第1章交替闪光器的制作
1?1设计任务
设计一个交替闪光器，要求是两只发光二极管（LED）交替闪光。分析电路
的工作原理。说明交替闪光的频率与电路中的哪些器件有关。并完成制作及调试。
1.2总体设计方案
接通电源后，利用NE555的内部的定时器作用来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。以NE555电路为核心制作闪光电路，其正常T作时，两个
发光二极管轮流交替闪烁。
1?3系统分析与设计
Q5 -15V
IR3
2.2K
R14 |
| IC10 | I | |
70 | ||||
R468 | ||||
R24 | K |
70
LED g _?C2 | 二二 |
图1.1交替闪光器电路图
如图1是以NE555电路为核心的闪光电路，其正常丁?作时，发光二极管VD1和VD2将轮流交替闪烁，电路原理简述如下：时基电路NE555和Rl、R2、C1组成低频振荡器。电路起振后，吋基电路555的3脚电位高低不断变化，当3
脚为高电平吋，VD1失电不发光，VD2通电发光；当3脚为低电平时，VD1通电发光，VD2失电不发光。所以，两只发光二极管将轮流闪烁发光。
1.4总电路图、元器件清单、仪盘仪表清单
1?总电路图
5- 15V
IR3
2.2K
R14 |
W gCVok O JWR TRW 555 lOOuF | I | ||||||
70 | ||||||||
R468 | ||||||||
R24 | K | |||||||
70 | 二二 | |||||||
LED 口 | ||||||||
C110uF |
图1.2交替闪光器总电路图
2?元器件清单:
NE555芯片 | 1个 |
发光二极管红、绿 | 1个 |
阻值为470Q的电阻 | 1个 |
阻值为2.2kQ的电阻 | 1个 |
阻值为68kQ的电阻 | 1个 |
lOpiF的电容 | 1个 |
100pF的电容 | 1个 |
导线 | 若干 |
表1.1元器件清单
3.仪器仪表清单:
仪器仪表名称 | 个数 |
万用电路板 | 1 |
万用表 | 1 |
电烙铁 | 1 |
焊芯 | 1 |
电T钳 | 1 |
导线 | 若干 |
表1.2仪器仪表清单
1.5电路焊接、调试与参数测量
电路焊接焊接
按照总的电路图，在电路板上将各元器件连接好。安装时二极管和集电极电容的正负极不耍接错，焊接过程屮，LED的加热时间不能过长，过长会使LED损坏，焊接时应迅速，焊接成功后应立即冷却，使温度迅速降下来，以免烧毁LEDo用万用表检验电路导通，若出现毛病进行修改，确认无误后连接5至15V直流稳压电源，即可看到红灯绿灯交替闪烁的现象。
参数测量
NE555：工作电压:5-15V
输出电流:±200mA
最大工作频率:500kHz
功耗:1000mW
1.6改进意见与收获体验
Z前通过长通杯虽然接触过电路板，调试等等操作，所以这次课程设计焊接电路板方面还是比较熟练的，但是课程设计里面有很多让我们去学习的，通过这两天的学习，我不但在一些基本的元器件和使用一些基本仪器方而有了一定了解，对团队合作的意识有了更深一步的感受。如果耍对对此电路做一些改善，我想增加一个温度传感器的开关，就可以用作一个温度警报器了，当温度达到一个定值时，此电路将会工作，LED就会自动闪烁报警了。
第2章电子触摸控制器的制作与调试
2.1设计任务
（1）设计一个电子触摸控制器。耍求当人触摸触摸板（或导线）时，二极管发光，大约5秒钟后，二极管熄灭。
（2）分析电路的工作原理并加以说明。
（3）完成此电子触摸控制器的制作与调试。
2.2总体设计方案
本电路设计为一个NE555单稳电路，主耍的差别只是触发方法不同。NE555的触发输入端由22MQ的电阻偏置到高电平，所以当接触板（或导线）被触摸时，人的皮肤电阻将低于引脚2对地阻抗。这种效用使触发输入端的电压低丁1/3Vcc的门限电平，所以定时开始。输岀脉冲宽度T=1.1RC，这个电路大约为5秒，在引脚3与地之间接入一个继电器以代替发光二极管LED和电阻，就能
实现一个开关功能。
电路工作原理：
本电路基本上是一个NE555单稳电路，主要的差别只是触发方法不同。NE555的触发输入端由22MQ的电阻偏置到高电平，所以当接触板被触摸时，人的皮肤电阻将低于引脚2对地阻抗。这种效用使触发输入端的电压低于1/3Vcc的门限电平，所以定吋开始。输出脉冲宽度T=l」RICI，这个电路大约为5秒，在引脚3与地之间接入一个继电器以代替发光二极管LED和电阻，就能实现一
个开关功能。
2.3系统分析与设计
集成电路是一丿YNE555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸板（或导线）无感应电压，电容C1通过NE555管脚7放电完毕，管脚3输出为
低电平，二极管不发光。当需耍使二极管发光时，用手触碰一下触摸板（或导线）,
人体感应的杂波信号电压加至NE555的触发端，使NE555的输出由低变成高电平，二极管发光。同时，NE555管脚7内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，NE555管脚7
道通使Cl放电，使管脚3输出由高电平变冋到低电平，发光二极管熄灭，定时结束。定时长短由Rl、C1决定：T1= 1.1R1*C1O
系统分析：由555定时器构成的单稳态放大电路
图2.1 555定时器引脚图
用555定时器构成的单稳态触发器
| 代C |
、
vic—
~rc
图2.2单稳态触发器原理图丰
输入电压、电容电圧、输出电压波形的原理说明0.0M」
Ci
1?无触发输入时电路工作在稳定状态，输入电压保持高电平，输出端保持低电平，电容电压为0V
2.当输出电压下降沿到达时，555触发输入端由高电平跳变为低电平，电路
被触发，输出电压由低电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。
3.在暂稳态期间，电容电压由0V开始增大，在电容电压上升到阈值电压2/3Vcc时，电路将保持暂稳态不变。
4.暂稳态结束
5.恢复过程
恢复过程结朿后，电路返1111到稳定状态，单稳态触发器乂可以接受新的触发
信号。
TK)A |
| 时间/s{/ |
、出 | ||
闿Y | ||
綁o | ||
Til) | ||
A、 | ||
出雷 | ||
滋唾 | (oo)-VcC | |
O |
f稳态~卜暂稳态片稳态时间7s
图2.3单稳态触发器接受信号原理图
2.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
1?总电路图
图2.4电子触摸控制器电路图
22MR1^
触摸板Qr | O.Olu | 5 | TRW 555 W | Cl = = | 7M | LED |
CVoli 0 TUR~~i | TIL220 | |||||
| ||||||
i1 | ||||||
F | ||||||
luF |
50
2?元器件清单
元器件名称 | 具体说明（大小、型号等） | 个数 |
发光二极管 | 无 | 一个 |
集成电路 | NE555 | 一个 |
电阻 | 22M | 一个 |
4. 7M | 一个 | |
150 | 一个 | |
集电极电容 | luF | 一个 |
0. OluF | 一个 |
表2.1元器件清单
3?仪器仪表清单
仪器仪表名称 | 个数 |
万用电路板 | 1 |
万用表 | 1 |
电烙铁 | 1 |
焊芯 | 1 |
电丁钳 | 1 |
导线 | 若干 |
表2.2仪器仪表清单
2.5电路焊接、调试与参数测量
按照总的电路图，在电路板上将各元器件连接好。用万用表检验电路中是否有短路或断路现象，若有则进行修改，确认无误后连接5V直流稳压电源，用手触摸一下触摸板（或导线），二极管发光后开始计时，大约5秒钟后发光二极管熄灭。
2.6改进意见与收获体会
这次进一步提高了我的团队合作能力，因为耍想完成一个项冃，需耍大家人共同的努力，当我们遇到困难时，我们耍是集中所有人的智1慧去思考，问题很容易解决，同时还耍感谢老师在我们遇到困难时，老师细心的给我们讲解。同时，我懂得了理论耍与实践相联系，这样才能够真正学到东西。要是改进的话，可以根据公式Tl= l」RPC1, R1和Cl的值都增大，就可以延长二极管发光的时间。
第3章八路电子抢答器的制作
3.1设计任务
完成八路电子抢答器制作及调试。
(1)设计一个抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是So^S7o
(2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
(3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
(4)抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的吋间由主持人设定(如30秒)。当主持人启动〃开始〃键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
(5)参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工?作，显示
器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
3.2总体设计方案
设计原理框图如图3.2所示，锁存器输入信号均为同一电平时，控制电路输岀控制信号使锁存器打开，这时锁存器输入端的电平送往相应的输出端，当有一输入端电平发生跳变时，其对应输岀端电平也随着变，此变化的输岀电平送入控制电路，控制电路产生使锁存器锁存的控制信号，锁存器一旦进入锁存工作状态,无论哪个输入端电平发生变化，各输出端电平均保持不变，与其它输出端电平不同的那个输出端的电平经编码器编码后送入数码显示译码器，控制驱动器驱动七段数码管进行数码显示。
图3.1八路电子抢答器原理图
3.3系统分析与设计
抢答触发控制电路由抢答按钮JO,J1...J7,电阻器Rl,R2...R8和锁存器集成电路74LS373组成；复位电路由复位按钮J8,电阻器R9及74LS373内电路组成；LED显示驱动电路由编码器集成电路74147,译码驱动集成电路CD4511和LED数码显示器组成。接通电源后，+5V电压为74LS373的1脚提供一个高电平复位脉冲。在未按动JO,J1...J7时，74LS373的输人端和输出端均为高电平。当JO,J1...J7中某按钮被按动后，74LS373中与该按钮相接的输人端将变为低电平，与其相对应的输出端也由高电平变为低电平o74LS373输出的低电平经74147优先编码及10线到4线反相处理后，LED数码显示器显示岀相丿应的数字（若按动J4,则74LS373的7脚和12脚将变为低电平，LED数码显示器显示数字”4”）。
该抢答器具有优先抢答功能，当某一路抢答按钮被按下后，再按其他各路按钮时，
抢答器不会再次触发。只有按动复位按钮J9,使74LS373清零复位后，LED数
码显示器上的数字消失，才能进行下一轮抢答。
触发锁存电路（实现抢答功能的关键）
当所有开关均未按下时，锁存器输出全为高电平，经八输入与非门和非门的
反馈信号仍为高电平，使锁存器处于等待接收触发状态，当开关S0-S7任一开关
按下，输出电路中必有一个低电平，反馈信号变成低电平，锁存器刚接收到的开
关信号被触发器锁存，其它开关信息。
0 0 0 000 0 0 | 13 |
|
| |
74 | ||||
TJ | ||||
iF | ||||
T | o vcc |
图3.2八路电子抢答器控制部分电路图
编码器：
74LS147为10线?4线高位优先编码器，它有9根输入线4根输出线
DCBAo当任意输入为低电平时，输出为8421BCD码的反码，该编码多余的输入端应接高电平。
) |
| 1 | 1 | 19 Y0 |
2 | 1 | |||
口_ 活 16 _ 17 18 Y2 Yl GND LJLJLJtJLJILlLJld | ||||
图3.3 74LS147引脚图
74LS147真倍表如F图所示:
|
|
解锁电路：
当解锁器电路被触发器存后，若耍进行下一轮的重新抢答，则需将解锁器解锁，可将使能端置1或0。
3.4总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
1.总电路图:
2?元器件清单
元器件名称 | 具体说明（大小、型号等） | 个数 |
电阻 | 100K | 九个 |
开关 | 无 | 九个 |
共阴译码管 | 无 | 一个 |
集成电路 | 74LS373 | 一个 |
74LS30 | 一个 | |
74LS00 | 一个 | |
CD4511 | 一个 |
表3.2元器件清单
3?仪器仪表清单
仪器仪表名称 | 个数 |
万用电路板 | 1 |
万用表 | 1 |
电烙铁 | 1 |
焊芯 | 1 |
电工钳 | 1 |
导线 | 若干 |
表3.3仪器仪表清单
3.5电路焊接、调试与参数测量
按照总的电路图，把各元器件连接好，在安装的时候耍小心不耍把二极管的正反接错了。要不然在数码管就不能显示正常的数字。有时候连数码管都不亮。用万用表测所焊接的电路部分检查焊接的是否正常;是否有短路或断路现象，若有则进行修改，确认无谋后连接5V直流稳压电源，将J9接通，数码管复位无显示，接着将J0到J7任意一个接通后，可以看到数码管上显示相应的数字，再一次将J9接通，还可以继续循环抢答。
3.6改进意见与收获体会
通过这几天的课程设计，我受益匪浅。我的动手能力得到了很大的提高，知道了很多电子元件知识，也使我対这方面的知识的兴趣提高了，同时这几天的课程设计也培养了我与其他同学的团队合作共同探讨、共同前进的精神。要是对八路抢答器作一个改进的话，我们可以增加一个音频电路，使得在数码管显示出数字的同时音频电路读出此数字。通过老师的指导和同学们的帮助，这学期得模拟电子课程设计即将结束了，以后还有数电等课设，我一样会努力去完成，最后非常感谢老师的指导，我会继续努力。
参考文献：
[1]高吉祥?全国大学生电子设计竞赛培训系列教程一模拟电子线路设计.山西.电子工业出版社.2009-4-14
[2]罗振中?模拟电子技术.北京?清华大学出版tt.2010-3-9