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基于数字电路的逻辑信号测试器课程设计说明书

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ID:452907 发表于 2018-12-23 21:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
目  录
设计题目:              1
1 设计目的及任务              1
1.1 设计目的              1
1.2 设计任务              1
2 设计过程              2
2.1 题目分析              2
2.2 整体构思              2
2.3 具体实现              2
3 元件说明及相关计算              3
3.1 元件说明              3
3.2 相关计算              3
4 制作及调试过程              4
4.1 制作过程              4
4.2 调试过程              4
4.3 遇到问题及解决措施              5
5 心得体会              6
参考文献              7
致谢              8
附录1:电路原理图
附录2:元件清单              10
贵州理工学院学生课程设计成绩评定表(电气类)              11


摘要
我们如果要对电路中某点的逻辑电平进行测试,通常需要采用万用表或示波器等仪器仪表了解其高低电平时很不方便,本文介绍了一个逻辑信号电平测试器,它可以很方便快捷地测量某一点的电位高低,通过发光二极管的光照强度来判断实测电位的电平范围。该设计主要包括三部分电路:输入电路,逻辑信号识别电路,发光二极管驱动电路。其主要运用应用了集成运放的非线性电路特征,开环增益很大,从而可以制作成双限比较器;还有对电容的充放电的利用,得到一定光照强度的信号。

1 设计目的及任务

1.1 设计目的

(1)结合模拟电子技术中所学的理论知识,独立设计方案,培养学生独立分析与解决问题的能力;

(2)学会查阅相关手册和资料,通过查阅手册和资料,进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理的选用的原则;

(3)学会使用常用电子元器件

(4)掌握基本的现代电子技术设计工具和EDA技术;

(5)掌握电子电路的安装与调试技术,进一步熟悉电子仪器的使用方法;

(6)认真撰写总结报告,培养严谨的作风和科学的态度。

1.2 设计任务

设计一个基于LM324的逻辑电平测量仪,实现如下功能。

(1)测量范围:低电平UL<0.6V;高电平UH>3.8V。;

(2)高低电平用发光二极管指示,红色表示高电平,绿色表示低电平;

(3)当被测信号在0.6V~3.8V之间时,发光二极管不亮;

(4)输入阻抗大于20 kΩ;

(5)工作电源为+5V;


2 设计过程

2.1 题目分析

逻辑信号电平测试器是将一个模拟量输入电压与一个参考电压进行比较,输出高、低电平。

2.2 整体构思

电源——输入电路——逻辑状态识别电路——显示电路

2.3 具体实现

(1)、根据技术指标要求确定电路形式,分析工作原理,计算元件参数。

(2)、用PROTEUS进行模拟仿真测试,使之达到设计要求。

(3)、撰写设计报告。


+


3 元件说明及相关计算

3.1 元件说明     

(1)、电阻器                                                                                                                                                    固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。              (2)、电容                                                                    电容器的耐压:常用固定式电容的直流工作电压系列为:6.3V,10V,16V,25V,40V,63V,100V,160V,250V,400V。                                    (3)、二极管                                                      (4)、集成运放 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示,它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器。                                                                                                                                           3.2 相关计算

R1=30 KΩ           R2=43KΩ               R3=82 KΩ

R4=68KΩ            R5=360 KΩ             R6=100 KΩ

R7=R8=68Ω



4 制作及调试过程

4.1 制作过程

前期小组成员对此十分陌生,通过上网查阅相关资料和课上询问老师,并多次运用仿真软件测试,最终经过多次测试终于完成。

4.2 调试过程

(1)当输入电压小于0.6V时,绿灯亮。

  • 当输入电压在0.6V-3.8V之间亮灯皆不亮。

     


  • 当输入电压大于3.8V时红灯亮。

4.3 遇到问题及解决措施

测试的时候探针不接触任何地方出现红灯亮,绿灯不亮,探针接触低电平时出现绿灯亮,红灯不亮,探针接触高电平时,红灯不亮,绿灯也不亮。
故障原因
①实际电路与设计的原理图不符。
②模拟图连接线路不准确,该标明节点的地方没标明。
③设计的原理本身不满足要求。
由于诸多因素的影响,我们原来的理论设计可能要作修改,。但是经过多次上网查阅相关资料及询问指导老师后,发现电路的错误。在听取指导老师的讲解后,最后完成实际的总体电路,制作出符合设计要求的电子设备。


5 心得体会

第一次面对课程设计,心中十分茫然,从刚开始的无从下手,盲目的在网上搜寻资料,询问大三、大四学长学习经验。到后来通过老师的指导,我们的设计才算起步,一个星期的课程我们上课听取老师的专业讲解、课下向老师询问自己疑惑与不解、课后去图书馆和网上查找相关资料,终于取得了结果。通过这次课程设计培养了我们的动手能力和团队配合能力。不再是没有明确的目标一路埋头苦干,最终什么成功都没有。
在设计的过程中,我们通过软件仿真加强了对电路的认识与理解。设计阶段,我们到网上及图书管查找相关资料,明确思路及个人目标。在设计中,我们分工明了,相互帮助,团队协作能力得到了很大的提高所。
一周的课程设计很快就结束了,我们学到了很多在课堂上学不到的东西,这些东西使我们受益终生。


参考文献

赵淑范主编:《电子技术实验与课程设计》,清华大学出版社
彭介华主编:《电子技术课程设计》高等教育出版社
康华光主编:《电子技术基础模拟部分》高等教育出版社
陈光明主编:《电子技术课程设计与综合实训》北京航空航天大学出版社
高吉祥主编:《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》电子工业出版社


致谢
在这次课程设计的撰写中,我得到了许多人的帮助。我要感谢我的teacher在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助,这是我能顺利完成这次设计的主要原因,更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题,让我能把此次项目做得更加完善。在此期间,我不仅学到了许多新的知识,而且也开阔了视野,提高了自己的设计能力。其次,我要感谢帮助过我的同学,他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。
最后再一次感谢所有在设计中帮助过我的老师和同学。
本论文完成之际,谨向所有曾给予我指导和帮助的老师、同学致以衷心的感谢!



附录1:电路原理图


附录2:元件清单

1.LM324四运放集成电路2个,
2.2EF302发光二极管红色绿色各 1个,
3.电阻:30 KΩ×1 ,43 KΩ×1,82 KΩ×1,68KΩ×1,300 KΩ×1,100 KΩ×1,
68Ω×2
4.导线若干。

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