用定时器计数器设计一个简单的秒表
目录摘要I1Proteus简介12主要相关硬件介绍22.1AT89C52简介22.2四位数码管42.374LS139芯片介绍53设计原理54电路设计64.1电路框图设计64.2电路模块介绍74.2.1控制电路74.2.2译码电路74.2.3数码管显示电路74.3仿真电路图85设计代码86仿真图127仿真结果分析148实物图149心得体会15参考文献16摘要现在单片机的运用越来越宽泛，大到导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理，小到广泛使用的各种智能IC卡、各种计时和计数器等等。
本次课设我们要设计一个能显示计时状态和结果的秒表，它是基于定时器\\\/计数器设计一个简单的秒表。
本次设计的数字电子秒表系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用其定时器\\\/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、LED数码管以及外部中断电路来设计计时器。
将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现四位LED显示，显示时间为0～99.99秒，计时精度为0.01秒，能正确地进行计时，并显示计时状态和结果。
其中软件系统采用汇编或者C语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，外部中断服务程序，延时程序等，并在keil中调试运行，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
关键词：秒表，AT89C51，proteus，C语言1Proteus简介Proteus是世界上著名
数字电路课程设计的心得体会
为什么没人啊
都在忙本科教育评估去了。
最核心的是时序逻辑电路的设计，要培养出良好的空间想象能力。
高性能的数字信号处理芯片，不用标准单片机和标准嵌入系统，那速度慢，要缴纳知识产权许可费用，发达国家都是专门有针对性设计的时序逻辑电路的独立设计。
例如上个世纪80年代的苹果牌个人计算机，就是用许多通用中小规模数字集成电路搭建的时序逻辑电路，国内以此仿照了中华学习机。
现在的CPU设计复杂，时序逻辑电路都集成在芯片里面，集成度高，要靠高等院校的教材和实验课程，实在没法设计出低端的CPU。
所以一般都是购买国外集成电路系统的构架，以此为基础设计，这就有知识产权的费用，到了流片的时候，人家要统计你的生产数量，要收费的。
这就是基础教育关系的国家安全的一个例子。
数字电路三人表决器设计
“三人表决器”“三人表决器”的逻辑功能是：表决结果与多数人意见相同。
设X0、X1、X2为三个人（输入逻辑变量），赞成为1，不赞成为0； Y0为表决结果（输出逻辑变量），多数赞成Y0为1，否则，Y0为0。
其真值表如表1所示。
表1 “三人表决器”真值表输入逻辑变量 输出逻辑变量X0 X1 X2 Y00 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1由真值表写出逻辑表达式并化简得：Y0=X0*X1+X0*X2+X1*X2 （1）要实现这个逻辑功能，如果用“集成逻辑门”，则可选用三个两输入“与门”和一个三输入“或门”来实现。
但是，这里我们不是用“集成逻辑门”，而是用PLC“程序”来实现。
程序语句如下：0 LD X01 AND X12 LD X0 3 AND X2 4 ORB 5 LD X1 6 AND X2 7 ORB 8 OUT Y0 9 END将这个程序语句写入到PLC中，再进行接线：用三个开关分别控制X0、X1、X2，用一盏指示灯来显示表决结果，并将COM1连接到24V直流电源的正极。
接线完毕就可以进行演示实验的操作了。
如果赞成，则合上开关；如果不赞成，则断开开关。
指示灯的亮灭，显示的是表决的结果。
灯亮表示多数赞成，灯不亮，则表示多数不赞成。
表决结果与多数人意见相同。
下面探讨一下由“逻辑表达式”来编写PLC程序的规律。
一般书上用A、B、C表示输入逻辑变量，用Y表示输出逻辑变量。
在这里为了编程的方便，我们有意把PLC的输入继电器（X）的触点作为输入逻辑变量，把输出继电器的线圈作为输出逻辑变量。
例如，在表达式（1）中，X0、X1、X2为三个输入逻辑变量，代表三个人，Y0为输出逻辑变量，代表表决结果。
同时在PLC中，X0、X1、X2又是三个输入继电器，都是输入继电器的常开触点； Y0是一个输出继电器，是输出继电器的一个线圈。
式（1）是一个“与或式”，在第一项X0*X1中，“X0”在项首，用[LD]指令,即LD X0，“*”是“与”逻辑，用[AND]指令，即AND X1。
第二项、第三项也是这个规律，三项相加，“+”是“或”逻辑，用[ORB]指令，[ORB]指令是“块或”指令。
因为每一个“与项”都是两个触点相串联的“串联电路块”，而“相加”就是作并联连接，即“串联电路块”作并联连接，所以要用“块或”指令。
Y0是输出，用线圈输出指令[OUT],即OUT Y0。
程序结束用[END]指令。
认真总结由“逻辑表达式”来编写PLC程序的规律，这对于快速编程很有好处。
但是，一般的初学者，往往都是由“逻辑表达式”到“梯形图”，再到“程序语句”。
为了帮助初学者，我们将这个程序的梯形图一并给出，如下图所示。
高分求简易数字频率计设计
沈阳航空航天大学北方科技学院课程设计说明书课设题目简易数字频率计的设计专业电子信息工程班级B141201学号B04120119学生姓名刘胤麟指导教师赵婷婷日期2014.12.5沈航北方科技学院课程设计任务书教学系部信息工程系专业电子信息工程课程设计题目简易数字频率计的设计班级B141201学号B04120119姓名刘胤麟课程设计时间:14年11月4日至14年12月5日课程设计的内容及要求：（一）主要内容根据题目及基本要求（技术指标）查阅相关资料和书籍，设计（计算）电路，确定元器件参数（五天）。
待电路设计完成后，上机进行电路仿真（使用Multisim）。
仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及电路技术指标的测量要做记录，最终写到报告中（十天）。
报告正文按目录要求撰写，其他内容见格式说明（五天）。
（二）基本要求1.电路供电电源为单相交流市电。
2.每次频率检测时间为1s。
3.用四位LED数码显示0-9999Hz。
（三）主要参考书《低频电子线路》张肃文高等教育出版社《电子线路集》人民邮电出版社《电子技术基础数字部分》康华光高等教育出版社（四）评语
MATLAB课程设计心得
通过这次MATLAB的课程设计，我对MATLAB有了一个更深的理解，matlab具有数值分析.矩阵计算.科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多功能。
这次的Matlab课程设计对我来说是一次挑战，之前课上学的知识都忘得差不多了，再加上对语言不怎么熟悉，想要编写复杂的代码，难度不是一点点，所以只有通过上网查资料，请教同学，巩固之前学的理论知识，回忆前面所做过的程序代码，也许能完成这次任务。
第一天老师给了五个题目和一道附加题，刚刚上手觉得还行，自己琢磨琢磨也能出结果，但后面几道题目压根没有思路，所以只好通过查资料，与同学讨论，一起研究分析题目。
虽然有两周时间，但每天只有两个小时呆在机房，所以还得利用课后的时间继续加工。
题目对于我来说比较难，自己编的代码运行不断地出错，经过修改N次后有的也能出现正确的结果，有点成就感，像生日蛋糕问题，自己想的形状和老师的不一样，也难以计算，即使这样也不放弃，继续和同学研究。
在这期间，我们也查找了不少资料，发现很多知识是我们从没有接触过的，我们并不了解，所以借此增长了自己的见识，了解了更多关于它的应用。
在编写程序代码时，需要什么函数，需要什么模块得一步一步的来，慢慢地研究，每天积累点，不能急于求成，有问题就应该去查资料，讨论，如果想要把所有东西都学到，那是比登天还难。
总之，通过这次的课程设计，体验到了真正的难度，不过也让我收获不少，虽然过程很艰辛，但自己坚持不懈，最后还是会得到自己想要的答案。
从这次课程设计中也可以看出自己的理论知识不牢固，所以得加强理论知识的学习，才能更好地理论联系实践。
抢答器课程设计实验总结怎么写
兰州理工大学技术工程学院 课程设计任务书 课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 智力竞赛抢答器 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 审 批： 任务书下达日期 2009年 12 月 28日 星期一 设计完成日期 2010年 1 月 8 日 星期五 设计内容与设计要求 一、设计内容： 1．设计一个可容纳8组代表队参赛的智力抢答器，每组设一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。
2. 抢答器具有第一信号鉴别及数据锁存功能。
主持人将设备复位（清零）后，发出抢答指令，当第一组参赛者触动按钮时，该组指示灯亮。
此后，其他组别触动按钮无效。
3. 设计一个用数码管显示1~8组中最先抢答组别的电路。
4. 抢答器具有定时30S抢答的功能，当主持人发出抢答指令后开始减计时，并用显示器显示时间。
当抢答时间到，蜂鸣器鸣叫发出报警信号，并封锁输入电路，禁止选手超时抢答。
5．设计一个犯规判别电路，并用指示灯显示。
6．设置记分显示电路，每组预置100分，答对1次加10分，答错1次减10分。
7．功能扩展（自选） 二、设计要求： 1．思路清晰，给出整体设计框图和总电路图； 2．单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3．写出设计报告； 主要设计条件 1． 在实验楼南楼的四楼“综合实验室”和“电子实验室”调试。
2． 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片。
说明书格式 1． 课程设计封面； 2． 任务书； 3． 说明书目录； 4． 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）； 5． 单元电路设计（各单元电路图）； 6． 安装、调试步骤； 7． 故障分析与电路改进； 8． 总结与体会； 9． 附录（元器件清单）； 10． 参考文献； 11．课程设计成绩评分表 目录 1 绪论 6 2 设计方案 7 2.1 设计方案和要求 7 2.2 设计思想和原理 8 2.3 单元电路的设计 8 （1）抢答器部分电路设计 8 （2）定时电路设计 9 （3）报警电路设计 11 （4）计分电路设计 11 2.4 总体设计 12 3 EWB仿真 15 4故障分析与电路改进 15 5部分重要原件引脚图及其功能表 18 6心得体会 20 7附录 22 参考文献 22 1 绪论 智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。
抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。
但是，在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在何时抢答，如何计算答题时间等等问题，若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现误判。
所以，我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。
在本次课程设计中，将主要设计一个供八人使用的定时抢答器。
他要实现以下主要功能：（1）为8位参赛选手各提供一个抢答按钮，分别编号S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7；（2）主持人可以控制系统的清零与抢答开始；（3）抢答器要有数据锁存与显示的功能。
抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，则要显示其编号至系统被主持人清零，并且扬声器发生提示，同时其他人再按对应按钮无效；（4）抢答器要有自动定时功能，并且一次抢答时间由主持人任意设定。
当主持人启动“开始”键后，定时器自动减计时，并在显示器上显示。
同时扬声器上发出短暂声响；（5）参赛选手只有在设定时间内抢答方为有效抢答。
若抢答有效，则定时器停止工作，并且显示抢答开始时间直到系统被清零；（6）若设定时间内无选手进行抢答（按对应按钮），则系统短暂报警，并且禁止选手超时抢答，定时器上显示00数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。
利用本次设计出的电路制造成的定时抢答器，即可轻松实现在8人或8个代表队之间进行的抢答比赛中进行控制，使得这一活动更加趣味、公平。
2 设计方案 2.1 设计方案和要求 1.给定的主要器件：74ls148 74ls138 74ls192 555 发光二极管 显示器 2功能要求：设计一个智力竞赛抢答球，可同时共8个选手参加比赛，并具有定时抢答功能。
具体功能要求如下： 基本功能： （1） 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的选号分别是s0，s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7。
（2） 给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
（3） 抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在led数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止 （4） 抢答器具有定时30S抢答的功能，当主持人发出抢答指令后开始减计时，并用显示器显示时间。
当抢答时间到，蜂鸣器鸣叫发出报警信号，并封锁输入电路，禁止选手超时抢答。
（5） 设计一个犯规判别电路，并用指示灯显示。
（6） 设置记分显示电路，每组预置100分，答对1次加10分，答错1次减10分。
（7） 功能扩展（自选） 2.2设计思想和原理 多路智力抢答器的组成框 该设计抢答器的电路主要是由抢答电路，触发电路，触发锁存电路，七段显示译码器几部分构成。
工作原理：通电后，主持人将开关拨到“清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间：主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。
定时器倒计时，扬声器给出声响提示。
当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时抢答。
选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断，编号锁存，编号显示，扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止，禁止二次抢答，定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始：状态开关 2.3单元电路的设计 (1)抢答器电路的设计 该部分主要完成两个功能：一是分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。
选用优先编码器74ls148和RS锁存器可以完成上述功能，所组成的电路图如下所示。
这个电路的工作原理过程：当主持人控制开关s置于“清零” 端时，RS触发器的R非端均为0，4个触发器输出（Q4--Q1）全部置0，使74ls148的BI的非=0，显示器灯灭：74ls148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。
当主持人把开关S置于“开始”时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号，当有选手将键按下时（比如按下s5），74ls148的输出Y2Y1Y0的非=010，YEX的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，经74ls148译码后，显示器显示为“5”。
此外，CRT=1,使74ls148的ST的非为高电平，封锁其他按键的输入。
如果再次抢答需有主持人将S开关重新“清除”，电路复位。
（2）定时电路的设计 节目主持人可根据抢答题的难以程度，来设定某一次抢答的时间，通过 置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
可预置时间的电路选用可由两片十进制同步加减计数器74Ls192、译码器7448、气短数码显示管来进行设计。
其中，两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。
74192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时， 输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。
74LS192是同步十进制可逆计数器，具备双时钟输入，同时具备清零和置位功能。
其管脚图如图所示： （3）报警电路的设计 这部分电路我们是由555构成多谐振荡器，振荡频率fo=1.43\\\/【（R1+2R）C】，其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号，当PR为谐振荡器工作；而当PR为低电平时，电路停振。
2.4 总体电路设计和电路图 经过以上分析，我们将各部分电路连接，并加以适当控制，即得到了八位定时抢答器的总体电路图。
如图11所示： 其工作原理是： 八位选手编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7，对应按钮分别为S0、S1、S2、 S3、S4、S5、S6、S7； 首先主持人根据题目的难易程度设置抢答时间，此设定可以通过调节输入两片74LS192的D、C、B、A四个管脚的高低电平来进行（例如要设定时间为60s,就将十位的192的D、C、B、A分别置位为0、1、1、0，而将各位的192的D、C、B、A都置于0）。
当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平分为三路：一路输出到集成单稳态触发器74LS121的输入端，使其产生单个周期为0.5S的脉冲，驱动报警电路发出声响，即实现了发声提示的功能；另一路输出到74LS192的LD端，使其处于高电平而开始减 计数；还有一路输出到锁存器的C端； 若没有选手安东按钮，则74LS373输出全为高电平，74LS148也输出高电平，E0端输出低电平至7448的灭灯输入RI\\\/RBO端，使得信号经7448到显示器 上时无显示； 当任意一路（设1）抢答器按下按钮时，八D锁存器74LS373工作，与输入端相对应的输出端（1）输出高电平，则锁存器输出的八位电平经8～3八位优先编码器74LS148编码输出的A0～A2成为与输入信号相对应的三位二进制码，而74LS148的管脚15（E0）的输出电平由低变高，输出到七段译码显示器74LS48的二进制码经其译码后输出到七段共阴数码管上，则显示器上显示对应的编号（1）。
此时，7448的RI\\\/RBO端输出高电平，开关出也输出高电平，二者经过与非门输出低电平，经过与门还是低电平输出到锁存器373的C端，起到所存功能，其他选手若再按动对应按钮也无对应输出，，即实现了抢答功能； 同时，由于74LS148的E0段输出高电平输出到集成单稳态触发器74LS121的输入端，使其产生单个周期为0.5S的脉冲，驱动报警电路发出声响，即实现了发声提示的功能； 同时，74LS148的GS端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0，使得无脉冲抵达计数器192的Down端。
计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能； 当选手回答完问题后，主持人将开关置于“清零”的位置，输出低电平，也是分为三路：一路与74148的E0端（高）与非后变为高电平输出到373的使能端C，使得锁存器不再锁存数据，此时，抢答部分显示器灭灯无显示，实现了清零； 另一路低电平输出到计数器192的LD端，而CR端也是低电平，所以使得对应显示器输出预置的数据； 若在定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，两片74LS192的借位输出端都输出高电平，二者相与后输出高电平到单稳态触发器74121的B端口，使其产生周期为0.5s的脉冲刺激报警电路发声提示 计分电路图 3 EWB仿真 按照总体电路图在仿真软件EWB上一一选择芯片并进行连接，然后启动开关观察。
当仿真结果和预期一样，则证明仿真成功。
设计的电路是正确的。
4故障分析与电路改进 1． 显示器上不显示数字，我们从后级往前级进行测试，首先用1.5～2V的电压作用各个笔段,看对应各笔段是否亮,判断是否完好。
若完好则继续检测74ls148芯片是否完好。
在74ls148的A、B、C、D四个输入端随意输入一组二进制数码（用高低电平表示1和0，此处注意要用到8V以上的电源电压），看是否能显示数字。
无显示的故障一般问题出在这两个环节。
2． 若显示器上显示的是不符合要求的数字，在设计原理正确的前提下，首先通过测试判断74ls148的输出a～g与LED管的a～g笔段是否连接有错。
其方法是74ls148的输出a～g分别按规律输入高低电平，观察LED管是否显示相应的数字。
如果这个环节正常，则问题在二极管编码电路，再逐一进行检查。
3． 如果不能锁存，或是锁存不了1和7，则问题在锁存电路，应该从原理上进行分析。
锁存电路的设计原理是：启用CD4511的锁存功能端LE，高电平有效，即输入高电平时执行锁存功能。
锁存器应能锁定第一个抢答信号，并拒绝后面抢答信号的干扰。
如何设计呢，我们对0～9十个数字的显示笔段进行分析，只有0数字的d笔段亮与g笔段灭，其它数字至少有一点不成立。
由此可以区分0与其它数字。
我们将LED管的a笔段与g笔段的输入信号反馈到锁存电路，通过锁存电路控制锁存端LE输入为0或1（锁存与否）。
当LED显示器显示为0时，LE=0，CD4511译码芯片不锁存；当LED显示器显示其它数字时， LE=1，芯片锁存。
这样只要显示器上显示为0，74ls148译码芯片才不锁定，显示其它数字均锁存。
所以只要有选手按了按键，显示器上一定是显示1～8的数字，LE=1芯片锁存，之后任何其他选手再按下按键均不起作用。
例如SB1键先按下，显示器上显示1，LE=1芯片锁存，其他选手再按SB2～SB8，显示器上仍显示1，SB1按下之后的任一按键信号均不显示。
直到主持人按清零键SB9，显示器上又显示0，LE=0，锁存功能解除，又开始新一轮的抢答。
若所有的数字都不能锁存，说明不管LED显示什么数字，74ls148管脚的5脚输入为电平，可能是5脚与地短接或者是锁存电路的两个二极管VD13和VD14断开等故障；若只有1和7两个数字不显示则可以分析一下其原因：显示1和7数字时g段不亮，74ls148的g输出端为低电平，VD14截止，而b段亮d段不亮本应该三极管VT截止而使VT13导通，产生高电平（锁存信号）给LE，现在不能锁存说明VD13截止，推断是三极管击穿损坏。
4． 在测试的过程中我们一定要注意，高低电平的测试电压数值要针对不同的电路而选取不同的数值。
比如，针对LED管，高电平只能用1.5～2V,而在CD4511的输入端高电平要用到8V以上的电源电压。
选高了，会烧管子；选低了，会看不到效果，甚至产生误判断。
5. 判断PNP型和MPN型晶体管：用万用表的R×1k(或者R×100)档。
用黑表笔接晶体管的某一个管脚，用红表笔分别接其它两脚。
如果表 针指示的两个阻值都很大，那么黑表笔接晶体管的某一个管脚，用红表笔接其它两脚。
如果表针指示的两个阻值都很大，那么黑表笔所 接的那一个管脚是PNP型的基极，如果表针指示的两个阻值都很小，那么黑表笔所接的那个一个管脚是NPN型的基极；如果表针指示的阻 值一个很大，一个很小，那么黑表笔所接的那一个管脚不是基极。
这就要另换一个管脚来试。
以上方法，不但可以判断基极，而且可以 判断是PNP型还是NPN型晶体管。
判断基极后就可以进一步判断集电极和发射极。
先假定一个管脚是集电极，另一个管脚是发射极。
然后反过来，把原先假定的管脚对调一下，再估测β值，其中，β值大的那次的假定是对的。
这样就把集电极个发射极也判 5部分重要原件引脚图及其功能表 （1）74ls148 管脚图 （2）74ls192 管脚图 功能表 （3）555 管脚图 6 总结与体会 转眼间两周数字电子课程设计转眼就结束了，通过这次课程设计，我学会了许多课本上学不到的东西，同时也加强了我的动手、思考和解决问题的能力，受益匪浅。
通过杨老师的讲课，杨老师从整体上给我们说明了设计的大体思路，每一步该实现怎么样的功能，怎么实现该功能。
而我们的任务是通过这次杨老师的讲课去找资料了解各芯片的功能，并通过芯片实现其功能。
接下来的任务就去找资料，设计电路图，并且仿真。
为了弄懂74LS192芯片的功能，我从图书馆里借来了好几本书，同时也在网上找了资料再到逻辑功能，经过一番努力终于解决啦，还有其它的芯片的功能也要慢慢的去琢磨。
而在课程设计过程中，我觉得是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，同时平时课间又没有好好的运用额理解个个元件的功能，而且考试的内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解很多元件的功能，对其在电路中的使用有更多的认识。
从前的学习过程过于浮浅，只是流于表面的理解，而现在要做课程设计，就不得不要求我们对所用到的知识有更深层次的理解。
因为课程设计的内容比及书本中的理论知识而言，更接近于现实生活，而理论到实践的转化往往是一个艰难的过程，它犹如一只拦路虎，横更在我们的面前。
但是我们毫不畏惧，因为我们相信我们能行。
前几天的主要任务是设计和仿真出主体电路。
虽然在设计中会遇到这样那样的问题，有时认为是正确的，而在仿真中却出现了这样那样的问题。
比如说在设计好的主电路图要实现南北各灯泡的状态，电路图我认为是对的，而在仿真的是后去出现了问题，就是出现了一个出状态，其它的都是正确的，经过了反复的检查没什么问题，后来问杨老师，其实没有问题，在实际中就不会出现了这种问题啦，所以有不懂的还是要问老师，那样还节省很多的时间。
电路图接好了，下面就是接线啦，这可是一个比较麻烦的事。
首先要测试个芯片是否有问题，电路板有没有问题，以及导线是不是断了。
这一系列的工作都是细心的事，容不的半点马虎。
在接线的时候要细心和耐心、恒心，这样才能做好事情。
首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。
同时接好了一步电路以后，最为重要的是检查这部分是不是接对了。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
两周的课程设计已经结束，我将珍藏这段难忘的时光，是她让我让我知道，任何一种小小的成绩后面，也许就隐藏着许许多多不为人的艰辛。
在此，我要感谢给予我们精心辅导的杨老师，还有其他代理课程设计的老师，也向他们表示衷心的感谢
7 附录.元器件清单 74ls148 1个 74ls138 1个 74ls192 2个 555 2个 JK触发器 2个 面包板 1块 调试箱 1个 参 考 文 献 1．《电子线路设计、实验、测试》（第二版） 华中理工大学出版社-------谢自美 主编 2．《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社 梁宗善 主编 3．《电子技术基础实验》 高等教育出版社-------------陈大钦 主编 4．《电子技术课程设计指导》 高教出版社-------------------彭介华 主编
protel心得体会
可以参加一些建模大赛,学院的小比赛,评奖学金的时候肯能有点用
集成直流稳压电源 课程设计
<电子技术课计> 直流稳压电源设计任务书 一：设计任务及要求： 1. 设计任务 计一集成直流稳压电源，满足： （1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6V。
（2）输出纹波电压小于5mv，稳压系数<=0.01； （3）具有短路保护功能。
(4) 最大输出电流为:Imax＝1.0A; 2.通过集成直流稳压电源的设计，要求学会： （1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。
（2）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
3．设计要求 （1） 电源变压器只做选择性设计； （2） 合理选择集成稳压器； （3） 完成全电路理论设计、绘制电路图； （4）撰写设计报告。
目录 一.设计任务及要求： 二.基本原理与分析 三.三端集成稳压器 四.稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 五.集成电路选用时应注意的问题 六.参数性能指标及测试方法 七.心得体会 八.参考文献 附：部分 二、原理与分析 1．直流稳压电源的基本原理 直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。
各部分的作用： （1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。
变压器副边与原边的功率比为P2\\\/ P1=η，式中η是变压器的效率。
（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T\\\/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
（3）三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。
其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。
其典型电路如图2，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为：Uo＝1.25（1＋R2\\\/R1） 式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。
2．稳压电流的性能指标及测试方法 稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（纹波系数）及温度系数。
测试电路如图3。
图3 稳压电源性能指标测试电路 （1） 纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。
用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。
也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。
（2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即： （3） 电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。
（4） 输出电阻及电流调整率 输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。
输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。
直流稳压电源设计 (未经整理仅供参考) 直流稳压电源设计 一. 设计任务与设计的基本要求： (1).直流稳压电源的任务： 利用所学的知识设计并制作交流变换为直流的稳压电源． (2)直流稳压电源的基本要求： A．稳压电源 在输入电压为220V．50HZ. 电压变化范围为+10%~-10%条件下： a. 输出电压可调范围为：+9V~+12V; b. 最大输出电流为:Imax＝1.5A; c. 电压调整率≤0.2%(输入电压220V变化范围+10%~-10%下，满载)； d. 负载调整率≤2%(最低输入电压下，空载到满载)； e. 纹波电压(峰-峰值) ≤5mV(最低输入电压下，满载); f. 效率≥40%(输出电压为+9V，输入电压为220V下，满载); g. 具有过流保护及短路保护功能; B. 稳流电源 在输入电压固定为直流+12V的条件下； a. 输出电流为：4~20mA可调； b. 负载调整率≤2%(输入电压+12V，负载电阻由200Ω~300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率); C. DC-DC变换器 在输入电压为+9V~+12V条件下： a. 输出电压为+100V，输出电流为10mA; b. 电压调整率≤2%(输入电压变化范围+9V~+12V)； c. 负载调整率≤2%(输入电压+12V下，空载到满载); d. 纹波电压(峰-峰值) ≤100mA(输入电压+9V下，满载); 注：以下是本电路的发挥部分： (1)扩充功能： a. 排除短路故障后，自动恢复为正常状态； b. 过热保护； c. 防止开, 关机时产生的”过冲”； (2)提高稳压电源的技术指标； a. 提高稳压调整率和负载调整率； b. 扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值． (3)改善DC-DC变换器的性能； a. 提高效率(在100V, 100mA下测试); b. 提高输出电压． (4)用数字显示输出电压和输出电流． 摘 要 本系统稳压电源部分采用电压调整器uA723外加调整管2SC3280实现此功能，再通过单片机MCS-51(89C51)来起控制电路，实现了扩充多种功能．稳流部分采用了三端稳压调整器LM317T实现．DC-DC变换器采用了两片PFM控制芯片MAX770来实现，使输出电压提高到+100V，输出电流最大可以达到100mA．电压调整，负载调整率及纹波电压均优于指标要求．可以说本系统比其它同类产品要好的多． 二．方案论证与比较 1．稳压电源部分 方案一：简单的并联型稳压电源； 并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低,尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因而不能采用此方案． 方案二：输出可调的开关电源； 开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容易实现短路保护与过流保护，但是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹波大，稳定度极差，因而也不能采用此方案． 方案三：由uA723组成的零伏起调电源； uA723内部设有高精度基准电压源和高增益的放大器，外围电路比较简单，电压稳定度也比较高，其典型电压调整率为0.01%，负载调整率为0.03%，且热稳定性好，输出噪声也很小，还内设有过电流控制电路，使用安全可靠，具有较高的性价比，为首选方案，所以此方案为必选题． 2．稳流电源部分 方案一: 采用7805三端稳压器电源; 固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,它属于CW78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好,只是采用的电容必须要漏电流要小的钽电容,如果采用电解电容,则电容量要比其它的数值要增加10倍,但是它不可以调整输出的直流电源;所以此方案不易采用. 方案二:采用LM317可调式三端稳压器电源; LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压. 不过它只能连续可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP\\\/R).由此可见此稳压器的性能和稳压稳定都比上一个三端稳压电源要好,所以此此方案可选,此电源就选用了LM317三端稳压电源,也就是方案二. 3.DC-DC变换部分; 方案一:用正弦信号(几十赫兹以下)驱动硅钢型互感耦合变压器,经整流滤波后输出.由于硅钢的磁滞特性,这种电源的开关频率不算高,易出现磁饱和,因而不利于制作高效率的开关电源. 方案二:采用高频磁芯和开关特性好的VMOS管的PFM或PWM型开关电源,负载调整特性好,效率高,性能优良,但制作调试复杂,所以此方案也不于采纳, 方案三:采用充电泵型变换器,该类电源以电容代替电感作贮能元件,为一个或多个电容供电.该类电源的最大特点是元件易得,体积小,电路比较简单,无电感;但由于对充电泵的要求严格,不适合于工作在大负载条件下,因而在大多数电源中没有被广泛使用. 综合考虑效率,输出功率,输入输出电压,负载调整率,纹波系数,本设计选用方案二.考虑到PWM对磁性元件,开关元件特性的要求较低,因而较易实现.对于效率和纹波的要求可以通过仔细调整磁性元件的参数(L,Q,M等)使其工作在最佳状态,所以我们在选择方案的时候考虑到电路要简单,元件要容易找,还有在电路设计的时候避免遇到某些不必要的问题,所以我们选择了上述的方案中的第二个方案;第二个方案就能够达到我们的要求,的所以方案二我们采用了,利用开关特性和负载调整特性好及效率高,性能优良,而采用了它.(方案二) 三.直流稳压电源电路的方框图如下: 220V电源部分---变压部分---整流滤波部分---稳压电源稳流电源部分---+9V^+12V 直流稳压电源方框图 四.电路原理及各部的分离电路; 1.稳压电路部分; 采用精密电压调整器uA723,外加大功率调整管以提供大电流输出.uA723的特点如下: ①无外接调整管时最大输出电流为:I=150mA; ②外接调整管时,输出电流最大可达到12A以上; ③最大输入电压为:Vmax=40V; ④输出电压可调整范围为: +9V~+12V; 具体的电路图如下图所示: 电源变压器的效率如下所示:(小型变压器) 副边功率P2\\\/vA <1010^30 30^80 80^200 效率 η 0.6 0.7 0.8 0.85 由uA723的特性可知:要使电路实现零伏起调,uA723的7脚至少要获得-2V的附加电压,本方案不采用多抽头的变压器,该-2V电压可通过由电容C1,C2和二极管D1,D2组成的倍压电路获得.其输出电压由电阻R1和齐纳二极管Z1固定-5.6V ,使uA723中的差分放大器在输出电压为0时仍能工作,主要的正电压通过整流桥和滤波电容C3从变压器获得.uA723的供电电压由齐纳二极管Z2固定在33V,以防止超过其极限电压值(40V).由BG2,BG3组成的达林顿管将输出电流提高到超过1A的范围. 在12脚和3脚间加0.6V的电压可调节极限电流值,该电压是电阻R9和电位器VR3是压降的总和,VR3的压降是VR3的电阻值与晶体管三极管BG1的集电极电流值的乘积,极限电流值可以通过电位器VR3连续调节. 输出电压由电位器VR2进行线性调节,电位器VR1用于调节零输出电压. 本设计还通过单片来实现了短路过流保护,过热保护,具体的电路图如下: 过热保护:温度开关KT一端通过一个上拉电阻接正电源,另一端接地,当温度过高时开关断开,产生一个零电平跳变送给单片来进行处理. 过流检测和短路保护原理:采用单片机MCS-51(89C51)对输出电流进行周期性的检测,可以方便地实现短路保护及短路故障排除后自恢复的所有功能.过流或短路时,检测电路向单片P1口发出报警信号,单片证实后启动它的保护电路,经过短时间延时后继续查询P1口上的内容,如无报警信号,则电路又恢复到正常状态. 过热保护,发声报警等功能也直接由单片机(89C51)来实现控制. 2.稳流电源部分; LM317是三端可调式正电压调整器,正常工作时在其调整端与输出端之间有一个高稳定度的1.25V电压,利用该电压即可以获得可调的电流输出.实际中, LM317输出端与电位器之间串接了一个10Ω\\\/1W的电阻,使最大电流限制在125mA左右,以免发生过流现象. 具体的电路图如下所示: 3.DC-DC变换部分; DC-DC变换器的核心部件是两片升压开关调节器MAX770,MAX770结合了PFM低的吸取电流和PWM大功率应用下效率高的特点,能比以往的PWM器件提供更大的电流. MAX770有以下的特点: ①开关频率较高(300KHZ),减小了电感的尺寸; ②在较宽输出电流范围内可以达到87%的效率; ③功耗比较低; 用MAX770制成的升压器如下图所示;由于MAX770对VMOS管的驱动能力有限,使用了一片MAX770很难实现本电路的性能指标,因此本电路采用了两级MAX770. 五. 测试方法与调试过程; 1.稳压电源部分; (1) 输出电压范围测试 调节可调电位器,用数字型万用表测出电阻两端的输出电压,最小值为0.821V,最大值为:24.61V. (2) 最大输出电流测试 将输出电压调整至9V,输出端接通可调电阻,串入数字万用表,测得最大输出电流为:2.06A. (3) 电压调整率测试 将调压变压器输出端接稳压电源的输入端,将稳压电源输出电压调整至9V,调节调压变压器,使其输出从176V升至到253V,用数字万用表测量负载两端的电压,测得最大电压变化量为:10mV,计算得电压调整率为:(0.01\\\/9)*100%=0.11%. (4)负载调整率测试 空载时将输出电压调整至9V,在负载端接入300Ω\\\/120W的变阻器,将变阻器从6Ω调整至100Ω,用数字万用表监视输出电压的变化,测得最大电压变化量为:0.04V,因此负载调整率为:(0.04\\\/9)*100%=0.44%. (5)纹波电压测试 将电压输出调整至9V,外接一个6Ω的电阻,将示波器置于AC\\\/5mV输入挡,测得负载上的纹波电压为:1mV. (6)效率测试 将电压输出调整至9V,外接一个6Ω的电阻,其输出功率P0=81\\\/6=13.5W.在负载不变的情况下,测出稳压电源的交流输入电压为:12V,交流电流为:2.05A.因此输入功率Pi=12*2.05=24.7W(设功率因数为1),电源效率为(P0\\\/Pi)*100%=(13.5\\\/24.7)*100%=40%,达到上述所要求的指标. (7)过流保护及短路保护功能测试 将电压输出调至为9V,外接一个6Ω的电阻,用万用表测得输出电流为:0.说明过流保护功能正常.再将输出短路,现象如同上,说明短路保护功能一切正常. (8)采用单片机(89C51)来实现保护,检测 短路故障排除自恢复,过热保护,防止关机时产生的”过冲”均测试通过;一切正常. 2.稳流电源部分; (1) 输出电流测试 输入电压为+12V,改变外接电阻的大小,记录最小电流值Imin与最大电流Imax.Imax=45.40mA, Imin=1.46mA. (2) 负载调整率的测量 输入电压+12V,负载电阻由220Ω至300Ω之间变化,设定输出电流20mA,每上升20Ω测输出电流,数据如下所示: 电阻\\\/Ω 200 220 240 260 280 300 电流\\\/mA 19.71 19.72 19.70 19.70 19.70 19.70 负载调整率≈0.02\\\/20.00=0.1%. 3. DC-DC变换器部分; (1) 输出电压电流测试 输入电压由+9V至+12V变化,负载接3.6KΩ\\\/10W电阻,测得输出电压为+100.11V,输出电流为:30.7mA. (2) 电压调整率的测试 空载,输入电压由+9V至+12V变化,测得最大电压变化为:0.1V. (3) 负载调整率的测试 输入电压+12V,空载,测得输出电压 +100.1V;10KΩ\\\/5W电阻,测得输出电压为: +100.0V. (4) 纹波电压测试 输入电压 +9V,接3.6KΩ\\\/10W的电阻,示波置于交流AC\\\/250mV挡,测得纹波电压.Vpp≈80mV. (5) 效率的测试 输入电流为:5A,输入电压为:11.8V时,测得输出电压为100.08V(3.6KΩ的电阻,电流为:27.8mA),计算可得出: η=64.3%. 六. 电路的结果分析 1. 稳压电路部分; (1) 输出电压的可调范围 由于本电路中uA723的7脚接-2V,因此可以实现从零伏起调,这也是本电路的特色之一,本电路实现了0^20V可调,超过指标要求. (2)最大输出电流 它由uA723的3脚所接电阻R9决定,计算公式为:Imax=0.6\\\/R9,由于本电路中R9为0.33Ω,因此Imax限制为2A左右. (3)电压和负载调整率及纹波电压 优于指标要求,这是由uA723优良特性与方案设计思路决定的. (4)效率的测试 输出为9V,而输入为17V左右,因此有一部分功率被调整管吸收,从而导致了效率并不是很高. 2. 稳流电路部分; (1) Rmin=10Ω, Rmax=1010Ω I’min=1.25\\\/1010≈1.24mA > Imin 受输入电压+12V与LM317内部压降约为1.7V的影响,可能的最大电流为: I’max=(12-1.7)\\\/220≈46.82mA > Imax Imin>I’min是由于LM317在小电流负载下稳压性能变差造成的. Imax
