基于數字電路的邏輯信號測試器課程設計說明書

ID:452907 · 發表于 2018-12-23 21:24

目  錄
設計題目：             1
1 設計目的及任務             1
1.1 設計目的             1
1.2 設計任務             1
2 設計過程             2
2.1 題目分析             2
2.2 整體構思             2
2.3 具體實現             2
3 元件說明及相關計算             3
3.1 元件說明             3
3.2 相關計算             3
4 制作及調試過程             4
4.1 制作過程             4
4.2 調試過程             4
4.3 遇到問題及解決措施             5
5 心得體會             6
參考文獻             7
致謝             8
附錄1：電路原理圖
附錄2：元件清單             10
貴州理工學院學生課程設計成績評定表（電氣類）             11

摘要
我們如果要對電路中某點的邏輯電平進行測試，通常需要采用萬用表或示波器等儀器儀表了解其高低電平時很不方便，本文介紹了一個邏輯信號電平測試器，它可以很方便快捷地測量某一點的電位高低，通過發光二極管的光照強度來判斷實測電位的電平范圍。該設計主要包括三部分電路：輸入電路，邏輯信號識別電路，發光二極管驅動電路。其主要運用應用了集成運放的非線性電路特征，開環增益很大，從而可以制作成雙限比較器；還有對電容的充放電的利用，得到一定光照強度的信號。

1 設計目的及任務

1.1 設計目的

（1）結合模擬電子技術中所學的理論知識，獨立設計方案，培養學生獨立分析與解決問題的能力；

（2）學會查閱相關手冊和資料，通過查閱手冊和資料，進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理的選用的原則；

（3）學會使用常用電子元器件

（4）掌握基本的現代電子技術設計工具和EDA技術；

（5）掌握電子電路的安裝與調試技術，進一步熟悉電子儀器的使用方法；

（6）認真撰寫總結報告，培養嚴謹的作風和科學的態度。

1.2 設計任務

設計一個基于LM324的邏輯電平測量儀，實現如下功能。

（1）測量范圍：低電平UL<0.6V；高電平UH>3.8V。；

（2）高低電平用發光二極管指示，紅色表示高電平，綠色表示低電平；

（3）當被測信號在0.6V～3.8V之間時，發光二極管不亮；

（4）輸入阻抗大于20 kΩ；

（5）工作電源為+5V；

2 設計過程

2.1 題目分析

邏輯信號電平測試器是將一個模擬量輸入電壓與一個參考電壓進行比較，輸出高、低電平。

2.2 整體構思

電源——輸入電路——邏輯狀態識別電路——顯示電路

2.3 具體實現

（1）、根據技術指標要求確定電路形式，分析工作原理，計算元件參數。

（2）、用PROTEUS進行模擬仿真測試，使之達到設計要求。

（3）、撰寫設計報告。

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3 元件說明及相關計算

3.1 元件說明

（1）、電阻器固定電阻器的主要參數是標稱阻值、允許誤差和額定功率。（2）、電容電容器的耐壓：常用固定式電容的直流工作電壓系列為：6.3V,10V,16V,25V,40V,63V,100V,160V,250V,400V。（3）、二極管（4)、集成運放 LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示，它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器。 3.2 相關計算

R1=30 KΩ R2=43KΩ R3=82 KΩ

R4=68KΩ R5=360 KΩ R6=100 KΩ

R7=R8=68Ω

4 制作及調試過程

4.1 制作過程

前期小組成員對此十分陌生，通過上網查閱相關資料和課上詢問老師，并多次運用仿真軟件測試，最終經過多次測試終于完成。

4.2 調試過程

（1）當輸入電壓小于0.6V時，綠燈亮。

當輸入電壓在0.6V-3.8V之間亮燈皆不亮。

當輸入電壓大于3.8V時紅燈亮。

4.3 遇到問題及解決措施

測試的時候探針不接觸任何地方出現紅燈亮，綠燈不亮，探針接觸低電平時出現綠燈亮，紅燈不亮，探針接觸高電平時，紅燈不亮，綠燈也不亮。

故障原因

①實際電路與設計的原理圖不符。

②模擬圖連接線路不準確，該標明節點的地方沒標明。

③設計的原理本身不滿足要求。

由于諸多因素的影響，我們原來的理論設計可能要作修改，。但是經過多次上網查閱相關資料及詢問指導老師后，發現電路的錯誤。在聽取指導老師的講解后，最后完成實際的總體電路，制作出符合設計要求的電子設備。

5 心得體會

第一次面對課程設計，心中十分茫然，從剛開始的無從下手，盲目的在網上搜尋資料，詢問大三、大四學長學習經驗。到后來通過老師的指導，我們的設計才算起步，一個星期的課程我們上課聽取老師的專業講解、課下向老師詢問自己疑惑與不解、課后去圖書館和網上查找相關資料，終于取得了結果。通過這次課程設計培養了我們的動手能力和團隊配合能力。不再是沒有明確的目標一路埋頭苦干，最終什么成功都沒有。

在設計的過程中，我們通過軟件仿真加強了對電路的認識與理解。設計階段，我們到網上及圖書管查找相關資料，明確思路及個人目標。在設計中，我們分工明了，相互幫助，團隊協作能力得到了很大的提高所。

一周的課程設計很快就結束了，我們學到了很多在課堂上學不到的東西，這些東西使我們受益終生。

參考文獻

趙淑范主編：《電子技術實驗與課程設計》，清華大學出版社

彭介華主編：《電子技術課程設計》高等教育出版社

康華光主編：《電子技術基礎模擬部分》高等教育出版社

陳光明主編：《電子技術課程設計與綜合實訓》北京航空航天大學出版社

高吉祥主編：《全國大學生電子設計競賽培訓系列教程》電子工業出版社

致謝

在這次課程設計的撰寫中，我得到了許多人的幫助。我要感謝我的teacher在課程設計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次設計的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術上的難題，讓我能把此次項目做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計上的難題。

最后再一次感謝所有在設計中幫助過我的老師和同學。

本論文完成之際，謹向所有曾給予我指導和幫助的老師、同學致以衷心的感謝！

首

附錄1：電路原理圖