八路呼叫器设计

任务目的要求

一、设计目的

1、运用数字电子技术、模拟电子技术的知识进行电路设计。

2、提高识读中小规模集成芯片的能力，能够熟练地、合理地选用集成电路器件。

3、掌握74LS148、74LS374 、CD4511、数码管、555、74LS30 或74LD686、74LS00、7805、等单元电路的综合应用。

4、掌握稳压电源的整流、滤波、稳压工作原理。

5、熟悉八路呼叫器的工作原理。

6、掌握用Multisim软件对该系统进行仿真的方法。

7、提高电路布局、布线及检查和排除故障的能力，培养书写综合实验报告的能力。

二、设计内容

设计一个八路呼叫器。

三、设计要求

1、当某一路由呼叫时，显示该路编号；

2、同时声光报警，报警时间2秒；

3、报警状态可手动通过按键切除；

4、设计出实现电路；

5、用Multisim软件对该系统进行仿真；

6、用万用板焊接器件，制作电路，完成调试、撰写设计报告；

四、预习内容

1、查阅74LS148、74LS374 、CD4511、共阴极数码管、555、74LS30 或74LD686、74LS00、7805等集成芯片的功能表及相关参数和引脚图；

2、熟悉掌握稳压电源的整流、滤波、稳压工作原理；

3、学习Multisim仿真软件。

五、设计参考电路

六、报告要求

1、根据设计任务要求，从选择设计方案开始，首先按单元电路进行设计，选择合适的元器件，最后画出总的原理图；

2、对电路布局要求合理、走线清楚、工作可靠；

3、要求使用A4纸手写，必须有封面、任务书及教师评语表；

4、课程设计报告一般应包含：问题分析、方案的提出、设计思路、硬件原理框图、电路图及说明、集成芯片简介、设计过程中遇到的主要难点、解决的办法及体会。

系统工作原理

一、概述

当某一路有呼叫信号输入时，该信号会被送到编码器（74LS148）中进行编码，编码器信号经过反相器（74LS04），经驱动芯片（CD4511）输出到显示电路，显示这一路的编码。同时触发单稳态电路，产生2s的高电平，使多谐振荡器工作，使LED 和蜂鸣器产生2S警报信号，报警状态可以通过手动按键消除。

八路呼叫器的电路主要由编码/锁存/译码/显示电路、单稳态电路、报警电路/手动控制电路组成。

其中，CD4511是自带锁存功能的七段数码管驱动芯片。

二、系统仿真电路

单元电路设计

1.编码/锁存/译码/显示电路

电路结构及工作原理：

电路由按键、8-3线优先编码器74LS148、反相器74LS04、驱动器CD4511、七段数码管及保护电阻构成。

当J1至J8中某一个按键按下时，表明该路有呼叫。在74LS148的输出端有相应的编码（反码）输出。通过反相器输入CD4511译码驱动数码管显示相应的按键数。例如，当J3按键按下时，表明J3所在的这一路有呼叫，这时J3的低电平输入74LS148进行编码。经反相器74LS04反相后输入CD4511译码驱动，数码显示器显示数码2.

显示电路只需要将CD4511锁存端EL连接到单稳态触发器输出端，即可实现显示电路显示相应时间（EL高电平锁存）。

注释：

因为74LS148只能编码0—7，而使用74LS30（8与非）经反相器连接CD4511 A4引脚，可将输出的“0”的以“8”显示在数码管上。

2.延时2S报警电路

电路结构及工作原理：

电路由按键、8与非门74LS30、单稳态电路、与非门74LS04、反相器、多谐振荡器、LED和蜂鸣器组成。

当J1至J8中某一个按键按下时，表明该路有呼叫。使得74LS30输出高电平，经反相器，产生低电平触发单稳态电路，产生2S高电平延时，经两个反相触发多谐振荡器4 RST引脚，使其振荡，从而控制LED和蜂鸣器工作，产生警报。

其中，手动消除警报电路，由锁存器74LS374，与非门74LS00构成，在2S期间可手动使多谐振荡器4 RST引脚置低，从而不工作，即消除警报。

注释：

图中①线连接CD4511消隐引脚BI和锁存引脚EL

实现无呼叫时数码管灭，有呼叫时锁存。

3.报警电路/手动控制电路

电路结构及工作原理

电路由按键、2输入四与门74LS00、六反相器74LS04、三极管、LED发光二级管以及保护电阻构成。

此处LED灯极为模拟的简要报警装置。当按键按下时低电平输入经反相器使其清零，LED灯熄灭。

其中J9、R17、VCC、GND实际中被74LS374等效代替，实现2S期间手动消除警报功能。

仿真时出现的问题

1.multisim中ＣD4511功能与实际芯片不符合，所以仿真时电

路与实际电路图不符合。

2.开始对multisim软件不熟悉，许多芯片找不到；

3.由于仿真软件仿真时时间不是1:1，为了现象明显，我们适当

按比例缩小了电阻、电容等的参数。

集成芯片介绍

1.优先编码器74LS148

74LS148优先编码器有八个输入端和三个输出端。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：D5=0且D6=D7=1(D6、D7优先级别高于D5) 则此时输出代码010。

当OE输入EI=1时，禁止编码、输出(反码)： A2,A1,A0为全1。

当OE输入EI=0时，允许编码，在D0～D7输入中，输入D7优先级最高，其余依次为：D6,D5,D4,D3,D2,D1，D0等级排列。74LS148优先编码器输出为反码。