课程设计总结

北京化工大学

信息科学与技术学院

自动化专业

课程设计

题目

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目录

一课程设计的任务及基本要求

二逻辑框图设计

三逻辑电路的设计及参数

四安装调试步骤及遇到的问题

五印刷线路板设计

六体会及建议

七参考文献

八附录（元件使用说明）

九附图（框图逻辑图印刷线路板图）

一、课程设计的任务及基本要求

任务：设计一个β数显式测量电路

要求：

1.可测量PNP硅三极管的电流放大系数β<199，测试条件为：(1)I B=10μA，允许误差±2%；

(2）14V

2.用两只数码管分别用来显示十位和个位，发光二极管用来显示百位，其亮状态和暗状态分别表示1和0。

3.数字显示器。显示的数字应当清晰，显示周期的长短要适合，应大于人眼的滞留时间（0.1s）。

4.设B、C、E三个插孔，当北侧三极管插入时，打开电源，显示器即显示该三极管的β值。

5.限定使用的主要元器件如下所示：

通用型集成运放LM324

高阻型集成运放LF351

通用型集成电压比较器LM311

集成定时器NE555

2/5十进制计数器74LS90

BCD—七段译码器74LS47

双D上升沿触发器74LS74

六施密特反相器74LS14

四2输入与非门CC4011

共阳极LED七段数码管

二、逻辑框图设计

三、逻辑电路的设计及参数计算

1.β/Vx转换电路：

V X=βI B•R2

V X极性为正!

由β最大值（199）时

V Xmax=13V，以此求出R2；

为平衡R3略小于R2

2.压控振荡器

（1）积分器、电压比较器的选择：

351——高阻型；

311——专用电压比较器（转换速度快）

（2）积分器中的D1使正向积分与负向积分的回路不通、时间不同。

R9<

（3）后接的43k电阻的作用：

（4）积分器输出的V1波形：

3.计数时间产生器电路

（1）计数时间Tc须经反相器（4011）引出，因为译码器的消隐信号的的相位是低电平有效。

（2）555定时器的V C2和V O的波形

（3）计数时间与压控振荡器的输出相与（经与非门和反相器）：

4.计数、译码、显示电路：

（1）译码器采用47——输出低电平有效，后接共阳极数码管；（2）90清零信号高电平有效，因此在使用中不要将他们随意悬空。

5.电路原理图：

四、安装调试步骤及遇到的问题

1.安装

（1）安装要点

○1在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号，不用功能脚的逻辑电平。

○2合理布置芯片和其他元件的位置。

○3布线：*安排好电源线和地线（通电前先把几路电源调好，注意共地）；

*线紧贴面包板，横平竖直，不交叉，不重叠；

*在芯片两侧走线，不可跨芯片；

*元件横平竖直。

○4安装顺序：按信号流向，先主电路，后辅助电路。

○5边安装，边调试。

（2）安装注意事项

○1在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边），并拟订安装调试方案。

○2各集成芯片合理布局，同方向排列，不要插反。

○3按框图分系统组装、调试。

○4连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线（为检查方便，各类电源线和地线最好用不同的颜色。特别注意各集成片的共地，采用多点共地——利用横条和竖条）。

○5紧贴面包板布线，导线要拉直，横平竖直，最好不要拐弯，不能拉斜线或在芯片上跨接。应根据距离和插入长度剪断导线，插入长度为0.4-0.6㎜，过短可能接触不良；过长又可能把面包板戳穿，

引起短路。使用过的导线可以利用，但线端不能有明显伤痕，并用镊子把线端夹直。

○

6插线时，电源必须关闭，不能带电操作。 2.调试

（1）调试要点

○

1β电流、电压转换电路 运放324的1脚输出一直流电压V X ≈0.051βV （小于10V ）

○2压控振荡器：（运放反相输入端应“虚地”）

运放351的6脚输出已锯齿波

比较器311的7脚输出矩形波

○

3555振荡器： 555的3脚输出矩形波

○

4清零波形：C 4、R 4的接点处输出尖脉冲

○

5计数、译码、显示：将555振荡器的3脚输出送计数器个位90－1 的时钟输入CPA ———

，观察数码显示。

（2）调试注意事项：

○1安装完毕不要急于通电，应先用万用表短路档根据电路图逐个

检查每个集成片的引脚连接是否正确，有无错线、少线、多线，

特别要仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。

○2通电前先把几路电源调好，注意共地。

3.故障：

遇到的故障：直接用万用表测Vx的时候，数字显示不正确。555 输出波形不正确。14芯片不能正常触发。750Ω的电阻接入电路之后，清零信号消失，从555出来的信号减弱。4011芯片在三端输入都正常的情况下，没有正确进位。

原因：接错线、漏接线、多接线、逻辑错误，板子老化。

排除：1. 查芯片电源电压

2. 运放线性工作时反相输入是否“虚地”

3. 一般故障现象：

• 若根本不亮，应检查电源；

• 若数码管不闪烁，先检查555是否振荡；

• 若数码管显示0，应检查90有无输入，清0信号是否

正常或90有无输出；

• 若数码管全显示9，检查有无清0信号；

或调整积分器输入端的电位器看有无变化；

或看324的输出是否正常等。

4.计数部分，逐点观测有无信号，或用万用表DCV看是否

跳变。

• 输入为1.4v ——虚线

• 输出保持高电平不变——芯片未接地或接触不良…