且需要的输入波形是方波就行，要求不高，因此只需用两个555定时器就可实现，性价比高其他的就只是在要两个比较器和一个4066开关芯片，还要几个不同阻值和电容值的电阻电容即可，需要的元器件都很简单易得，这就从根本上保证了性价比七、 课设体会及合理化建议课程设计期间，我深刻体会到了基础知识学得好并不代表能更加容易的将其转化为能实现各种不同功能的实物，这个过程是对我们整体综合素质的培养与锻炼，尽管这样的转化很困难，但我同样通过此课程树立了信心，相信一定能对我今后的工作以及生活带来更多益处与此同时，我更加深入地了解了仿真软件Multsim的运用，对于我们自动化的学生而言，这个软件的助力非常大，相信在以后的工作中我们也能借助于它最后，我非常感谢在此期间老师对我的谆谆教导，老师不耐其烦地一遍遍给我纠错和指导，我感觉很过意不去，我会把这个经验作为我宝贵的珍藏至于建议，就是希望老师能多多开展这样的活动，因为此次课设期间发现了很多同学都存在动手方面不强的缺陷，同时也不能把书本和生活、实践联系在一块，感觉学的都是一些死知识，对我们不甚大用参考文献[1] 阎石主编,数字电子技术.[M]北京：高等教育出版社，2006年[2] 路勇主编,电子电路实验及仿真.[M]北京：电子工业出版社，2008年[3] 荆西京主编.模拟电子电路实验技术.西安：第四军医大学出版社，2004年1月[4] 付家才编.应用电子工程实践技术.[M]北京：化学工业出版社，2005年[5] 孙胜麟编.电子技术基础实验与仿真.[M]长沙：中南大学出版社，2008年[6] 苏文平编.电子技术实践与制作教程.[M]北京：国防工业出版社，2007年[7] 蔡忠法编. 电子技术试验与课程设计.[M]浙江：浙江大学出版社，2005年[8] 兰吉昌编.实用电子制作百例.[M]北京：化学工业出版社，2009年[9] 孙余凯编.巧学巧用基础电路实用技术.[M]北京：电子工业出版社，2009年[10] 谢自美编.电子线路设计·实验·测试.武汉：华中科技大学出版社，2006年8月附录I 总电路图附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1U1\U7555定时器LM555CM22R1\R6\R210 kΩ可变电阻33R5500 kΩ可变电阻14R71 kΩ定值电阻15R3\R45 kΩ可变电阻26U2开关控制芯片MC74HC4066D17U8A反相器7404N18U6A/U2A/U3A 或非门7402N/74S02D1/29C1/C3/C51 uF定值电容310C2/C40.01 uF定值电容211U9A比较器LM339AD16。