自動(dòng)撥號(hào)機(jī)課設(shè)報(bào)告

XX理工大學(xué)《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書/目錄1緒論22方案的論證及選擇22.1設(shè)計(jì)任務(wù)22.2設(shè)計(jì)要求22.3系統(tǒng)論證32.3.1秒脈沖產(chǎn)生模塊32.3.2計(jì)數(shù)模塊32.3.3譯碼模塊32.3.4顯示模塊32.3.5總體電路框圖33單元電路的設(shè)計(jì)43.1秒脈沖電路4秒脈沖電路的制作43.1.2秒脈沖電路的工作原理4秒脈沖電路的工作原理53.1.3電路振蕩頻率53.2計(jì)數(shù)模塊63.2.1計(jì)數(shù)過(guò)程63.3譯碼模塊63.3.1譯碼6兩種方案的比較與選擇94整體電路105電路仿真結(jié)果及實(shí)物圖116心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15附件151元件清單152重要芯片的引腳圖及功能表171緒論自動(dòng)數(shù)字撥號(hào)機(jī)作為一種基礎(chǔ)的電子設(shè)施,在現(xiàn)代社會(huì)廣泛使用,電話,網(wǎng)絡(luò)連接等都有使用。重播功能不僅降低了人們的工作量,同時(shí)還經(jīng)過(guò)各種改進(jìn)構(gòu)成各種電子產(chǎn)品應(yīng)用在裝飾和廣告上。作為信息學(xué)院的學(xué)生,我們應(yīng)該了解其中的原理,通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)理論的理解。本設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)重復(fù)撥號(hào)機(jī),當(dāng)按下?lián)芴?hào)鍵后,能自動(dòng)重復(fù)的輸出自己設(shè)定的11位號(hào)碼。本設(shè)計(jì)的核心在于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出之間的轉(zhuǎn)換,其中包括：秒脈沖模塊,計(jì)數(shù)模塊,譯碼模塊,顯示模塊。2方案的論證及選擇2.1設(shè)計(jì)任務(wù)自動(dòng)撥號(hào)機(jī)一般具有自動(dòng)連續(xù)撥出某一設(shè)定電話號(hào)碼的功能。本課程設(shè)計(jì),要求用中、小規(guī)模集成電路芯片實(shí)現(xiàn)控制功能,芯片型號(hào)、數(shù)量不限。根據(jù)已知條件,設(shè)計(jì)并制作一個(gè)自動(dòng)撥號(hào)機(jī)控制器。2.2設(shè)計(jì)要求1.可周期性自動(dòng)輸出學(xué)生本人的手機(jī)號(hào)碼,并用數(shù)碼管顯示；2．廣泛調(diào)研,提出幾種可行的方案,多方論證,確定設(shè)計(jì)方案,用EWB等軟件仿真；3.按格式要求撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；4．繪制電路總圖一份；5.參考文獻(xiàn)不少于5篇,其中期刊文獻(xiàn)不少于2篇。2.3系統(tǒng)論證本系統(tǒng)核心在于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出之間的轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)包括：秒脈沖產(chǎn)生模塊,計(jì)數(shù)模塊,譯碼模塊,顯示模塊。下面分別簡(jiǎn)要介紹各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思路或功能。秒脈沖產(chǎn)生模塊多諧振蕩器是一種能夠產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)的電路,產(chǎn)生的脈沖信號(hào)比較理想,秒脈沖信號(hào)就是利用555定時(shí)器制作的一種多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生1HZ的秒脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)模塊是在秒脈沖的激勵(lì)下進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù),具備開(kāi)始計(jì)數(shù)和清零功能,所用芯片是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161.譯碼模塊譯碼模塊是這個(gè)設(shè)計(jì)的核心,它完成的功能是實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換,即譯碼功能?？梢酝ㄟ^(guò)譯碼器或者數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn),本次設(shè)計(jì)的兩個(gè)不同方案不同之處也在于此。顯示模塊顯示模塊是將譯碼模塊的輸出顯示出來(lái),譯碼模塊的輸出送入BCD七段譯碼器,通過(guò)七段數(shù)碼管顯示輸出數(shù)據(jù)。總體電路框圖秒脈沖產(chǎn)生秒脈沖產(chǎn)生計(jì)數(shù)模塊譯碼模塊顯示模塊3單元電路的設(shè)計(jì)3.1秒脈沖電路秒脈沖電路的制作圖1秒脈沖發(fā)生電路由555振蕩器公式脈沖頻率f=,要產(chǎn)生1HZ秒脈沖,則<R1+2R2>C2=1.43,令R1=R2=20kΩ,C2=23.8uf,接入整體電路對(duì)脈沖頻率進(jìn)行調(diào)整,使其接近1HZ,調(diào)整得R1=20kΩ,R2=20kΩ,C2=22uf.3.1.2秒脈沖電路的工作原理圖2555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)<1>如圖2和1,當(dāng)電路與電源接通瞬間,C2兩端電壓為0,555定時(shí)器的2、6端電壓為零,放大器C1輸出高電平和C2輸出低電平,RS觸發(fā)器置"1",輸出高電平,晶體管截止,對(duì)C2充電,直到V6電壓大于2/3VCC；<2>當(dāng)C2兩端電壓大于2/3VCC,運(yùn)放C1輸出低電平,運(yùn)放C2輸出高電平,RS觸發(fā)器清零,輸出低電平,晶體管導(dǎo)通,使C2放電,直到V6電壓小于1/3VCC。電路振蕩頻率充電過(guò)程：充電時(shí)間：放電過(guò)程：放電時(shí)間：脈沖周期：=所以,脈沖頻率3.2計(jì)數(shù)模塊,是11位,故需要11進(jìn)制計(jì)數(shù)器,利用強(qiáng)制清零法將74LS161設(shè)置為11進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)過(guò)程如圖3,000000000010000100110100010101100111100010011010圖3計(jì)數(shù)過(guò)程3.3譯碼模塊譯碼譯碼模塊是實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出的轉(zhuǎn)換,由電路功能要求。如圖4所示Q3Q2Q1Q0輸出〔十進(jìn)制〔二進(jìn)制輸出Y3Y2Y1Y00000100010001300110010601100011300110100810000101601100110200100111401001000000001001701111010200101011根據(jù)真值表：Y3=D4Y2=D2+D5+D7+D9Y1=D0+D4+D7+D8Y0=D0+D1+D3+D9根據(jù)真值表所得輸出數(shù)據(jù)的表達(dá)式連接電路實(shí)現(xiàn)電路有兩個(gè)方案：1.用譯碼器實(shí)現(xiàn);2.用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn);<1>用4-16線譯碼器74LS154實(shí)現(xiàn),電路圖如圖5所示圖5用74154實(shí)現(xiàn)的譯碼模<2>用16選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)選擇器在輸入的地址信號(hào)Q3,Q2,Q1,Q0的控制下,從16路輸出中選擇一路輸出。電路圖如圖6所示圖6用數(shù)選74150實(shí)現(xiàn)的譯碼模塊兩種方案的比較與選擇方案一和方案二都能實(shí)現(xiàn)譯碼模塊的功能,但是各有優(yōu)缺點(diǎn),下面為比較分析：<1>方案一：需要的芯片的過(guò)多,各種門電路。但是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后可以減少74HC154的使用,為了方便清晰,決定將74LS154減少到2個(gè),這個(gè)可以節(jié)省空間,然而市面上74LS150的芯片難買,所以選擇這個(gè)用74LS154這個(gè)方案。<2>方案二：邏輯比較簡(jiǎn)單易懂,用的門電路很少,但是芯片難買,故舍去。3.4顯示模塊顯示模塊即是用七段數(shù)碼管來(lái)依次顯示輸出數(shù)據(jù),數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)為74LS48,電路圖如下圖7顯示電路4整體電路圖8方案一電路〔選用74LS154選擇這個(gè)電路圖圖9方案二電路圖〔選74LS1505電路仿真結(jié)果及實(shí)物圖實(shí)驗(yàn)所示仿真結(jié)果是手機(jī)號(hào)碼的循環(huán)輸出,截取其中一個(gè)畫面如圖10。圖10電路仿真結(jié)果圖11實(shí)物圖本系統(tǒng)核心在于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出之間的轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)包括：秒脈沖產(chǎn)生模塊,計(jì)數(shù)模塊,譯碼模塊,顯示模塊。秒脈沖信號(hào)就是利用555定時(shí)器制作的一種多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生1HZ的秒脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)模塊是在秒脈沖的激勵(lì)下進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù),具備清零功能,所用芯片是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161。譯碼模塊是這個(gè)設(shè)計(jì)的核心,它完成的功能是實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換,即譯碼功能用74LS154來(lái)完成。顯示模塊是將譯碼模塊的輸出顯示出來(lái),譯碼模塊的輸出送入74LS47,通過(guò)七段數(shù)碼管顯示輸出數(shù)據(jù)。6心得體會(huì)這次課程設(shè)計(jì),電路圖比較簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)思路和原理很容易理解。可是在軟件上仿真的時(shí)候,不知道為什么顯示屏一直不亮,我糾結(jié)這個(gè)問(wèn)題很久,可是還是想不明白,最后發(fā)現(xiàn)是共陽(yáng)極的顯示屏接錯(cuò)了,應(yīng)該公共端接VCC,我接成GROUND了。這點(diǎn)小小的失誤就可能導(dǎo)致整個(gè)電路的錯(cuò)誤。看來(lái)細(xì)節(jié)決定成敗,任何小細(xì)節(jié)都不能放過(guò)。在設(shè)計(jì)這個(gè)電路的時(shí)候,我想到了用譯碼器或者數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)與輸出數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)選擇器74LS150很好,可是沒(méi)有買到,因此只好放棄,買了譯碼器74LS154.雖然一個(gè)74LS154就可以實(shí)現(xiàn)電路,可是我覺(jué)得這樣線接的太過(guò)密集,排查錯(cuò)誤的時(shí)候,不容易。所以決定用兩個(gè)74LS154,這樣如果接線的時(shí)候漏線,或者接錯(cuò)都容易檢查出來(lái).在連接實(shí)物的時(shí)候,才發(fā)現(xiàn)仿真和實(shí)物真是太不一樣了,不僅僅要查每個(gè)芯片的引腳圖,還要考慮芯片的排布位置,并且還要細(xì)心不要遺漏了每個(gè)芯片的VCC和GROUND,連完電路,還要把分散的VCC和GROUND分別對(duì)應(yīng)連接。剝導(dǎo)線也是一個(gè)很麻煩的過(guò)程,各種長(zhǎng)度,真的很辛苦。連線也很痛苦,各種引腳。但是通過(guò)這個(gè)過(guò)程由讓我充分了解了各個(gè)芯片的管腳分布,也掌握了連線的技巧,同時(shí)還使用了萬(wàn)用表來(lái)測(cè)定連線是否連通,讓我掌握了很多知識(shí)。還學(xué)會(huì)了用面包板,知道了一些面包板的使用方法,更加了解了計(jì)數(shù)器,譯碼器,數(shù)據(jù)選擇器,邏輯門,數(shù)碼管的相關(guān)知識(shí)。這次課設(shè)學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西,雖然線插的很沒(méi)有規(guī)律,成功做出了實(shí)物感到很開(kāi)心。參考文獻(xiàn)[1]伍時(shí)和主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》,清華大學(xué)出版社,20XX出版。[2]高吉祥主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》,電子工業(yè)出版社,20XX出版。[3]任致程主編《經(jīng)典集成電路400例》,機(jī)械工業(yè)出版社,20XX出版。[4]陳啟華《Proteus教程》,《電子技術(shù)應(yīng)用》,20XX08期,電子技術(shù)應(yīng)用雜志社。[5]朱寬勝《高職模電數(shù)電教學(xué)實(shí)踐課的初探》,《科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)》,20XX05期,電工電子雜志社。附件1元件清單序號(hào)元件名稱元件功能大小數(shù)量1555定時(shí)器多諧振蕩器1274LS161計(jì)數(shù)器1374LS1544-16線譯碼器2474LS20四輸入與非門2574LS21四輸入與門1674LS04非門1774LS10三輸入與非門1874LS47顯示譯碼器19LG5011BSR七段數(shù)碼管110C1電容22uf111C2電容0.1uf112R1,R2電阻20K22重要芯片的引腳圖及功能表2.1同步計(jì)數(shù)器74LS16174LS161引腳圖74LS161的功能表輸入輸出CTrCTpCPD0D1D2D3Q