电子技术课程设计报告
学 院： 电气与电子工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2013年12月19日 成 绩：
四人抢答器电路设计报告
一. 设计要求
（1）．四组参赛者在进行抢答时，当抢答者按下面前的按钮时，抢答器都能准确的判断出抢先者，并显示相应的组号。
（2）．抢答器具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其它各组进行抢答。 （3）．主持人具有一个总复位开关。 （4）.安装自己的设计电路，通电调试。
二. 设计的作用、目的
1.通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理，初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。
2.同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
3.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
4.初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。
三.设计的具体实现
1． 系统概述
电路组成及工作原理：
此电路由74LS175、74LS14、74LS00、74LS20、74LS4543、七段数码管、电阻、电容组成。抢答开始后几号最先按强大按钮，七段数码管就显示几。由主持人按复位按钮进行下一次抢答。
总电路图
2．单元电路设计(或仿真)与分析
（1）.74LS00
74LS00是两输入四与非门集成电路。当输入端中有一个或一个以上输入低电平时，输出端为高电平；当输入全部为高电平时，输入为低电平。显然、与非门是“与”逻辑的非运算，即“有0出1，全1出0”
74LS00在本设计中充分发挥与非门的作用，将上一级的输入信号传入到一级，真正运用与非门“有0出1，全1出0”，为本设计提供方便。
74LS00
（2）. 74LS20是一个双4输人与非门，即在一个集成块内含有两个互相独
立的与非门,每个与非门有4个输入端。74LS20在本电路中只运用了一个输出和四输入，其它端子未能全总使用，根据闲置输入端的要求连接，以不改变电路逻辑状态及工作稳定的原则，若输入端口为“与”逻辑关系时，多余的输入端可以悬空（但不能带开路长线）通过个1—10KΩ的电阻接电源正极，在前级驱动能力允许时，也可以并接到一个已被使用的高输入端上。对于与非闹中不能使用的与门，该与门至少一有一个输入端接地。输出端不允许直接电源或直接接地，否则可能使输出级的管子因电流过大而损坏，输出端可通过上拉电阻与电源正极相连，使输出高电平提升。
74LS20
（3） 非门芯片74LS14 是一个6反向器， 引脚定义如下图：
74LS14
A端为输入端，Y端为输出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 为输入端， 2，4，6，8，10，12 为输出端，输出结果与输入结果反向。
即如果输入端为高电平， 那么输出为低电平。 如果输入低电平，输出为高电平。
（4） 74LS175的 逻辑引脚图与功能表如下：
图1-6 74LS175的逻辑引脚图
74LS175是一个单向正沿触发的四D 触发器、互补输出，有公用的时钟和公用的清零。时钟的触发产生于特定的电压电平上，同脉冲的正跃变时间无直接关系。当CP引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。不管时钟输入的电平是高或是低，D 输入信号不影响输出。电路通电后，按下复位按键S，1Q、Q2、Q3、Q4输出高电平，电路进入准备状态。这时，假设有按键A被按下，4D的输出将由低变成高电平，使4Q输出为高电平经过或门U3A驱动数码管使数码管显示1（选手A的编号），同时使4Q(4Q非)输出为低电平经过与门U4A输出低电平，此低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上升沿作为74LS175 CLK的输入。因为74LS175是下降沿触发的，故按下除复位之外的任何的按键都将
不会发生电路状态的变化，即输入被锁定。达到了既定的功能目标。
表4 74LS175功能表
（5） 74LS48七段显示译码器
74LS48芯片是一个十进制（BCD）译码器，可用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻（可直接与显示器相连接）。74LS48其引脚图如下图，其功能表如下表
Ye
f
g
a
b
c
d
图2.4 74LS48引脚图
74LS48的功能表如下表所示。其中，A3A2A1A0为8421BCD码输入端，a~g为7段译码输出端。 表2.3 74LS48的功能表
常用的七段显示器件：半导体数码管将十进制数码分成七个字段，每段为一发光二极管。半导体数码管（或称LED数码管）的基本单元是PN结，目前较多采用磷砷化镓做成的PN结，当外加正向电压时，就能发出清晰的光线。单个PN结可以封装成发光二极管，多个PN结可以按分段式封装成半导体数码管，其管脚排列如下图所示。
9
87
6
abc
abcde f d
e
e
半导体显示器管脚排列图 共阴极接线图 共阳级接线图
afebce
aaaeafae
acafffbf
图2.6 七段数字显示器发光段组合
3．电路的安装与调试
按电路图连接电路。先在电路板上插好各种器件。在插器件的时候，要注意器件的活口方向，同时要保证各管脚与插座接触良好，管脚不能弯曲或折断。指示灯的正、负极不能接反。在通电以前先用万用表检查各器件的电源接线是否正确。
按照抢答器的功能进行操作，若电路满足要求，说明电路没有故障。若某些功能不能实现，就要设法查找并排出故障，排出故障可按照信息流程的正向（由输入到输出）查找，也可以按信息流程逆向（右输出到输入）查找。
四.附录
节日彩灯控制电路设计报告
一. 设计要求
（1）．控制16个不同颜色的彩灯依次点亮，不断的进行下去。 （2）．每路以发光二极管为负载。 （3）．可实现控制要求，控制电路。
二. 设计的作用、目的
1.掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法学会用面包板对电路进行仿真。
2.培养自己实践的能力，解决问题的能力及现有知识基础上的创新。 3.通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 4.培养自己的创新能力和创新思维。 5.掌握集成芯片电路的应用方法。
三.设计的具体实现
1． 系统概述
电路组成及工作原理：
此电路由74LS161、74LS14、74LS138组成。当通电后每来一个脉冲，计数器74LS161加1，输出1。则3—8译码器所接的发光二极管依次发光。 彩灯控制电路原理图如下。
总电路图 2．单元电路设计与分析
(1)16进制计数器74LS161
74LS161管脚图
74LS161功能表
74LS161功能
当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。 (2)74ls138译码器内部电路逻辑图功能表简单应用
74LS138 为3 线－8 线译码器：
74LS138工作原理如下：
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为
低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
3线-8线译码器74LS138的功能表
(3)74LS14为六反相器
3．电路的安装与调试
1、在实际连电路时，会出现接触不好等情况。这时可用万用表测量各个接头的电压来判断是否是接触不好。
2、要注意每个元器件的工作原理和功能，以及逻辑器件的管脚图，以免因此而造成不必要的过失。
3、红绿灯不亮，极有可能正负极接反，调整过来。
4、 搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方 可接通电源，进行调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可 从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可 能存在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。
四．心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
1．在课程设计中运用所学知识将其付诸实践，这并不是在课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。
2．在课程设计实习中通过对电路的连接懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路一清二楚， 3．我们在实验中遇到一些自己无法弄明白的问题，可以请教一些同学。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的想法，其他人的设计一定有值
得你借鉴的地方。
4．实现过程中不仅要求对知识的掌握要足够准确与精通，更要有绝对的耐心与细心。我在这次的实习中其实就有连错线的时候，很难检查出来，费了好长时间才检查出来 。
(在仿真实验过程中有很多器件不知道在哪里能找到，所以要学会运用搜索功能在，按照老师的仿真器件名称去搜索会省去很多时间，在电路连接过程中有些问题是意想不到的，比如说连接线的内部断路，插口没有插紧，LED灯接反，总之需要细心检查，分级连接才可以保证电路顺利亮灯。
)
五．附录
温度控制电路设计报告
三. 设计要求
（1）、要求输入电压为5V ，红绿发光二极管为负载。 （2）、调节电位器，使红绿发光二极管交替点亮。
四. 设计的作用、目的
本次课程设计是对于我们所学的传感器原理知识所进行的一次实际运用，通过自主的课程设计和实际操作，可增加我们自身的动手能力。特别是对温度传感这方面的知识有了实质性的了解，对进一步学习传感器课程起到很大的作用。
五.设计的具体实现
1． 系统概述
简易温度控制器是采用热敏电阻作为温度传感器,由于温度的变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或低电平从而对控制对象即加热器进行控制。其电路可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路 ，控制电路。
根据设计要求，本系统由电位器、电压比较器、集成运放等组成，设计思想如下：电源为整个电路提供5V电压，通过调节电位器，使得电压比较器的正负极性端的电压高低发生变化，从而使输出的高低电平发生改变，这个从电压比较器输出端得到高低电平，通过控制三极管的基极时期饱和导通或者截止，最终来控制红绿发光二极管的亮暗。
2．单元电路设计(或仿真)与分析
温控电路总设计：
温控电路由电位器、电压比较器、放大电路等组成，其中电位器受温度影响而改变电位器的阻值，从而影响三极管的导通或截止。第二个滑动变阻器起到限流的作用，第一个LM324D是电压比较器，第二个与第三个LM324D具有放大作用。负载则由2个发光二极管组成，发光二级管有很多优点，电流小，易驱动，不用额外的驱动电路。这样，一个温控原理图就画好了。 软件仿真结果如下：
四.附录
简易电子琴设计报告
六. 设计要求
1.能发出1234567i八个音符，也可以是一个音阶； 2.音长由弹奏者自由控制；
3.主要单元电路和元器件参数计算、选择； 4.画出总体电路图； 5.仿真自己设计的电路。
七. 设计的作用、目的
熟悉仿真系统的应用
八.设计的具体实现）
1． 系统概述
主电路图
四．附录
电子技术课程设计报告
学 院： 电气与电子工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2013年12月19日 成 绩：
四人抢答器电路设计报告
一. 设计要求
（1）．四组参赛者在进行抢答时，当抢答者按下面前的按钮时，抢答器都能准确的判断出抢先者，并显示相应的组号。
（2）．抢答器具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其它各组进行抢答。 （3）．主持人具有一个总复位开关。 （4）.安装自己的设计电路，通电调试。
二. 设计的作用、目的
1.通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理，初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。
2.同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
3.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。
4.初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。
三.设计的具体实现
1． 系统概述
电路组成及工作原理：
此电路由74LS175、74LS14、74LS00、74LS20、74LS4543、七段数码管、电阻、电容组成。抢答开始后几号最先按强大按钮，七段数码管就显示几。由主持人按复位按钮进行下一次抢答。
总电路图
2．单元电路设计(或仿真)与分析
（1）.74LS00
74LS00是两输入四与非门集成电路。当输入端中有一个或一个以上输入低电平时，输出端为高电平；当输入全部为高电平时，输入为低电平。显然、与非门是“与”逻辑的非运算，即“有0出1，全1出0”
74LS00在本设计中充分发挥与非门的作用，将上一级的输入信号传入到一级，真正运用与非门“有0出1，全1出0”，为本设计提供方便。
74LS00
（2）. 74LS20是一个双4输人与非门，即在一个集成块内含有两个互相独
立的与非门,每个与非门有4个输入端。74LS20在本电路中只运用了一个输出和四输入，其它端子未能全总使用，根据闲置输入端的要求连接，以不改变电路逻辑状态及工作稳定的原则，若输入端口为“与”逻辑关系时，多余的输入端可以悬空（但不能带开路长线）通过个1—10KΩ的电阻接电源正极，在前级驱动能力允许时，也可以并接到一个已被使用的高输入端上。对于与非闹中不能使用的与门，该与门至少一有一个输入端接地。输出端不允许直接电源或直接接地，否则可能使输出级的管子因电流过大而损坏，输出端可通过上拉电阻与电源正极相连，使输出高电平提升。
74LS20
（3） 非门芯片74LS14 是一个6反向器， 引脚定义如下图：
74LS14
A端为输入端，Y端为输出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 为输入端， 2，4，6，8，10，12 为输出端，输出结果与输入结果反向。
即如果输入端为高电平， 那么输出为低电平。 如果输入低电平，输出为高电平。
（4） 74LS175的 逻辑引脚图与功能表如下：
图1-6 74LS175的逻辑引脚图
74LS175是一个单向正沿触发的四D 触发器、互补输出，有公用的时钟和公用的清零。时钟的触发产生于特定的电压电平上，同脉冲的正跃变时间无直接关系。当CP引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。不管时钟输入的电平是高或是低，D 输入信号不影响输出。电路通电后，按下复位按键S，1Q、Q2、Q3、Q4输出高电平，电路进入准备状态。这时，假设有按键A被按下，4D的输出将由低变成高电平，使4Q输出为高电平经过或门U3A驱动数码管使数码管显示1（选手A的编号），同时使4Q(4Q非)输出为低电平经过与门U4A输出低电平，此低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上升沿作为74LS175 CLK的输入。因为74LS175是下降沿触发的，故按下除复位之外的任何的按键都将
不会发生电路状态的变化，即输入被锁定。达到了既定的功能目标。
表4 74LS175功能表
（5） 74LS48七段显示译码器
74LS48芯片是一个十进制（BCD）译码器，可用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻（可直接与显示器相连接）。74LS48其引脚图如下图，其功能表如下表
Ye
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a
b
c
d
图2.4 74LS48引脚图
74LS48的功能表如下表所示。其中，A3A2A1A0为8421BCD码输入端，a~g为7段译码输出端。 表2.3 74LS48的功能表
常用的七段显示器件：半导体数码管将十进制数码分成七个字段，每段为一发光二极管。半导体数码管（或称LED数码管）的基本单元是PN结，目前较多采用磷砷化镓做成的PN结，当外加正向电压时，就能发出清晰的光线。单个PN结可以封装成发光二极管，多个PN结可以按分段式封装成半导体数码管，其管脚排列如下图所示。
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abcde f d
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半导体显示器管脚排列图 共阴极接线图 共阳级接线图
afebce
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图2.6 七段数字显示器发光段组合
3．电路的安装与调试
按电路图连接电路。先在电路板上插好各种器件。在插器件的时候，要注意器件的活口方向，同时要保证各管脚与插座接触良好，管脚不能弯曲或折断。指示灯的正、负极不能接反。在通电以前先用万用表检查各器件的电源接线是否正确。
按照抢答器的功能进行操作，若电路满足要求，说明电路没有故障。若某些功能不能实现，就要设法查找并排出故障，排出故障可按照信息流程的正向（由输入到输出）查找，也可以按信息流程逆向（右输出到输入）查找。
四.附录
节日彩灯控制电路设计报告
一. 设计要求
（1）．控制16个不同颜色的彩灯依次点亮，不断的进行下去。 （2）．每路以发光二极管为负载。 （3）．可实现控制要求，控制电路。
二. 设计的作用、目的
1.掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法学会用面包板对电路进行仿真。
2.培养自己实践的能力，解决问题的能力及现有知识基础上的创新。 3.通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 4.培养自己的创新能力和创新思维。 5.掌握集成芯片电路的应用方法。
三.设计的具体实现
1． 系统概述
电路组成及工作原理：
此电路由74LS161、74LS14、74LS138组成。当通电后每来一个脉冲，计数器74LS161加1，输出1。则3—8译码器所接的发光二极管依次发光。 彩灯控制电路原理图如下。
总电路图 2．单元电路设计与分析
(1)16进制计数器74LS161
74LS161管脚图
74LS161功能表
74LS161功能
当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。 (2)74ls138译码器内部电路逻辑图功能表简单应用
74LS138 为3 线－8 线译码器：
74LS138工作原理如下：
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为
低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
3线-8线译码器74LS138的功能表
(3)74LS14为六反相器
3．电路的安装与调试
1、在实际连电路时，会出现接触不好等情况。这时可用万用表测量各个接头的电压来判断是否是接触不好。
2、要注意每个元器件的工作原理和功能，以及逻辑器件的管脚图，以免因此而造成不必要的过失。
3、红绿灯不亮，极有可能正负极接反，调整过来。
4、 搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方 可接通电源，进行调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可 从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可 能存在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。
四．心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
1．在课程设计中运用所学知识将其付诸实践，这并不是在课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。
2．在课程设计实习中通过对电路的连接懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路一清二楚， 3．我们在实验中遇到一些自己无法弄明白的问题，可以请教一些同学。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的想法，其他人的设计一定有值
得你借鉴的地方。
4．实现过程中不仅要求对知识的掌握要足够准确与精通，更要有绝对的耐心与细心。我在这次的实习中其实就有连错线的时候，很难检查出来，费了好长时间才检查出来 。
(在仿真实验过程中有很多器件不知道在哪里能找到，所以要学会运用搜索功能在，按照老师的仿真器件名称去搜索会省去很多时间，在电路连接过程中有些问题是意想不到的，比如说连接线的内部断路，插口没有插紧，LED灯接反，总之需要细心检查，分级连接才可以保证电路顺利亮灯。
)
五．附录
温度控制电路设计报告
三. 设计要求
（1）、要求输入电压为5V ，红绿发光二极管为负载。 （2）、调节电位器，使红绿发光二极管交替点亮。
四. 设计的作用、目的
本次课程设计是对于我们所学的传感器原理知识所进行的一次实际运用，通过自主的课程设计和实际操作，可增加我们自身的动手能力。特别是对温度传感这方面的知识有了实质性的了解，对进一步学习传感器课程起到很大的作用。
五.设计的具体实现
1． 系统概述
简易温度控制器是采用热敏电阻作为温度传感器,由于温度的变化而引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或低电平从而对控制对象即加热器进行控制。其电路可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路 ，控制电路。
根据设计要求，本系统由电位器、电压比较器、集成运放等组成，设计思想如下：电源为整个电路提供5V电压，通过调节电位器，使得电压比较器的正负极性端的电压高低发生变化，从而使输出的高低电平发生改变，这个从电压比较器输出端得到高低电平，通过控制三极管的基极时期饱和导通或者截止，最终来控制红绿发光二极管的亮暗。
2．单元电路设计(或仿真)与分析
温控电路总设计：
温控电路由电位器、电压比较器、放大电路等组成，其中电位器受温度影响而改变电位器的阻值，从而影响三极管的导通或截止。第二个滑动变阻器起到限流的作用，第一个LM324D是电压比较器，第二个与第三个LM324D具有放大作用。负载则由2个发光二极管组成，发光二级管有很多优点，电流小，易驱动，不用额外的驱动电路。这样，一个温控原理图就画好了。 软件仿真结果如下：
四.附录
简易电子琴设计报告
六. 设计要求
1.能发出1234567i八个音符，也可以是一个音阶； 2.音长由弹奏者自由控制；
3.主要单元电路和元器件参数计算、选择； 4.画出总体电路图； 5.仿真自己设计的电路。
七. 设计的作用、目的
熟悉仿真系统的应用
八.设计的具体实现）
1． 系统概述
主电路图
四．附录