一、实验目的和任务

1、实验目的：

(1)使学生进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析能力；

(2)培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法；

(3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；

(4)熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础；

(5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图。

2、实验内容：

（1）、取灯塔的闪光一部分一个绿发光二极管作为塔灯，最后调整好闪烁时间。

（2）、要求调整可变电阻时，二极管的闪烁时间间隔也随着可变电阻的阻值改变而改变。

（3）、上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。

（4）、学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。

（5）、针对原理电路，通过计算参数，选择合适的元器件，搭建电路，并调试通过。

二、灯塔的分析与设计

1.设计任务分析：灯塔设计就是通过一个极性电容来充放电以达到控制高低电平的输出频率。可变电阻是用来控制LED灯的闪烁间隔时间。

2.实验原理及原理图：

555集成定时器就是用来产生时间基准信号的电路称为时基电路。它是一种由模拟电路与数字电路组合而成的多功能的中规模集成组件，只要配少量的外部器件，便可很方便的组成触发器、振荡器等多种功能电路。555集成定时器的工作原理如下：图1-1所示为其内部电路结构图。图1-2所示为555定时器的功能表。整个电路包括分压器，比较器，基本RS触发器和放电开关四个部分。

(1)分压器 由三个5kΩ的电阻串联组成分压器，其上端接电源VCC(8端)，下端接地(1端)，为两个比较器A1、A2提供基准电平。使比较器A1的“+”端接基准电平2VCC／3(5端)，比较器A2的“-”端接VCC／3。如果在控制端(5端)外加控制电压．可以改变两个比较器的基准电平。不用外加控制电压时，可用0.01μF的电容使5端交流接地，以旁路高频干扰。

(2)比较器A1、A7是两个比较器。其“+”端是同相输人端，“-”端是反相 1

输入端。由于比较器的灵敏度很高，当同相输入端电平略大于反相端时，其输出端为高电平；反之，当同相输入端电平略小于反相输人端电平时，其输出端为低电平。因此，当高电平触发端(6端)的触发电平大于2VCC／3时，比较器A1的输出为低电平；反之输出为高电平。当低电平触发端(2端)的触发电平略小于VCC／3时，比较器A2的输出为低电平；反之，输出为高电平。

(3)基本RS触发器 比较器A1和A2的输出端就是基本RS触发器的输入端RD和SD。因此，基本RS触发器的状态(3端的状态)受6端和2端的输入电平控制。图中的4端是低电平复位端。在4端施加低电平时，可以强制复位，使Q=0。平时，将4端接电源VCC的正极。

(4)放电开关图中晶体管VT构成放电开关，使用时将其集电极接正电源，基极接基本RS触发器的Q端。当Q=0时，VT截止；当Q=1时，VT饱和导通。可见晶体管VT

作为放电开关，其通断状态由触发器的状态决定。

图1-1 555定时器内部电路结构

图1-2 555定时器的功能表

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综合图1-3分析克可知：接通电源后，极性电阻C2充放电，调整其输出高低电平的频率，从而可以达到控制LED1灯的亮灭；调整可变电阻R3的阻值，可调整LED1灯的两枚闪烁时间间隔。这样一个简单的灯塔电路模型的基本电路原理基本成型了。然后根据555芯片的各个管脚的功能把元器件接上，这里的R1和C1主要起到保护电路的作用，最后连接上6V的电压。

图1-3 灯塔的电路原理图

3.原器件清单

一个NE555芯片、一个2K的可变电阻、一个10K的直流电阻，、一个4.uF的极性电容、一个100nF瓷片电容、一个绿光二极管，6V的直流电源。 三、实验步骤

第一，准备好全套元件后，用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件的质量，做到心中有数。判断二极管的好坏：将万用表置于R*100欧档黑表笔接二极管的正极（二极管管脚长正短负），红表笔及二极管的负极，这是正向电阻的阻值一般应在几十欧到几百欧之间，则可初步判定二极管是好的。如果测量结果阻值都很小，接近零时，说明被测二极管内部PN结已被击穿或已短路， 3

如果阻值均很大，则该二极管内部已断路。总之元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。

第二，焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、发光二极管、NE555芯片要注意注意极性的正确（电解电容:管脚长的为正，短的则为负.发光二极管：长正短负），否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。

第三，整机装配时，要遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先装后焊，先里后外，上道工序不影响下道工序，下道工序不改变上道工序的装接，并注意前后工序的衔接。焊接时应注意：要保持烙铁头的清洁，采用正确的加热方法，烙铁头的湿度要适当，焊接技术要适当，焊料、焊剂要适当，焊点凝固过程中不要触动焊点，注意烙铁头的撤离。

第四，调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。

四、总结与心得体会

用了两周的时间终于完成了数电课程设计，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了互帮互助、取长补短。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下了坚实的基础。通过这次模具设计，我在电路设计多方面都有所提高。通过这次的灯塔设计，自己画仿真图，自己仿真，自己调整电路中的各种参数，各种数据，自己去画PCB,自己导入，然后去打印店印刷电路板，自己焊元器件，自己调试。通过这些，不仅提高了我的计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

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在这次设计过程中，体现出自己单独设计灯塔模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢教我们各种电路的每位老师，老师们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；正是你们无私不悔的教导，我才能够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢！

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第二篇：数电报告设计实验

实验五：自主设计实验

一、实验目的

1．    设计一个逻辑电路，使七段数码管依次显示0 1 2 2 4 3 3 2 2 7；

2．    对逻辑电路设计的进一步掌握。

二、实验设备

    函数信号发生器，74LS00，74LS90，74LS74，数码管，实验面板等

三、实验原理及实验内容

74LS90可以输出8421BCD码或者5421BCD码，两种码制都可以实现输出所需的序列。经过化简后，发现利用5421BCD实现更合理。列出5421BCD码以及要求序列对应的译码器的输入如下：

注明：Q₃ Q₂ Q₁ Q₀对应74LS90的输出端；D₃ D₂ D₁ D₀对应数码管的输入端

分析上表可得：D₃=0，D₂=Q3，D₁、D₀可通过卡诺图化简的。

D₁D₀化简如下：

   D₁的卡诺图

得到：

D₀的卡诺图

得到：

   综合上述分析，实现该功能的逻辑电路图如下图：

四、实验总结

本次实验使用了多块集成芯片，电路搭接规模比之前的实验庞大了许多这，很是考验我们的动手能力，这也进一步促使我们更好地掌握课内知识，提高我们检查搭接电路的能力。