方波发生器制作

目录第一章 方波发生器制作1.1设计任务21.2设计方案21.3 系统分析与设计21.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单31.5 系统安装、调试与参数测量41.6 实验体会4第二章 不规则变速循环彩灯的制作2.1设计任务52.2总设计方案52.3 系统设计与分析52.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单62.5 系统安装、调试与参数测量72.6 实验体会8第三章 声控延时灯的制作与调试3.1设计任务93.2总设计方案93.3 系统分析与设计93.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单103.5 系统安装、调试与参数测量113.6 实验体会11参考文献12第1章方波发生器制作1.1设计任务设计一个简易的方波发生器。在给定合适电源状态下利用相关器件制作一 电路使该电路能输出一定频率的方波。当输出端接示波器，可观察并计算出所 产生的方波波形及频率。1.2设计方案根据相关资料查找，可以运用74LS00及电容电阻设计一个方波发生电路。电路工作原理为：74LS00为“四2输入与非门”内部有四个两输入与非门。A、 B为输入端，Y为输出端，其共用电源端为VCC（14脚）接地端为GND （7脚）。当给5脚输入高电平，空脚4输入低电平，经过74LS00输出高电平，对电容 C1进行充电，示波器上显示信号在Y轴正半部分。电容C1充电结束后，C1继 续放电，当放电结束后，C1处相当于断开。2脚接地，输出低电平。空脚1输 入高电平，经过74LS00输出高电平，对电容C2进行充电，此时4脚输入高电 平。空脚5也输入高电平，经74LS00后输出低电平，在示波器显示信号为Y 轴负半部分。C2充电结束后断开，重复第一过程。从此反复产生稳定方波。1.3系统分析与设计图1-1.引脚图3A 3Y m mr1U |L曲* JUJLJJ LUILAJI siU Iff IT 2A 2BLULZJ2T GNDPIN ARRANGEMENT图1-2.内部原理示意图该引脚图表示CT74LS00为“四2输入与非门”内部有四个两输入与非门。 A、B为输入端，Y为输出端，其共用电源端为VCC（14脚），接地端为GND（7脚）。1.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单1.4.1电路图空脚二1 何）74LS00_、 EIri3K1R221严JLC1ro.i -3C2输出luF0.1 - luF空脚(l)74LS003K图1.3方波电路产生电路1.4.2元器件清单元器件清单如表11所示：表11元器件清单兀器件名称个数74LS001电阻2电容2仪器仪表清单如12所示：表12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1.5 系统安装、调试与参数测量1.5.1 系统安装系统安装步骤为：（1）根据设计要求，画实验电路图；（2）根据实验电路图，画出实物位置电路线路，并印制装配图；（3）运用仿真软件对系统进行仿真；（4）准备电烙铁，预热，摆放好材料；（5）根据电路图进行焊接，布线，注意器件正负极；（6）认真检查焊接是否正确，用万用表检测所焊部分通电情况是否正常；（7）测试是否成功。1.5.2 实验调试结果实验测试结果为：接通电源，输出端接示波器。通过调整在示波器上可观 察到方波。1.6 实验体会从这个实验中，让我对74LS00这个芯片有了一定的了解，并且焊制了电路板， 进行了调试，明白了该实验的发生原理。很高兴与同学们一起协作，希望下次能 够再接再厉。第 2 章 不规则变速循环彩灯的制作2.1 设计任务利用两组不规则周期发生器4069和CD4017彩灯和相关器件制作一组能够 变速并且每一次变速都是不规则的彩灯电路。2.2 设计方案该设计由不规则周期脉冲发生器和CD4017彩灯电路组成。CD4017是一块 能产生序列脉冲的CMOS计数/分配器。它有2个时钟端：CP端是上升沿触发 计数端(EN =0。当EN=1,则输出状态保持不变)、EN端是下降沿触发计数 端(CP=1。当CP=0，则输出状态保持不变)；CR为其异步清0端，加高电平时，不论EN、CP为何值，只有Y0输出为 高电平；在时钟信号作用下，Y0Y9依次输出为正脉冲。不规则周期脉冲发生 器(由CD4069构成)采用两个脉冲信号发生器分别输出频率不同的两路脉冲 信号，再由一个或门电路把它们合成为一个不规则周期脉冲信号；用这个不规 则脉冲信号作为CD4017彩灯电路的计数脉冲，就可以使彩灯循环变化的速度 忽快忽慢，多路彩灯的每一路灯光的发光时间也变得各不相同。通过分别调整 两个脉冲信号发生器的频率，可以改变不规则周期脉冲信号的变化规律。2.3 系统分析与设计2.3.1 CD4069CD4069工作是，引脚7接地,CD4069为常用的CMOS集成门电路为六反相器。CMOS集成门电路完成的功能为Z二A CMOS反相器的基本电路如图22所示。VN为驱动管，又称输入管， V 为负载管，两管栅极连在一起作输入端，漏极连在P一起作输出端。要求V U + U ，且U = U 。DDGS (th) N1 GS (th) PGS (th) N 1 GS (th) P2.3.2 CD4017 引脚图十进制计数/分频器CD4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译 码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是00、01、02、09依次 出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端(O0O9) 和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲，O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个控制（MR、CP0 和CP1）, MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出OO为高电平, 其余输出端（O1O9）均为低电平。CP0和CPl是2个时钟输入端，若要用上 升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CPl端输 入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见, 当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接 用作顺序脉冲发生器。1.工作原理uGSPUGSP当输入 u 二 U 二 0V 时，U = 0V V U :IILGSNGS (th) N，V导通，输出u二U POOHU = V UGSN DDGS (th) NV截止，所以输出u二UPOOL=|ovVDD当输入u二U 二VIIHDD=V V= 0V V uDD DD=| V U1DDGS (th) P时，GS (th) P-VN沁V 。DD，VN0V。2.3.2 发光二极管发光二极管是由III-W族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N 结的I-N特性，即正向导通，反向 截止、击穿特性。此外，在一定条件下, 它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入 N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复 合而发光2.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单2.4.1 电路图表21 兀器件清单兀器件名称个数CD4069芯片1CD4017芯片1电阻10开关2二极管2发光二极管10表2-2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-II巳1茹 *巴1.J -1019 卜上匚心IC2J.u -Ot?II -NIT2：1湘：1“yeFC - .13 2E2CMT-1不不规则变速循环彩灯电路图图2-12.4.2元器件清单2.5系统安装调试与参数测量2.5.1 系统安装系统安装步骤为：（1）根据设计要求，画出实验电路图；（2）根据实验电路图，画出实物位置电路线路图和印制装配图；（3）运用仿真软件对系统进行仿真；（4）准备电烙铁，预热，摆放好材料；（5）根据电路图进行焊接，布线，注意器件正负极连接是否正确；（6）认真检查焊接是否正确，用万用表检测所焊部分通电情况是否正常；（7）测试是否成功2.5.2 实验调试结果试验测试结果为：接入适当的电源后发现彩灯的工作情况满足实验要求，所以调试结果成功。2.6 实验体会这个实验让我对 4069 和 CD4017 这俩个元件有了一定的了解，并且焊制了 电路板，进行了调试，结果令我们很满意。很高兴大家能够一起齐心协力，把 这个实验做好，并且真正的把知识学以致用。第3章声控延时夜灯的制作与调试3.1设计任务设计一个声控延时夜灯器。具体要求如下：(1) 电路通过对声强的感应和检测处理，来控制照明灯的亮灭。(2) 电路在照明灯点亮t秒后自动关断，并且时间t可以手动调节。(3) 根据电路图设计印制电路板，并进行组装与调试，印制电路 板安装 工艺应符合标准要求。3.2设计方案根据实验要求和器材实际，运用555定时器7805芯片构造声控延迟夜 灯，按照电路图连接实验所需电路。图3-1声控延时夜灯电路图3.3系统分析与设计3.3.1 NE555 引脚图图3-2555定时器本电路使用一块时基电路NE555,其高电平触发端6脚和低电平触发端2脚 相连，构成施密特触发器，当加在2脚和6脚上的电压超2/3V时，3脚输出低CC电平，当加在2脚和6脚上的电压低于1/3V时，3脚输出高电平。CC3.3.2电路的工作原理：当有声波传入驻极话筒MIC时，MIC将声波转变成交变电压信号通过电容 C1偶合到三极管Q1上，经过QI、Q2两级电压放大后将交变信号送到IC1的低 出触发端2脚，信号的负半周使电路翻转，TC1由稳态进入暂态，即TC1被置位, 3脚输出高电平使双向可硅VI导通，从而使灯泡DP发光；与此同时接在IC1内 部7脚、1脚间的三极管C、E极间呈高阻状态，直流电源通过R5向电容C2充 电。大约经过t=1.1R5*C2时间，C2两端电压（即6脚电位）上升到2/3电源电 压，IC1又被复位，暂态结束电路回到稳态灯泡DP熄灭、电容C2贮存的电荷通 过IC1内部三极管放电，为下次开灯作准备。直流电源由220V交流电通过C3、 D2降压、D1半波整流和C4滤波后得到的。R7是为C3提供放电回路的，以避免 维修线路板时受到电击，改变R5的阻值可改变灯亮的持续时间。3.4电路图、元器件清单、仪器仪表清单3.4.1电路图图3-3.原理图3.4.2元器件清单兀器件名称个数NE555芯片1IN40071MIC1电容4电阻6三极管2小灯泡1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3.5 系统安装 调试与参数测量3.5.1 系统安装步骤为（1）根据设计要求，画出电路图；（2）印制电路板的装配图并进行成形处理；（3）用万用表检测电源端与接地之间的阻值；（4）按照声控延时夜灯印制的装配图进行安装；（5）焊接；（6）认真检测焊接是否正常，万用表测所焊部分 测试是否成功。3.5.2 实验调试结果当在驻极话筒处喊一声，声控延时夜灯马上亮了起来，并持续一段时间后熄灭。重复调试几遍结果一样，所以调试结果成功。3.6 实验体会这个实验让我进一步了解了 IC1 集成块和 7805 这两个电子芯片的工作原理 及相关知识，与此同时也提高了自己的实际动手操作能力，真正的把所学的知识 用到了极致。很开心与大家一起协作完成，调试结果让我们很满意。参考文献1.电子技术及课程设计2.数字电子技术3 电子技术实验及实例4 最新电子技术 300 例5 模拟电子技术及课程设计6 经典集成电子电路实例7 电子技术手册