8路呼叫器1

上海电力学院

课程设计（大型作业）实验报告（2006 /2007 学年第 2 学期）

课题名称8路呼叫器

课题代码208

院（系）电自学院电力系

专业电气工程及其自动化

班级2005025

学生黄利天

时间

指导教师签名：

教研室主任（系主任）签名：

一、设计目的

1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。

2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握

合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。

3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计。

4、初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。

5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设

计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、设计内容、要求及设计方案

1、任务

设计并制作一个8路呼叫器。

2、基本要求

1）当某一路有呼叫时，能显示该路的编号，同时给出声光报警信号，报警时间为2s左右。

2）报警状态可以手动切除。

3、设计方案

呼叫器原理框图如图1所示。如果某一路有呼叫请求，则该呼叫信号被送入8-3优先编码器进行编码，编码输出经锁存后，送入显示电路，显示这一路的编号。同时锁存控制信号触发单稳态电路，产生脉宽大约2s的脉冲信号控制多谐振荡器，多谐振荡器输出2s的声音信号，报警状态可以用手动按键消除。

图1 呼叫器原理框图

三.设计思想和元器件选择

我们用74LS148作为编码器，然后通过一个锁存器74LS373来将输出端锁存起来，再将输出的Q2,Q1,Q0分别送入译码/驱动电路中,然后译码/驱动电路驱动七段LED就可以显示了.另一方面,我们利用一个555定时器制作了单稳态触发器,将锁存控制信号转换为宽度为2S的脉冲信号.此外,我们还利用两个555定时器制作了手动控制及报警电路.

四.我设计的单元电路

手动控制电路/报警电路

(1)报警电路

这里我们采用555定时器构成多谐振荡器，为发音器输入信号，构成报警电路。555定时器构成多谐振荡器原理图如图所示,将555与三个阻、容元件如图连接，便构成无稳态多谐振荡模式。与单稳模式不同之处仅在于触发端(2脚)接在充、放电回路的C上，而不是受外部触发控制。

多谐振荡器的原理介绍:

用555定时器构成多谐振荡器的电路和工作波形如图:

接通电源后，电容C 充电。充电回路是VCC —R 1—R 2—C —地，C V 按指数规律上升，当C V 上升到CC

V 32

时（TH 、TL 端电平大于CC

V 3

2

），输出O V 翻转为低电平。

O V 是低电平，T 导通，C 放电，放电回路为C —R 2—T —地，C V 按指数规律下降，

当C V 下降到CC

V 3

1

时（TH 、TL 端电平小于CC

V 3

1

），O V 输出翻转为高电平,放电管

T 截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得

电容C 放电时间为：（输出高电平时间）

C )R R (7.0t 21PH +=

电容C 充电时间为：（输出低电平时间）

C

R 7.0t 2PL =

振荡周期

C

R R t t T PL PH )2(7.021+=+=

在这里我们需要产生一个持续2秒的多谐震荡波输送给发音设备，采用的是输入信号控制Rd 复位控制端，当输入信号为高电平时，电路开始震荡，输入为低电平时，停止震荡。

当输入信号产生一个2秒的高平信号后，使震荡器实行震荡2秒，震荡周期为0.2秒，

各参数为R1=R2=1K C=90uf 输入与输出波形如图

原理接线图为

(2)手动控制电路

手动控制电路的作用是在报警状态能够通过按键手动消除报警

在这里我采用了单稳态电路来取代简易开关设置，单稳态电路原理见后面介绍。开关接线图为

这里的开关采用触发式的，既可以自动还原，省去了手动还原使系统正常工作这一步骤。当开关产生一个触发信号后，电路产生一个2秒的高电平，经过非门，于是生成与报警信号相反的低电平信号，再经过与门，而使震荡器的的输入信号改变为低电平，消除报警。

触发信号与输出信号波形

加入开关后的报警输入信号和震荡信号波形为

D

手动控制电路/报警电路总图为

五.其他单元电路的设计原理

1. 编码电路

8线—3线优先编码器74148

引脚图分别如图1-1(b)所示，其功能如表1-2所示

１２３４５６７８

９10111213141516４５６７EI A A GND V EO GS

3210A 210

CC 74148

(b)引脚图

该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。当EI=0时，编码器工作；当EI＝1时，则不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平，编码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效，输出也有低电平有效的情况。当EI为0，且至少有一个输入端有编码请求信号(逻辑0)时，优先编码工作状态标志GS为0，表明编码处于工作状态，否则为1。由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，A2A1A0均为111，出现了输入条件不同输出代码相同的情况，这可由GS的状态加以区别，GS＝1时，表示8个输入端均为无低电平输入，此时A2A1A0＝111为非编码输出；GS＝0时，A2A1A0＝111表示响应输入0的输出代码，A2A1A0＝111可编码输出。EO只有在EI为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的EI连接，以便组成多

输入端的优先编码器。

从功能表不难看出，输入优先级别的次序依次为7，6，…，0。输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比他优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。例如，输入5为0，且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时，输出代码为010，这就是优先编码器的工作原理。

2.显示电路

锁存/锁存控制电路及四段数码管

(1) 锁存器74LS373

74373是8D锁存器，如上图所示OC’是输出使能端，低电平有效，高电平