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设计题目 电子技术课程设计 摘要 模拟电子技术设计是基于所学习的波形发生电路来设计波形发生器,用以实现产生占空比可调的矩形波和锯齿波。
数字电子技术设计是运用触发器和逻辑门电路来实现异步加法十进制计数器。
自制电路设计是运用所学习的知识来自行设计一个有实际意义的电路。
在运用protel技术进行画图以及仿真。
Protel是目前国内最流行的通用EDA软件,它将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具组合起来构成EDA工作平台,是第1个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。
与Protel 99SE软件相比,Protel DXP功能更加完备、风格更加成熟,并且界面更加灵活,尤其在仿真和PLD电路设计方面有了重大改进。
摆脱了Protel前期版本基于PCB设计的产品定位,显露出一个普及型全线EDA产品崭新的面貌。
关键词: 波形发生器,触发器,三极管,protel,仿真 目录 1模拟电子技术实验………………………………………………………………(4) 1.1实验积分电路………………………………………………………………(4) 1.2集成电路RC正弦波振荡器…………………………………………………(5) 1.3模仿设计波形发生器………………………………………………………(7) 2 综合部分………………………………………………………………………(10) 2.1设计题目…………………………………………………………………(10) 2.2设计任务…………………………………………………………………(10) 2.3设计要求…………………………………………………………………(10) 2.4总体设计及原理图………………………………………………………(10) 2.5元器件选择……………………………………………………………… (14) 2.6使用说明…………………………………………………………………(15) 3设计总结………………………………………………………………………(17) 4 参考文献………………………………………………………………………(17) 1 模拟电子技术实验 1.1实验一:积分电路 实验内容:积分电路的验证 实验目的:1.学会用运算放大器组成积分微分电路。
2.学会积分微分电路的特点及性能。
实验仪器设备:模拟电子实验箱 信号发生器 双踪示波器 数字万用表 实验原理:电容两端的电压与 流过电容的电流 之间存在积分关系,即,uC= 用理想运放工作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点,输入电压 通过电阻 加在集成运放的反相输入端,并在输出端和反相输入端之间通过电容C引回一个深度负反馈,即可组成基本微分电路。
为了使集成运放两个输入端对地的电阻平衡使同相输入的电阻为 。
由于“虚地”故 ,又由于“虚断“,运放反相输入端的电流为零,则 ,故 即 , 为积分时间常数,如果在开始积分之前,电容两端已经存在一个初始电压,则积分电路将有一个初始的输出电压 ,此时 原理及接线图 图1—1 积分电路 实验步骤:使图中积分电容改为0.1 ,断开K, i分别输入1000HZ幅值为 2V的方波和正弦波信号,观察Vi和Vo大小及相互关系,并记录 波形。
实验结果(数据及结论) 测量值 正弦波 Ui=2.048 Uo=3.284 方波 Ui=2.035 Uo=2.544 输出输入的波形 (一) 结果及结果分析 ①方波: 图 (1) 示波器输出的方波图形 见图 (1) 理论值 =2.9175V Uo的相位比Ui的相位领先 ,故积分电路起着移相位的作用。
在 时,UI=2.029V Uo=-1000Ui *t T=0.005s时Uo=-10.145V 在5 2.熟悉正弦波振荡器的调整,测试方法。 3.观察RC参数对振荡频率的影响,学习振荡频率的测定方法。 实验仪器 设备:双踪示波器 低频信号发生器 频率计 简单原理:集成运放A为放大电路,RC串并联网络时选频网络,而当 时, 它是一个接成正反馈的反馈网络。 电路的振荡频率为 参 应满足 ,改变R或C的值,即可调节振荡频率。 原理图及接线图 图1—2 RC震荡电路 实验步骤:1.按上图1—2接线注意电阻 需先调好再接入 2.用示波器观察输出波形,读出f值 3.用频率计测上述电路的输出频率,将信号发生器的计数输入接到 电路的输出端(选择外接信号)计数20dB外测要按下 4.进行理论计算,将上述三种方法的频率值进行比较 实验结果(数据及结论) 1.3实验三 模仿设计波形发生器 实验内容:设计方波、三角波发生器 实验目的:1.了解集成运放在波形发生电路的作用 2.设计三角波电路 3.熟悉波形发生电路的特点和分析方法 实验仪器,设备:双踪示波器 数字万用表 模拟电子实验箱 简单原理:1、方波发生器:假设T=0时电容C上的电压UC=0,而滞回比较器的 输出端为高电平,即U0=+UZ。 则集成运放同相输入端的电压为输出电 压在电阻R1,R2上分压的结果,即U+=(R1\\\/R1+R2)UZ 此时输出电压+UZ将通过电阻R向电容C充电,使电容两端的电压UC 升高,而此电容上的电压接到集成运放的反相输入锻,即U-=UC 。 当 电容上的电压上升到U-=U+时,滞回比较器的输出端将发生跳变,由 高电平跳变为低电平,是U0=-UZ ,于是集成运放同相输入端的电压 也立即变为U+=-(R1\\\/R1+R2)UZ 输出电压变为低电平后,电容C将 通过R放电,使UC 逐渐降低。 当电容上电压降低到U-=U+时,滞回比 较器的输出端将再次发生跳变,由低电平跳变为高电平,既U0=+UZ 。 以后又重复上述过程。 于是产生了正负交替的方波。 2、三角波发生器:由集成运放A1组成滞回比较器,A2组成积分电 路。 假设t=0时积分电容的初始电压为零,而滞回比较器输出端为高 电平,即 经积分 将随时间往负方向增长,则 减小,当减 小至 时,滞回比较器的输出端将发生跳变,使 由 跳 变为 ,此时 也将跳变成一个负值,当 时,积分电路的输 出电压 将随时间往正方向现行增长, 将随之逐渐增大,当增大至 时,滞回比较傲气的输出端再次发生跳变, 由 跳变为 ,以后重复上述过程,于是滞回比较器的输出电压成为周而复始的 矩形波,而积分电路的输出电压 也成为周期性的三角波 原理图和接线图 图1—3 方波发生电路 图1—4三角波发生电路 实验步骤 1.根据方波、三角波发生电路原理设计电路 2.按设计电路图接线,分别观测输入及输出的波形并记录 实验结果(数据接结论) 图 (2) 示波器输出的方波图形 见图 (2) 图 (3) 示波器输出的三角波形图 见图(3) 2 综合部分 2.1设计题目:节拍器电路的设计 2.2设计任务:设计一个简易的节拍电路,该电路能输出不同的声音及拍子,用两个显示灯表示节奏的快慢及其比例,也能测试一些放大电路的故障与否。 2.3设计要求:⑴要求有一开关闭合后,两个灯闪烁,即可以显示电路工作 正常。 ⑵要求电路可以测试收音、录音、电视机、音响及其他放大 电路是否有故障,如有故障,则可以测试出故障点在什么位置。 ⑶要求接入收音、录音、音响等,可产生六种节拍音出现, 并有声光显示,并且节拍速度快慢可变,节拍快慢的比例可变,输 出音量大小可变。 ⑷根据上述要求,画出原理图,写出工作原理,并列出所有 的设计过程。 2.4 电路工作原理 整机电路图如图2-1所示。 他由低频振荡器、八进制计数器\\\/分配器、方波振荡器、反相器、驱动器、光声响器等部分组成。 IC1的⑧脚供电电源是由三机关VT1、稳压二极管VD1、电容C2等元器件组成的7V稳压电源提供的。 图2-1是用通用型555时基电路构成的典型低频振荡电路。 当电源接通时,VCC通过电位器RP1、RP3和电阻R3、R4向电容C3充电。 当电容C3开始充电瞬间,由于IC1的②脚电位上升到VC2≥2\\\/3VCC时,输出端③脚由高电平变为低电平;IC1内部的放电管道通,电容C3重新充电。 如吃周而复始,形成振荡。 电路振荡周期为T=0.7(RP1+RP3+R3+2R4)*C3。 改变RP1、RP3和C3的参数,即可改变其振荡频率。 其中,RP1、RP2及电阻R2构成分压电路,以保证IC1的②、⑥脚所需的充电电平。 IC1的③脚有两路输出:一路由三极管VT5组成的快拍电平转换电路,经A1、A2反相器,送入由二极管VD6、VD7构成的或门电路,又经过A5、A6反相器,通过分压电位器RP4送给三极管VT8放大,驱动蜂鸣器BL发出快节奏的节拍声。 另一路经三极管VT2放大,其集电极输出一部分信号由三极管VT3进一步放大,使发光二极管VD3随着快节奏的蜂鸣声而同步闪烁绿光;VT2集电极输出的另一部分信号给由IC2构成的计数\\\/分配器作为时钟输入,由选择开关S2作为IC2的输出,以作为六种模拟数据选择器,通过IC2的①脚输出不同的脉宽,由三极管VT6射极输出去控制由三极管VT7集电极输出方波信号,使之形成慢节拍,并通过活门电路中的二极管VD6,经反相器A5、A6去驱动三极管VT8使发出慢节奏的蜂鸣声。 此时,IC2的②脚出现有规律的忽高忽低电平,使三极管VT4在导通、截止两种状态间交替转换,而发光二极管VD4将随着慢节奏的蜂鸣声而同步闪动着红色的光亮。 这样,选择开关S2置于不同的档位,蜂鸣器BL将发出有比例的快,慢节拍声,发光二极管VD3、VD4也跟随闪着有比例的红、绿色的闪光信号。 其中,三极管VT6为射极输出器,其特点为输入阻抗高,输出阻抗低,起着良好的阻抗匹配和隔离作用,使前后级不至于互相影响而稳定地工作。 电阻R26既为三极管VT8提供基极电流,尤其到了电压并联负反馈的作用,使输出电压更稳定。 图2—1 节拍器原理图 图2-1中A3、A4是用CMOS与非门构成的典型的放泊振荡电路。 当反相器A4输出正跳变时,电容C11立即使A3输入为“1”,输出为“0”,电阻R20为C11提供放电通路。 当C11放电达到A3的转折点压时(为1\\\/2电源电压),A3输出变为“1”,A4输出变为“0”。 电阻R20连接在A3的输出端对C11反方向充电。 当充电到A3的转折电压时,A3输出变为“0”,A4输出变为“1”,于是形成了周期性的多谐振荡,其振荡周期T=2.2R20C11。 电阻R19时反相器输入端的保护电阻,接入与否并不影响振荡频率。 IC2为八进制计数\\\/分配器。 它是由约翰逊计数器和译码器两部分组成。 它有三个输入端(复位端R、时钟端CP和CPE)和八个译码输出端Q0—Q7。 在复位状态时,只有Q0为高电平“1”状态,其他输出端均为低电平“0”状态。 当有脉冲输入时,输出端一次变为高电平“1”状态,Q0端变为低电平“0”状态。 另外设有仅为输出端CO,可作为级联时使用。 A1—A6为六个反相器。 反相器是执行逻辑反向功能的电路,其逻辑关系特点是:当输入端为低电平“0”状态时,输出端为高电平“1”状态;当输入端为高电平“1”状态时,输出端为低电平“0”状态。 图2-2 NE555内部原理图 555电路的内部电路方框图如图2-2所示。 它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为 和 。 A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。 当输入信号输入并超过 时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于 时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。 是复位端,当其为0时,555输出低电平。 平时该端开路或接VCC。 Vc是控制电压端(5脚),平时输出 作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。 T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 2.5元器件选择: 三极管VT1—VT7选用9013,β为80—150,VT8选用8050。 时基集成电路IC1可选用NE555、LM555或国产的5G1555。 NE555为八脚双列直插式排列见图2—3。 八进制计数\\\/分配集成电路IC2为MC14022,可用CD4022或国产CC4022直接代换。 MC14022为十六脚双列直插式封装,其外形及管脚排列见图2—4。 六反相器集成电路A1—A6为MC14069,可用CD4069或者国产的CC4069直接代换。 MC14069的外形及管脚排列如图2—5所示。 电位器RP1选用WH5-10K-X-0.5W。 RP3为WH125-2.2K-X-0.5W。 压电陶瓷蜂鸣片BL采用HTD-27A。 变压器T选晶体管输出变压器代用。 开关S1型号为KND-2W1D。 S2为KB-8W2D。 S3为KND-2W2D。 电源GB选用6F22-DC9V层叠电池。 电阻均为1\\\/8WRJ电阻。 其他元件按图2—1标注选用,无特殊要求。 2.6使用说明: ⑴将电源开关S1逼和,便有红、绿灯闪烁只是,表示本机工作正常。 ⑵测试收音、录音、电视机、音响及其他发达电路故障时,断开开关S3,将黑夹子连线插入装置的电源负极上,并将黑夹子接入被测地端;红夹子连线插入装置的“A”端上,红夹子便可作为信号送入故障电路的输入级。 探针(可用万用表中的一只表笔)连接线插入装置的“B”端,然后用探针测试电路各输出端,碰到某一级时必须有声,否则,该电路部分就是故障点(不检测故障点时,开关S3需闭合)。 ⑶配上输出插头,介入收音、收录、音响等,便可有六种节拍音的出现,并有声光显示。 调节电位器RP1,可改变节拍速度的快慢。 调节选择开关S2,可改变其节奏快慢的比例。 调节电位器RP4,可改变音量的大小。 ⑷选择开关S2的使用方法具体如下。 ①将S2置于“1”档时,蜂鸣片BL发出快节奏的单音,绿色发光二极管VD3随之同步闪光。 ②将S2置于“2”档时,蜂鸣片BL发出快慢节奏的双音,绿、红发光二极管随之同步闪光,其比例为1:1。 ③将S2置于“3”档时,蜂鸣片BL发出快慢节奏的双音,绿、红发光二极管随之同步闪光,其比例为2:1。 ④将S2置于“4”档时,蜂鸣片BL发出快慢节奏的双音,绿、红发光二极管随之同步闪光,其比例为3:1。 ⑤将S2置于“5”档时,蜂鸣片BL发出快慢节奏的双音,绿、红发光二极管随之同步闪光,其比例为4:1。 ⑥将S2置于“6”档时,蜂鸣片BL发出快慢节奏的双音,绿、红发光二极管随之同步闪光,其比例为6:1。 ⑸若配上一只8Ω低阻耳塞,插头插入输出插座XSzhong,调节嘀嗒速度RP1或选择开关S2,对患有精神衰弱的人有明显的催眠效果,并能抑制多梦症。 ⑹若不需要携带时,可配上一个9V的稳压电源供电,这样较为经济且使用时间长久。 3设计总结 通过这次电子技术课程设计,让我了解了设计电路的程序.通过本次实验设计电路原理图,对protel99se有了初步的了解,能独立完成电路图的绘制,在设计电路图过程中充分了解各芯片和元器件的功能作用。 通过这次电子技术课程设计,使我对模拟电子技术和数字电子技术在实践中的应用有了更深刻的理解。 通过该课程设计,把死板的课本知识变得生动有趣,激发了学习的积极性。 通过这次学习,让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。 4参考文献 [1] 沈阳理工大学信息科学与技术学院 马东、丁国华编 《模拟电子技术试验指导书》 [2] 沈阳理工大学信息学院数字电子实验室 张丽萍,王向磊编 《数字逻辑实验指导书》 [3]清华大学电子学教研组 余孟尝主编 《数字电子技术基础》 (第三版) 高等教育出版社,2006 [4] 清华大学电子学教研组 杨素行主编 《模拟电子技术基础》 (第三版) 高等教育出版社,2006 [5] 人民邮电出版社 杨帮文编 《实用电子小制作精选》 “时”就是时事、时势、时世、时政、时局、时弊,时评就是围绕“时”字作文章.按照这个定位,如果简而言之,“时评”就是时事评论.时评有很强的针对性,也贴近生活,阅读这样的文章,学生借此了解国家的方方面面,关注社会,思考人生.保持阅读新闻时评的习惯,紧跟时代的潮流,了解社会的动态,掌握社会热点焦点问题,写作时就不用总在“死人堆里”找素材,更不用机械的背论据资料了. 时评已成当下传媒上一种重要文体,它能包容不同观点的交锋、能承载百姓的声音、能让各种声音都有表达渠道.因此,这将是近几年高考作文在内容与形式上转轨的重点! 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 不知不觉,为期一星期的基础会计模拟实验结束了,在这一星期的会计模拟实习中,使得我系统的对于老师讲的一些理论知识实践了一遍,加强了对理论知识的记忆,学到了许多书本上没有的知识,并且意识到只有把书本上学到的理论知识应用于实际的会计实务操作中去,才能真正掌握这门知识。 这也是这次实习的目的。 首先要取得相关的原始凭证,然后根据这些原始凭证,将其登记记账凭证。 在根据记账凭证,登及其明细账。 期末,填写科目汇总表,进行试算平衡,最后才把它登记入总账。 结转其成本后,根据总账合计,填制资产负债表、利润表等等。 摘要:设计交通灯控制程序、用ICETEK-CTR上的发光二极管的亮灭模拟交通信号,并用其显示阵列模拟显示;使用TMS320VC5509DSP片上定时器定时产生时钟计数;利用ICETEK-CTR上键盘产生外中断,从而模拟实际生活中十字路口交通灯控制。 关键词:交通灯控制、ICETEK-CTR发光二极管、定时器、键盘 目录: 1.系统设计要求 2.总体方案设计 3.程序编写 4.实验步骤及调试 5.设计总结 (一) 系统设计要求 利用ICETEK-EDU实验箱提供的设备,设计模拟实际生活中十字路口交通灯控制,具体要求如下: 交通灯分红黄绿三色,东、南、西、北各一组,用灯光信号实现对交通的控制:绿灯信号表示通行,黄灯表示警告,红灯禁止通行,灯光闪烁表示信号即将改变。 计时显示:8*8点阵显示两位计数,为倒计时,每秒改变计数显示。 正常交通灯信号自动变换: (1) 南北方向绿灯,东西红灯( 20秒) (2) 南北方向绿灯闪烁 (3) 南北方向黄灯 (4) 南北方向红灯,东西方向黄灯 (5) 东西方向绿灯( 20秒) (6) 东西方向绿灯闪烁 (7) 东西方向黄灯 (8) 返回( 1)循环控制 紧急情况; 利用ICETEK-CTR上键盘产生外中断,中断正常信号顺序,模拟突发情况。 (二 ) 总体方案设计 (1) 交通灯模拟: 利用ICETEK-CTR上的一组发光二极管(共12只,分为东西南北四组、红黄绿三色)的亮灭实现交通信号的模拟。 (2) 计时显示: 利用ICETEK-CTR上的发光二极管显示阵列模拟显示。 Welcome visit us at: 对于计数显示,当处于状态1、5、*中时需要进行倒计时,需要计算在此状态中的计数值增量,根据增量判断是否更新计数显示。 (3) 计时: 使用TMS320VC5509DSP片上定时器,定时产生时钟计数,再利用此计数对应具体时间。 Welcome visit us at: statusNSRedEWYellow 4 南北红灯,东西黄灯 4秒(16,200,215) 20 状态编号 信号灯状态 状态定义 保持时间(计数值,起始时间,结束时间) 计数显示 1 南北绿灯,东西红灯 statusNSGreenEWRed 20秒(160,0,159) 20-0 2 南北绿灯闪烁,东西红灯 statusNSFlashEWRed 6秒(24,160,183) 0 3 南北黄灯,东西红灯 statusNSYellowEWRed 4秒(16,184,199) 20 5 南北红灯,东西绿灯 statusNSRedEWGreen 20秒(160,216,375) 20-1 6 南北红灯,东西绿灯闪烁 statusNSRedEWFlash 6秒(24,376,399) 0 7 南北红灯,东西黄灯 statusNSRedEWYellow 4秒(16,400,415) 20 8 南北黄灯,东西红灯 statusNSYellowEWRed 4秒(16,416,431) 20 * 南北红灯,东西红灯 StatusHold 20秒(160,0,159) 20-1 其中,正常顺序每112秒(计数值日448)为一个循环,状态“*”为非顺序状态。 这样,只要根据计数值就可确定当前状态,根据状态再分情况处理。 (4) 紧急情况: 紧急情况处理;模拟紧急情况(重要车队通过、急救车通过等)发生时,交通警察手动控制 1. 当任意方向通行剩余时间多于是秒,将时间改成10秒。 2. 正常变换到四面红灯(20秒) 3. 直接返回正常顺序的下一个通行信号(跳过闪烁绿灯、黄灯状态)。 (三)总程序流程图 Welcome visit us at: 定时器中断服务程序入口 计数工作变量值在原基础上加1 退出定时器中断服务程序 开始 初始化:EMIF、CPU、频率、ICETEK-CTR、定时器、中断控制寄存器、工作变量 根据定时器计数确定当前状态 根据当前状态设置批示灯状态 根据当前状态设置发光二极管显示阵列状态 读取键盘输入 结束 结束 Welcome visit us at: (四) 程序编写 根据设计要求,由于控制是由不同的各种状态按顺序发生的,我们可以采用状态机制控制方法来解决此问题。 具体方法是:首先列举所有可能发生的状态;然后将这些状态编号,按顺序产生这些状态;状态延续的时间用程序控制。 对于突发情况,可采用在正常顺序的控制中插入特殊控制序列的方式完成。 注:程序附在后面几页里 (五)实验步骤及调试 1.连接实验箱附带的键盘的PS2插头到ICETEK-CTRR的键盘接口P8 2.将ICETEK-CTR板的供电电源开关拨动到“开”的位置。 3.设置Code Composer Studio2.21在硬件仿真方式下运行。 4.启动Code Composer Studio2.21: 选择菜单Debug->Reset CPU。 5.编译并下载已编好的程序。 6.运行程序观察结果。 7.突发事件控制。 在ICETEK-CTR附带的小键盘上按下除“Enter“键外的按键,观察信号是否满足要求。 8.结束程序运行退出。 在ICETEK-CTR附带的小键盘上按下“Enter“键。 9.退出CCS (六)设计总结 通过此次课程设计,对交通灯的控制有了进一步的认识;同时 也掌握了TMS320VC5509DST定时器、外中断的使用和编程。 设计控制系统在把握好整体设计理念的同时,要考虑到特殊情况的存在。 本次控制程序的编写,考虑交通出现紧急情况是比较困难的一个方面,交通灯要如何高速。 (七)参考文献 胡庆名 李小刚 吴钰淳 EMS320C55X DSP原理、应用和设计 北京机械出版社,2005 同组者: (八)程序: 键盘中断服务程序入口 设置突发事件标志 退出键盘中断服务程序 Welcome visit us at: #include c5509.h #include ICETEK-VC5509-EDU.h #include scancode.h #define nStatusNSGreenEWRed 160 #define nStatusNSFlashEWRed 184 #define nStatusNSYellowEWRed 200 #define nStatusNSRedEWYellow 216 #define nStatusNSRedEWGreen 376 #define nStatusNSRedEWFlash 400 #define nStatusNSRedEWYellow1 416 #define nStatusNSYellowEWRed1 432 #define nTotalTime 448 #define nStatusHold 160 #define statusNSGreenEWRed 0 #define statusNSFlashEWRed 1 #define statusNSYellowEWRed 2 #define statusNSRedEWYellow 3 #define statusNSRedEWGreen 4 #define statusNSRedEWFlash 5 #define statusHold 6 void InitDSP(); void InitTimer(); void InitICETEKCTR(); void INTR_init(); void interrupt time(void); void interrupt xint2(void);\\\/\\\/ XINT2中断服务程序 void SetLEDArray1(int nNumber); \\\/\\\/ 修改显示内容 void RefreshLEDArray1(); \\\/\\\/ 刷新显示 void EndICETEKCTR(); unsigned int uWork,nTimeCount,nTimeMS; unsigned int uLightStatusEW,uLightStatusSN; unsigned int bHold; unsigned char ledbuf[8],ledx[8]; unsigned char led[40]= { 0x7E,0x81,0x81,0x7E,0x00,0x02,0xFF,0x00, 0xE2,0x91,0x91,0x8E,0x42,0x89,0x89,0x76, 0x38,0x24,0x22,0xFF,0x4F,0x89,0x89,0x71, 0x7E,0x89,0x89,0x72,0x01,0xF1,0x09,0x07, Welcome visit us at: 0x76,0x89,0x89,0x76,0x4E,0x91,0x91,0x7E }; int www=0; main() { int nWork1,nWork2,nWork3,nWork4; int nNowStatus,nOldStatus,nOldTimeCount,nSaveTimeCount,nSaveStatus; unsigned int nScanCode; nTimeCount=nTimeMS=0; bHold=0; uLightStatusEW=uLightStatusSN=0; nNowStatus=0; nOldStatus=1; nOldTimeCount=0; InitDSP(); \\\/\\\/ 初始化DSP,设置运行速度 InitICETEKCTR(); \\\/\\\/ 初始化显示\\\/控制模块 InitTimer(); \\\/\\\/ 设置定时器中断 \\\/\\\/ 根据计时器计数切换状态 \\\/\\\/ 根据状态设置计数和交通灯状态 while ( 1 ) { if ( bHold && nNowStatus==statusHold ) { if ( nTimeCount>=nStatusHold ) { nNowStatus=nSaveStatus; nTimeCount=nSaveTimeCount; bHold=0; } } else if ( nTimeCount以高一分科感想 选择文科为话题的作文
抢答器课程设计实验总结怎么写
分科之后的感想作文
就山东文理不分科谈谈你们的感想…
电厂输煤学习科学发展观心得体会(100分
)
煤炭是我国的主要一次能源,以燃煤为主的火电发电量占总发电量的80%以上。
煤、电是经济高速发展的重要保证,电缺找煤,煤缺找矿,于是大矿增产,小矿开花,结果导致矿难频发;于是大矿整顿、小矿关闭、遣散矿工、产量下降;于是电力告缺、要求增煤、运输告紧、悲情再现。
针对以上问题,谢克昌委员建议: 一、改变发展观与现有经济增长模式,从根本上遏止矿难。
下决心遏止矿难,必须要改变发展观,彻底改变现有的高能耗、粗放式经济增长模式。
坚定地树立和落实以人为本的科学发展观,对煤炭资源应实行高度谨慎的保护性限量开发,确保能源和经济的可持续发展;加大宏观调控力度,推进资源节约型社会建设力度,遏制对能源和基础原材料的过度需求,将煤炭需求控制在合理的范围之内;建立与科学发展观相适应的正确的政绩观,从政府的绩效评价、干部任用体系等方面进行改革,引入安全生产、资源利用率等考核指标,大力倡导和扶持以节约资源和循环利用为特征的循环经济模式。
二、关小上大,提高行业集中度,坚定地走新型能源工业化之路。
淘汰小煤矿,扶持发展一批现代化大煤矿和煤炭深加工项目,做大做强一批现代化的大型煤炭企业,提高煤炭产业集中度。
同时还应该延伸煤炭产业链,提高煤炭资源回收率和利用率,推进煤炭经济走上集约、循环和可持续发展的道路。
对高风险产业如“煤制油”等,应科学规划,先示范,再规模化,切忌一窝蜂上马。
还要特别警惕以发展这类高风险产业的名义圈占资源,造成新的煤炭资源流失和浪费。
三、放开资源市场,尽快补齐煤矿安全欠账。
尽快弥补安全生产方面的欠账,政府要增加投入,确保煤矿安全费用的提取和专款专用。
可以考虑出让一部分煤矿的国有股权,用所得资金填补安全旧债。
另外要积极推进煤炭资源的市场化运营,通过探矿权和采矿权的流转引入外部资本,使企业的安全生产走上良性发展的道路。
四、全方位加大人才培养力度,提高煤炭从业人员素质。
政府、企业应采用多种形式与途径(例如定向培养、“三校生”、高职、岗位培训等),进行煤炭从业人员技术培训,包括强制安全生产培训,全面提高煤炭从业人员的素质。
五、增加科技投入,加大攻关力度,提高技术装备水平。
针对我国煤矿安全领域需要重点突破的共性和重大关键技术,应该由国家和一些重要的产煤大省联合设立科技专项资金,以大型煤矿企业为主体,加大科技攻关力度,最大限度减少井下作业人员,从根本上改变目前过于依赖人力开采而导致死亡率过高的局面。
要特别加强对突发性事故的预测预防技术研究,有效减少重特大事故发生。
六、加强法制建设,完善监管体系,坚决打击违法违规活动。
强化监管部门的责任,将长效管理机制和专项治理有机结合,构建全方位的安全生产防治体系。
还要对监管者进行有效监管,坚定不移地加大反腐力度。
要充分发挥新闻媒体的作用,健全和完善群众监督和举报体系,鼓励煤矿企业职工对本企业的经营活动进行监督举报,充分发挥各级工会的作用,维护煤矿职工的合法权益。
七、深化改革,构筑煤炭安全生产的整体氛围。
煤炭生产成本中应包括安全、环保成本,而已在生产成本中的工资又偏低(有资料统计,煤炭职工的平均年收入仅1.85万元,不足电力行业的1/3),亦需适当增加,因此提高煤价势在必然。
但作为大户的电煤定价却难以做到煤电之间的公平对等博弈。
类似这样的问题也影响着煤炭的安全生产,因此,深化改革,构筑煤炭安全生产的整体氛围是以政府为主的整个社会的责任。
汽轮机课程设计总结
汽轮机 将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。
又称蒸汽透平。
主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械,是蒸汽动力装置的主要设备之一。
汽轮机是一种透平机械,又称蒸汽透平。
公元一世纪时,亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,又称为风神轮,这是最早的反动式汽轮机的雏形;1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。
19世纪末,瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。
拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机,并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。
单级冲动式汽轮机功率很小,现在已很少采用。
20世纪初,法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。
多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路,已被广泛采用,机组功率不断增大。
帕森斯在1884年取得英国专利,制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机,这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。
20世纪初,美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机,每个速度级一般有两列动叶,在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片,将汽流导向第二列动叶。
现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上,主要驱动泵、鼓风机等,也常用作中小型多级汽轮机的第一级。
与往复式蒸汽机相比,汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的,单位面积中能通过的流量大,因而能发出较大的功率。
大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度,故热效率较高。
19世纪以来,汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上,增大单机功率和提高装置的热经济性。
汽轮机的出现推动了电力工业的发展,到20世纪初,电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。
随着电力应用的日益广泛,美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦,如果单机功率只有10兆瓦,则需要装机近百台,因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦,30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。
此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发,使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。
50年代,随着战后经济发展,电力需求突飞猛进,单机功率又开始不断增大,陆续出现了325~600兆瓦的大型汽轮机;60年代制成了1000兆瓦汽轮机;70年代,制成了1300兆瓦汽轮机。
现在许多国家常用的单机功率为300~600兆瓦。
汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。
汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。
按结构分,有单级汽轮机和多级汽轮机;各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
按工作原理分,有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。
按热力特性分,有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。
凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口,单位质量蒸汽的容积增大几百倍,甚至上千倍,因此各级叶片高度必须逐级加长。
大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大,末级叶片须做得很长。
汽轮机装置的热经济性用汽轮机热耗率或热效率表示。
汽轮机热耗率是每输出单位机械功所消耗的蒸汽热量,热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。
对于整个电站,还需考虑锅炉效率和厂内用电。
因此,电站热耗率比单独汽轮机的热耗率高,电站热效率比单独汽轮机的热效率低。
一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站,每年约需耗用标准煤230万吨。
如果热效率绝对值能提高1%,每年可节约标准煤 6万吨。
因此,汽轮机装置的热效率一直受到重视。
为了提高汽轮机热效率,除了不断改进汽轮机本身的效率,包括改进各级叶片的叶型设计(以减少流动损失)和降低阀门及进排汽管损失以外,还可从热力学观点出发采取措施。
根据热力学原理,新蒸汽参数越高,热力循环的热效率也越高。
早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低,热效率低于20%。
随着单机功率的提高,30年代初新蒸汽压力已提高到3~4兆帕,温度为400~450℃。
随着高温材料的不断改进,蒸汽温度逐步提高到535℃,压力也提高到6~12.5兆帕,个别的已达16兆帕,热效率达30%以上。
50年代初,已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。
以后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。
现代大型汽轮机通常采用新汽压力24兆帕,新汽温度和再热温度为535~565℃的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。
使用这些汽轮机的电站热效率约为40%。
另外,汽轮机的排汽压力越低,蒸汽循环的热效率就越高。
不过排汽压力主要取决于冷却水的温度,如果采用过低的排汽压力,就需要增大冷却水流量或增大凝汽器冷却面积,同时末级叶片也较长。
凝汽式汽轮机常用的排汽压力为0.005~0.008兆帕。
船用汽轮机组为了减轻重量,减小尺寸,常用0.006~0.01兆帕的排汽压力。
此外,提高汽轮机热效率的措施还有,采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。
提高汽轮机的热效率,对节约能源有着重大的意义。
大型汽轮机组的研制是汽轮机未来发展的一个重要方向,这其中研制更长的末级叶片,是进一步发展大型汽轮机的一个关键;研究提高热效率是汽轮机发展的另一方向,采用更高蒸汽参数和二次再热,研制调峰机组,推广供热汽轮机的应用则是这方面发展的重要趋势。
现代核电站汽轮机的数量正在快速增加,因此研究适用于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。
全世界利用地热的汽轮机的装机容量,1983年已有3190兆瓦,不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索;利用太阳能的汽轮机电站已在建造,海洋温差发电也在研究之中。
所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。
另外,在汽轮机设计、制造和运行过程中,采用新的理论和技术,以改善汽轮机的性能,也是未来汽轮机研究的一个重要内容。
例如:气体动力学方面的三维流动理论,湿蒸汽双相流动理论;强度方面的有限元法和断裂力学分析;振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术;设计、制造工艺、试验测量和运行监测等方面的电子计算机技术;寿命监控方面的超声检查和耗损计算。
此外,还将研制氟利昂等新工质的应用,以及新结构、新工艺和新材料等。
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