西安電子科技大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目 三人表決器設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 通信工程 學(xué) 號 2011 院 （系） 信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 鄧國輝 完成時間 2013年11月29日 手機(jī)號碼 目 錄 1課程設(shè)計的目的12 課程設(shè)計的任務(wù)與要求13 設(shè)計方案與論證23.2 表決方案的選擇23.3顯示方案的選擇34 設(shè)計原理及功能說明34.1 三人表決器的原理框圖34.2 三人表決器基本原理圖45 單元電路的設(shè)計45.1 觸發(fā)電路設(shè)計45.2 表決電路設(shè)計55.3 計數(shù)部分電路設(shè)計66 硬件的制作與調(diào)試76.1 硬件的制作76.2 硬件的調(diào)試87 總結(jié)8參考文獻(xiàn)10附錄1：總體電路原理圖11附錄2：元器件清單12 21課程設(shè)計的目的1、記住邏輯代數(shù)的基本定律和常用公式；2、會用公式法和卡諾圖法化簡邏輯函數(shù)；3、會識別、選購常用電路元、器件，掌握常用電路元器件的檢測方法；4、掌握邏輯門電路的邏輯功能與主要參數(shù)的測試和使用方法；5、能合理利用門電路設(shè)計表決器；6、能熟練掌握電路原理，及時調(diào)試和排除故障。2 課程設(shè)計的任務(wù)與要求1、熟悉各集成邏輯元件的性能和設(shè)置元件的參數(shù)。2、對電路圖的原理進(jìn)行分析，并對原理圖進(jìn)行改良，用仿真軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，弄清楚電路的工作原理。3、元件安裝符合工藝要求，既考慮其性能又應(yīng)美觀整齊。焊接元件要注意焊點的圓潤。4、對元件的性能進(jìn)行評估和替換、用性能和使用范圍更好，更常用的元件進(jìn)行替換，使自己實際的元件更接近實際使用。5、學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路的設(shè)計方法。6、熟知74ls74、74ls08、74HC4075、74ls373各引腳的功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。7、學(xué)會使用各集成芯片組成邏輯電路。8、學(xué)會真值表與邏輯表達(dá)式及的轉(zhuǎn)換，能根據(jù)化簡后的邏輯表達(dá)式畫出邏輯電路。9、完成“三人表決器”的邏輯設(shè)計，及組合電路的設(shè)計。10、完成“三人表決器”的安裝與調(diào)試，及設(shè)計報告。3 設(shè)計方案與論證3.1 觸發(fā)方案的選擇觸發(fā)方案的論證與選擇：方案一：采用單片機(jī)作為觸發(fā)器，經(jīng)濟(jì)實惠，性能穩(wěn)定，電路簡單，其中STC15F104W八引腳就足以滿足整個方案的設(shè)計要求。方案二：采用“D觸發(fā)器”，連接電路較為復(fù)雜，當(dāng)不級聯(lián)第二級時輸出狀態(tài)較為穩(wěn)定，當(dāng)輸出有負(fù)載時輸出信號不穩(wěn)定，必須加合適的上拉或者下拉電阻，才能穩(wěn)定輸出。 綜合考慮，若選擇單片機(jī)，程序設(shè)計對于沒有學(xué)習(xí)過單片機(jī)的我們，無疑是一個難題，而且不滿足數(shù)電課程設(shè)計的要求。因而選擇方案二，芯片選擇較為經(jīng)濟(jì)的74ls74。3.2 表決方案的選擇 表決方案的論證與選擇： 方案一：選用三個與非門及一個三輸入與非門。 方案二：選用三個與門及一個三輸入或門。 兩種方案的的復(fù)雜程度差不多，連接電路的設(shè)計也差不多，然而考慮到作品的性價比，第二種方案較為經(jīng)濟(jì)，綜合考慮選擇方案二。3.3顯示方案的選擇顯示方案的論證與選擇：方案一：采用液晶顯示，如較為經(jīng)濟(jì)的LCD1602。方案二：選擇計數(shù)器加譯碼器，再用數(shù)碼管顯示。方案一較為美觀，顯示效果好，不過不易操控，而且不如方案二直觀更增加了設(shè)計成本，綜合考慮選擇方案二。4 設(shè)計原理及功能說明 4.1 三人表決器的原理框圖 原理框圖如圖4-1所示： 圖4-1 原理方框圖4.2 三人表決器基本原理圖三人就表決器的電路原理圖如圖4-2所示：圖4-2 電路原理圖5 單元電路的設(shè)計5.1 觸發(fā)電路設(shè)計 觸發(fā)電路采用雙D觸發(fā)器的“74系列芯片”74ls74，觸發(fā)電路如圖5-1所示：圖5-1 觸發(fā)電路原理圖5.2 表決電路設(shè)計采用雙輸入4與門芯片74ls08及三輸入三或門芯片74HC4075來實現(xiàn)表決功能，并用綠色LED的亮滅來表示表決是否通過。該部分電路原理圖如圖5-2所示：圖5-2 表決部分電路原理圖5.3 計數(shù)部分電路設(shè)計計數(shù)部分是記錄“通過”的人數(shù)，采用鎖存器74ls373發(fā)送觸發(fā)脈沖，用74ls161計數(shù)器記錄脈沖數(shù)，再用74ls247進(jìn)行譯碼，用數(shù)碼管顯示。計數(shù)部分電路原理圖如圖5-3所示：圖5-3 計數(shù)部分電路原理圖6 硬件的制作與調(diào)試6.1 硬件的制作我們分別根據(jù)各芯片的原理及應(yīng)用，認(rèn)真地校對和確認(rèn)。確認(rèn)無誤后，再用萬用表測定了各個電阻的電阻值，確保了每一個電子元件無損壞。然后根據(jù)設(shè)計原理圖進(jìn)行電路布局和布線。我們考慮到電阻和電容的體積小，耐高溫，所以我們將電阻和點動開關(guān)等小體積元件先焊在電路板上，這樣避免了出現(xiàn)焊接小體積元件時操作不方便或者因溫度過高損壞元件的問題。焊接過程中，將電路板夾在兩本課本之間，固定住了電路板，避免焊接時電路板移動對焊接質(zhì)量造成影響。為了避免電烙鐵長時間通電導(dǎo)致溫度持續(xù)較高，縮短了電烙鐵的壽命，因此，電烙鐵每通電半小時便斷開一小段時間。為了節(jié)省焊錫，不造成資源浪費，在焊接過程中，在保證能夠固定元件并且不出現(xiàn)虛焊的情況下，盡量少用了焊錫。6.2 硬件的調(diào)試首先，給電路通電，點擊按鍵，觀察輸出結(jié)果是否正常，多測試幾測看結(jié)果是否一致，且正常。如果不正常，用示波器及萬用表一級級檢查輸出是否正常，查找原因。7 總結(jié)兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行數(shù)電課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。通過這次數(shù)電課程設(shè)計，本人在多方面都有所提高，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次數(shù)電課程三人表決器設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了數(shù)電中的邏輯電路在現(xiàn)實的運用，掌握了數(shù)電課程設(shè)計的方法和操作步驟，了解了邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己在數(shù)電課程設(shè)計中的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們指導(dǎo)老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。這次模具設(shè)計的每個實驗細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計。同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。參考文獻(xiàn)1 江曉安，董秀峰數(shù)字電子技術(shù)（第三版），西安電子科技大學(xué)出版社，20082 陳梓城實用電子電路設(shè)計與調(diào)試，北京：中國電力出版社，20063 張旭東數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實驗與課程設(shè)計實訓(xùn)教程，人民郵電出版社出版，20094 賈更新電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計，西北工業(yè)大學(xué)出版社，20105 李維數(shù)字電路課程設(shè)計及實驗，大連理工大學(xué)出版社，20086 談世哲，Protel DXP2004電路設(shè)計基礎(chǔ)與典型范例北京：電子工業(yè)出版社，20077 童詩白、華成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）高等教育出版社，20068 李偉鵬，電工