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范文一：电子电工课程设计
异步电动机正反转转换
异步电动机星角转换
计数显示电路设计
学生姓名 王琪琛 学 号 0403110125 系 别 信息与电子系 专业班级 计算机1101班 填写日期 2013.11.2
目录
目录 ...................................................... 2 电工部分 .................................................. 1
一、课程设计的目的及要求 ........................... 1
原理 ....................................... 1 二、设计
三、设计内容与步骤 ................................. 3
四、设计结果 ....................................... 5
五、结果分析及心得 ................................. 6 电子部分 .................................................. 7
一( 设计任务和要求 ................................... 7
二(方案原理框图 ...................................... 7
三( 各部分电路设计及元器件选择 ...................... 10
四(具体电路图 ....................................... 12
五(调试记录与结果 ................................... 13
六( 心得体会 ........................................ 13
电工部分
一、课程设计的目的及要求
实验目的:
1. 通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制路线的实际安装接线，掌握由电气原
理图变换成安装接线图的知识。
2. 通过本次实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。
3. 了解复合按钮、接触器和时间继电器的工作原理及使用方法; 4. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解;
5. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法;
6. 掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法，提高分析解决实际工程问题的能力。 实验要求:
7. .实验前认真阅读实验指导书，熟悉实验电路;
8. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠; 9. 操作时要谨慎，不许用手触及各电器元件导电部分及电动机转动部分，以免触电及 10. 意外损伤;
11. 电观察继电器动作情况时，要注意安全，防止碰触带电部位，严禁带电操作; 12. 按要求完成实验操作，做好实验记录，认真做好实验报告和思考题; 13. 实验结束，整理好实验工具，保持实验室整洁卫生。
二、设计原理
1. 点动式控制电路图
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2. 自锁式控制电路图
3. 异步电动机正反转转换
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实验结果:分别按下SB1 SB SB2进行正反向互换，SB为总的控制开关，起到暂停电路的功能。
4. 异步电动机星角转换
实验结果: 按下SB1电动机开始转动，计时器从0开始计时，到达设定的时刻，停止计数，电动机继续转动，且转速加快。
三、设计内容与步骤
1.异步电路的正反转换的设计内容
?电动机的旋转方向
三相异步电动机的旋转方向是取决于磁场的旋转方向，而磁场的旋转方向又取决于电源的相序，所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。任意改变电源的相序时，电动机的旋转方向也会随之改变。
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?电动机正反转控制原理
?控制线路
三相异步电动机接触器联锁的正反转控制的电气原理图如图3-4所示。线路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们分别由正转按钮SB1和反转按钮SB2控制。这两个接触器的主触头所接通的电源相序不同，KM1与KM2之间其中对调了两相的相序。控制电路有两条，一条由按钮SB1和KM1线圈等组成的正转控制电路;另一条由按钮SB2和KM2线圈等组成的反转控制电路。
?互锁原理
接触器KM1和KM2的主触头决不允许同时闭合，否则造成两相电源短路事故。为了保证一个接触器得电动作时，另一个接触器不能得电动作，以避免电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头。当接触器KM1得电动作时，串在反转控制电路中的KM1的常闭触头分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触头闭合时，KM2的主触头不能闭合。同样，当接触器KM2得电动作时， KM2的常闭触头分断，切断了正转控制电路，可靠地避免了两相电源短路事故的发生。这种在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁(或互锁)。实现联锁作用的常闭触头称为联锁触头(或互锁触头)。
当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过停止按钮SB的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、反转交流接触器KM2的常闭辅助触头、正转交流接触器线圈KM1、热继电器FR的动断接点，使正转接触器KM1带电而动作，其主触头闭合使电动机正向转动运行，并通过接触器KM1的常开辅助触头自保持运行。反转启动过程与上面相似，只是接触器KM2动作后，调换了两根电源线U、W相(即改变电源相序)，从而达到反转目的。 2.异步电动机的星角转换的设计内容
1、Y,?换接起动
对于正常运行时定子绕组为三角形连接并有六个出线端子的笼型异步电动机，为了减小起动电流，起动时定子绕组星形连接，降低定子电压，起动后再连接成三角形。这种方法成为Y,?起动。
2、电动机星角接法转换，是根据电动机负载变化情况，用改变绕组接线方式来调整电压，使其与负载近似匹配，从而达到一定的节电效果。当电动机满载时，负载率大于40%，转换角形接法，全电压运行;电动机轻载时，负载率小于40%，转换星形接法，绕组在220V电压下运行。这种方法适用于电动机绕组角接，接线盒有6个接线柱，处于轻载运行或满载-轻载交替运行的电动机。角-星形接法转换只需对电动机一、二次接法略为改动，改法简单，可有效地避免大马拉小车的不经济运行方式。
3机电星型接法和角型接法联系和区分
(1)角型接法
机电的角型接法是将各相绕组依次首尾相连，并将每1个相连的点引出，作为三相电的3个相线。三边形接法时机电相电压等于线间电压;线电流等于根号3倍的相电流。
(2)星形接法
机电的星形接法是将各相绕组的一端都接在一点儿上，而它们的另外一端作为引出线，别离为3个相线。星形接时，线间电压是相电压的根号3倍，而线电流等于相电流。 星形接法因为起输出功率小，经常使用于小功率，大扭矩机电，或者功率较大的机电开始走时辰用，这样对呆板损耗较小,正常事情后再换用角型接法。这就是每一每一说到的星—角开始工作。一般3KW以下的三相电念头是星型接法，并直接开始工作。3KW以上的三相
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电念头是用角型接法。
起动时，KM1闭合，此时电机为星型连接。同时计时器开始计时。当计时器到达设定时间，KM1断开，同时KM3闭合，电机由星型起动转变为角型运行。
KM1和KM3分别为星型接法和角型接法的接触开关，当其中一个接通时，电动机是以星型运行，时间继电器KT的线圈得电，时间继电器开始计时。当到达设定时间，电机转为角型运行。
四、设计结果
1.点动式控制电路
生产中有的机械需要人工点动控制电机,实现点动控制功能，只需将点动按钮串接在交流接触器的线圈中。即点动控制KM1交流接器，从而间接实现电动机的点动控制。如图所示:接下SB1接钮KM1线图通电。KM1主触头闭合。三相异步电动机运转。当松开SB1接钮时，SB1触头断开。KM1线圈断开，电动机失电，电动机停止运转。
2.自锁控制电路
自锁控制是电气控制中常用的一种电路，如图所示。启动时合上断路器，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电。其常开主触头闭合。电动机接通电源，开始启动。同时接触器KM1的辅助常开触点闭合。使接触器KM1线圈有两条通电路径。这样。当松开接钮SB2后，接触器KM1线圈仍能通过其辅助触点，使其线圈通电并保持吸合状态。这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象，称为自锁。起自锁作用的触点称为自锁触点。要使电动机停止运转，必须按下SB1，接触器KM1线圈电，则其主触头断开，切断电动机三相电源，电动机停车，同时接触器KM1自锁触点断开，控制回路解除自锁，松开停止按钮，控制由路又回到
启动前的状态。
异步电动机正反转转换
SB1为KM1继电器的启动按钮，SB2为KM2继电器的启动按钮 ，SB3为停止按钮。当按SB1时KM1交流接触器线圈通电，KM1自锁。KM1主触头闭合，电动机通电连续运转。当按SB3时，SB3按钮常闭触点断开，切断KM1的自锁。SB2按钮常开点闭合，点动实现KM1交流接触器的控制，KM2交流接触控制原理同KM1交流接触器相同。KM1、KM2交流接触器可实现电动机的正反转控制。
4.异步电动机星角转换
本实验给出电动机的Y,?降压起动线路如图4所示，采用时间设计原则。从主回路看，当接触器KM、KM1主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接;而当接触器KM和KM2主触头闭合，KM1主触头断开时，电动机三相定子绕组作?连接。因此，所设计的控制线路若能先使KM和KM1得电闭合，后经一定时间的延时，使KM1失电断开，而后使KM2得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。该线路具有以下特点接触器KM1与KM2通过辅助常闭触点KM1与KM2实现电气互锁，保证接触器KM1与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。 依靠时间继电器KT进行控制，保证在按下起动按钮SB2后，使接触器KMKM1和时间继电器KT线圈先得电。时间继电器KT的整定时间到后，依靠时间继电器KT的通电延时断开常闭触点先断，KT的通电延时闭合常开触点后闭合的动作次序，保证KM1先断，而后
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再自动接通KM2也避免了换接时电源可能发生的短路事故。
本线路正常运行(?形连接)时，接触器KM1及时间继电器KT均处断电状态。
五、结果分析及心得
第一天:接到实验报告，自己网上查找关于异步电动机的制作原理及电路图。
第二天:实验室的第一天，把这些实验用设备和仪器简单的熟悉了下，为接下来的实验做准备。因为对于异步电路的理解自己还是建立在理论的基础上，至于自己怎么连接还是没有尝试过。今天，第一步是了解实验室的实验器材都是大功率的电器，我们在实验过程中要注意安全，要正确使用实验器材。第二步是基本线路线路连接，就是异步电路的通路。第三步是连接点动式控制电路的线路连接，第四步是自锁正转控制电路的线路连接。从基本电路到复杂电路的转换,首先应该了解该电路的原理，先连接控制电路，在连接好控制电路的基础上在连接上电动机和保护电路。
第三天:在第一天的基础上，我们今天学习异步电动机正反转换。这是对第一天的实验的一个升华，我们连接好自锁正转控制电路的线路的连接，想到如果我们想让电动机在同一个电路上能够正反转，我们应该怎么连接呢,这个问题就是我们今天试验的主要内容。通过老师的讲解，发现其实原理还是和自锁正转控制电路是一样的，但是一开始自己连接好电路，电动机不会转动。这个问题让我困扰好久，第一天也是如此，有时电动机能够转动起来，但是有时电动机又不能转动起来，这是为什么,后来自己发现原来是电源处出现问题，由于线路比较多，很多线都会混杂在一起，就会有两个或多个线头从一个电源孔连接出来，所以再后来连接时我们都是用不同颜色的连接线，防止自己再犯同样的错误。第二个问题就是我们已经连接好电路，但是由于没有一步步测试，所以刚开始还不能成功，有一路电路的开关是失去效果的，电动机根本不能转动，检查电源处连接出来的线路是没有错误的，那么为什么会错呢,我们要解决这个问题，看到这么多线根本无从下手，所以我们要一个电路一个电路实验，再把它们串联起来。终于成功了。
第四天:我们今天的实验是异步电动机星角转换，采用时间设计原则,依靠时间继电器KT的通电延时断开常闭触点先断，KT的通电延时闭合常开触点后闭合的动作次序，保证KM1先断，而后再自动接通KM2也避免了换接时电源可能发生的短路事故。当老师只是和我们讲电动机的星型和角型的连接，没有完整的连接电路图，我们都很无措，不知道该如何下手，不知道如何连接电路能够使电路自动完成电动机的星型和角型的连接。一个上午的时间我们一直在琢磨如何连接电路，而且发现关于这个电路图也没有读懂，我们由于前两次都是根据老师的思路做实验，这次突然老师只是提了一下重点，其余需要我们自己动手时，我们就开始不知所措啦。这次实验让我觉得看懂电路图是一件很重要的事，做一件事一定要有扎实的基础还要有百分之一百的恒心，就算失败也要坚持静下心找出失败的原因。虽然自己想不出如何设计简单的电路使电动机完成电动机的星型和角型的连接，但起码我通过自己的努力看懂电路图，完成了这次试验。
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电子部分
一(设计任务和要求
1.设计一个24S计时器电路并具有显示功能。
2.设置外部操作开关，控制计时器清零、启动和暂停计时。
3.要求计时器电路递减计时，每隔1S钟，计时器减1。
4.当计时器递减到零时，显示器显示00，并进行报警。
二(方案原理框图
5.设计中采用NE555来产生一秒的脉冲信号。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途广泛，可以组成多种波形发生器)多谐振荡器)定时延时电路)单稳触发电路)双稳态触发器)报警电路)检测电路)频率变换电路等。
6.为了给计数器74LS192提供一个时序脉冲信号,使其进行减计数,本设计采用555构成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如下图所示，由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期为: T=0.7(R1+2R2)C
7. 因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取15k欧姆,R2取68k欧姆。电容取C为10uF、C1为0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期近似为1秒.
8.计数器选用中规模集成电路74lsl92进行设计较为简便，CD40l92是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二—十进制编码，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。下图分别是74lsl92的管脚排列图和时序波形图。图中CPU、CPD分别是加计数、减计数的时
____________
COBOLD钟脉冲输入端(上升沿有效)。是异步并行置数控制端，(低电平有效)，、分别
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DD~QQ~3030是进位、借位输出端(低电平有效)，CR是异步清除端，是并行数据输入端，是输出端。
____
LD9.74lsl92的功能表如表所示，74lSl92的工作原理是:当=l，CR=0时，若时钟脉冲加入到CPU端，且CPD=1，则计数器在预置数的基础上完成加计数跳变脉冲;当加计数到9时，____
CO端发出进位下跳变脉冲。若时钟脉冲加入到CPD端，且CPU=1，则计数器在预置数的基
____
BO础上完成减计数功能，当减计数到0时, 端发出借位下跳变脉冲。 10.由74lSl92构成的二十四进制递减计数器如图所示，其预置数为N=(0010
____
BO0100)8421BCD=(24)l0。它的计数原理是:只有当低位端发出借位脉冲时，高位计数器
____
LD才作减计数。当高、低位计数器处于全零，且CPD为0时，置数端=0，计数器完成并行置数，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。
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C____
CP P CR 操作 LDU
D
× × 0 0 置数
? 1 1 0 加计数
1 ? 1 0 减计数
× × × 1 清零
1.七段共阴数码显示管 2.码驱动器,74LS48,
4. 74ls192 5.74ls48BCD-七段译码器/驱动器引脚图
6.74ls10三输入与非门引脚图 7.74LS00引脚图及功能图:
7.555定时器引脚图
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11. 电路的工作原理是:由时钟脉冲产生电路产生标准1HZ计时信号，用预置初始值的递减计数器对1HZ的时钟信号进行计数，每1s计数器减1，显示器上显示剩余的时间，每当减到0时，定时时间到，报警电路工作，输出报警信号。对于定时器的启动、暂停/连续计时功能可以控制电路来完成。
12.计数器进行加计数时，其计数脉冲从CPu输入;进行减计数时，计数脉冲从CPd输入。另外是异步清除端(高电平有效)，D3~D0是并行数据输入端，LD是异步并行置数控制端(低
________
COCO电平有效)，是加计数进位输出端，当加计数到最大计数值时，发出一个低电平信
________
BOBO号(平时为高电平);为减计数结尾输出端，当减计数到零时，发出一个低电平信号
________
BOCO(平时为高电平)，和负脉冲宽度等于时钟脉冲低电平宽度。
三(各部分电路设计及元器件选择
1.控制电路设计
在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系，控制电路要完成以下三个功能:
?当启动开关闭合时，计数器完成置数功能，译码显示电路显示24字样;当启动开关断开时，计数器开始计数。
?当暂停/连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处在保持状态;当暂停/连续开关拨在连续时，计数器连续累计计数。
?外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。
____
LD根据上面的功能要求，设计的控制电路如总体电路图。其中，置数控制电路，接74ls192
________
LDLD的预置数控制端，当开关S1合上时，=0,对74ls192进行置数;当开关S1断开时，=1，74ls192处于计数工作状态，从而实现功能?的要求。时钟脉冲信号CP的控制电路，控制
____
BO2CP的放行与禁止。当定时时间未到时，74ls192的借位输出信号=1，则CP信号受“暂停/连续”开关S2的控制，当S2处于“暂停”位置时，门G3输出0，门G2关闭，封锁CP
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信号，计数器暂停计数;当S2处于“连续”位置时，门G3输出1，门G2打开，放行CP信
____
BO2号，计数器在CP作用下，继续累计计数。当定时时间到时， =0，门G2关闭，封锁CP
____
BO2信号，计数器保持零状态不变。从而实现率功能?、?的要求。注意，是脉冲信号，
____
BO2在CPD为低电平时，输出的低电平保持不变。
脉冲发生器是定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，可采用555集成电路或由
TTL与非门组成的多谢振荡器构成。译码显示电路用CC4511BC和共阴极七段LED显示
器组成。
总电路图是选用74ls192设计的可预置计数初值递减计数器。二十四进制递减计数器的预置数为N=(0010 0100)8421BCD=(24)D。电路采用串行进位方式级联，其计数原理是:____
LD当=1,CR=0,且CPU=1时，在CPD时钟脉冲上升沿的作用下，计数器在预置数24的基础进行递减计数。每当各位计数器减计数到0时，其BO1发出一个负脉冲作十位计数器减计数的时钟信号，使十位计数器减1计数。当高、低位计数器处于全0，同时在CPD=0期间，高
________
BOBO22位计数器LD2==0,计数器重新进行异步置数，之后高位计数器LD2==1，计数器在CPD时钟脉冲作用下，进行下一轮减计数。
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2.器件选择:
共阴极七段显示器 2片; 74LS48 2片;
74LS192 2片;
74LS10 1片;
74LS00 1片; NE555 1片; 发光二极管 1个; 电阻、电容若干等;
四(具体电路图
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总体电路图
五(调试记录与结果
先按照总图将元器件焊接到电路板上，然后进行调试，要求实现下列功能: A、定时器的定时时间为24秒，按递减方式计时，每隔1s，定时器减1;能以数字形式显示时间。
B、设置一个外部控制开关，控制定时器的复位。再设计两个开关使得可以连续/暂停计时。 C、当定时器递减时到零(即定时时间到)时，定时器保持时间不变，使发光二极管发光(频率1kHz)。
在通电了之后，电路板可以实现倒计时，然后按开关可以使得它暂停/暂停，倒计时减到0之后二极管亮,然后可以用开关控制复位,复位之后电路板依旧可以从24秒递减到0，直至二极管亮。
六(心得体会
焊电路板是一件需要耐心和细心地活，稍不注意就会导致整个电路失效。由于是第一次完整的焊电路板，所以在拿到板子后，有点不知所措更是舍不得使用它，怕自己一不小心就会损坏它。首先不知道该怎么排版，担心排版排的不好会影响接下来的布线。结果真的有布错线，例如不能把地线(火线)的位置插上底座。在研究过电路图之后也小心翼翼的将底座排好之后，才开始按照图纸接线。一开始由于不知道哪一块控制十位数，哪一块控制个位数，焊错位置，于是又重新焊。电路图的难点在于555那一块，电容、电阻和引脚之间很容易出错，线路的布局也比较紧密，不过只要有耐心，一步一步来，就可以接好它。而且我第一次焊完还不能计数，是由于我的有些引脚没有接地，不起作用。
完成接线只是第一部分，更难的是检查。因为很多地方容易出错，所以基本不可能一次就成功。而检查才是检验一个人耐心个细心地时刻。我第一次接好后数码管显示的是88，经过检查发现是芯片的正负极没接。在接好正负极之后又急着去看看能不能运行，结果只显示24，不会计数，555芯片还有问题。检查了很久才发现是我的接地的有一根线没有接地，而是接了+5幅
经过两次检查，终于成功了，运行成功的那一刻是很有成就感的，不枉自己这几天的辛
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苦。有了这一次的经验，我相信以后再有更复杂的电路，只要能静下心来，都可以顺利完成～
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范文二：电子电工课程设计
题目 题子密题题 班题 10 无非三班 学号 201010210325
姓名 姚二文 指题 王俊祥 题题 2012 年 5 月 景德题陶瓷院学
1
题工题子技题题程题题任题题姓名 姚二文 班题 无非三班 指题老题 王俊祥 10
题题题题,
题一感题趣的题工题子技题题用题路～要求题子元件超题找个个或以上～根据题用题路的功30~50
能～定封面上的题目～然后完成以下任题～确
题题、分析题路由部分题成～用方题题题行整题描述～几个并框它体1
任、题题路的每部分分题题行题题明～出题题的题元题路～分析题路原理、元件、所起个独画参数2
题的作用、以及其他部分题路的题系等等～与
与、用题题的题路题题题题件题出整题路题～在题路题中加上自己的班题名、、姓名等信息体称学号～3
要、题整题路原理题行完整功能描述～体4
求、列出题准的元件题～清5
、题题相题题料～题始撰题题题明题～写1
题题、先题出题方案题工作原理题行大致的题明～体并2
步、依次题各部分分题题出题元题路～题行相题的原理、分析题算、功能以及其他部分题并参数与3
题路的题系等等题明～
、列出题准的元件题～清4
、题题路的题制及题题路原理相题题明～体体5
、列出题题中所涉及的所有考文题料。参献6
[1] 题石～《字题子技题基题》～北京高等育出版社～数教1998年～参周题光～《题子技题基题》～武题高等育出版社～教年月～[2] 20057考题题～《家用题路控制和保题》～北京机械工题出版社～双年～[3] 2005文李中题～《字题子题》～北京中水利出版社～数数国年～[4] 2004献秦曾煌～《题工题明程》～江西高等育出版社～学教教年～[5] 2007
王题保、题博～《字题路典型题题范例解析》～北京人民题题出版社～数年～[6] 2004
题汝全～《题子技题常用器件题用手》～北京机械工题出版社～册年。[7] 2000
2
目题
、题方案原理题明体与1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.、2题入题题题路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5、密题存题题路3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6、密题比题题路4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
、5题题及题警题路………………………………………………………………….8
、题题路原理相题题明体6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9、题题路原理题体7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10、元件题～清8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11、考文参献9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、题题心得体会10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………………13
3
、题方案原理题明体与1
防一直以受到人题的题注。着人题生活水平的提高～人题题密题题的要求也盗来随
越越高～本文题题题一题象题题了一题题子密题题。来
主要由题入题题题路、密题存题题路、密题比题题路、题题及题警题路、供题题路题成。其主要它
功能是,在题入题题题路中题入密题～存题题路把此密题题住在密题比题题路中系题将会并与已题住的密题题行比题。二者相同题～题磁题圈中有一定题流通题～磁力吸题题栓～题便被当
打题。若题题～系题自题零～原题入的密题无效～需要重新题入～超题题入题题限制或将清当
题题题题题入三次系题自题题定题题一段题题～防止他人取。将盗
题题按题题题题路密题题存题路
密题比题器
题题题路
题题题路题警题路
整方案题题流程架题体框
4
、题入题题题路2
题部分题路由十字题入题、零题、题题、题题题和密题题题。题题题在～其余在个数清确写写内
外用于题入。十字题分题题题由片个数两8题—3题题题器74LS148～题成一个16题—4题题题器芯片上I0~I9～题题器题出Z3、Z2、Z1、Z0四位二题制～题题四位密题。数
题入题题题路原理题
5
、密题存题题路3
使用片两4*4的寄存器题74LS670～成构8,4寄存器题用存题密题。接法如题来～D0~D3分题接题题器题出Z0~Z3。当Ew=0;题中Gw,～当Qc、QB、QA从000~011题第一片74LS670工作依次入写D0~D3题入的前4四位二题制～个数当Qc、QB、QA从100~111题第二片74LS670工作依次入写D0~D3题入的后4四位二题制～个数
当Er=0;GR,题～当Qc、QB、QA从000~011题依次题出第一芯片的个Q0~Q3四位二题制～数当Qc、QB、QA 从100~111题依次题出第二芯片的个Q0~Q3～其中Qc、QB、QA题序列状000~111的题生可依一片靠74LS160接成的八题制题器提数来供～其题序由已接好的脉冲16题—8题题题器CP题出提供。在题8,4寄存器中刀题题将双
状题～放在N题题题取题～使状与当之可题出题定密题前题入密题比题。放在M题题入题题题定密题写状即
密题存题原理题
6
、密题比题题路4
A0~A3题题题器题出Z0~Z3～B0~B3题存题器题出Q0~Q3～比题题果A=B送入8位移位寄存器74LS164的串行题入端～第一题入密题寄存器题中的密题相同题题出当个与
高题平～存入移位寄存器～第二密题若相同题题存入寄存器～依次题个推～如果题入题题的密题题题出低题平到寄存器～最后通题题与断从判寄存器如果全题高题平而控制题光二极管点亮～密题题打题。
密题比题原理题
7
、题题及题警题路5
按下题题题题路接通题源题生题500Hz的振题信～同题按下零;题题,按题使号清
74LS160和74LS164芯片两个清置零题题零的功能。题警题题生1KHz的信～题入号当密题存题器题接的题题出高题平～题题题与与反相器后题题低题平～题警题路不题生振题～如果题题出题低题平～题题反相器后题题高题平～题警题路题始工作题生题警信。号
按下零;题题,。按题后可以题题题题警的解清个号与来除～因题此题一低题平信自判断号与号题出端的高题平信相后～题一低题平信～题警题路不工作
题题及题警题路原理题
8
、题题路原理相题题明体6
以双触构数题器成的字题题题路作题密题题的核心控制～共题了个用题题入题～其74LS112JK9中只有个它清是有效的密题按题～其的都是干题按题～若按下干题题～题题题入题路自题零～原先题4
入的密题无效～需要重新题入～如果用题题入密题的题题超题秒～题路题警将秒～若题路题题题警4080三次～题路题定题题将分题～防止他人的非法操作。在操作题程中～按照题定的密题题序按题题题按题～5
题题题路的题出就会跟随个确数题代题的信息。正题入题题按题的题字～通题控制题路供题题题题路题题～一直按题定题题题序操作完。题入题路从号与两将送出的题题信到比题器存题器的存题密题题行比题～者一致题题打题。
9
、题题路原理题体7
题题路原理题体
10
、元件题清8
74LS148 8题—3题题题器2个74LS670 4*4的寄存器题3个74LS160 十题制题器数1个74LS164 8位寄存器1个74LS85 4位比题器1个74LS00 2题入非题与3个74LS04 反相器4个74LS30 8题入非题与1个题阻95KΩ和476Ω各2个
题容1和0.01 uF各2个
的个0.1uF1555定题器2个双刀题题1个题题、题源若干题光二极管1个按题13个
11
、考文参献9
题石～《字题子技题基题》～北京高等育出版社～数教年～[1]1998周题光～《题子技题基题》～武题高等育出版社～教年月～[2]20057题题～《家用题路控制和保题》～北京机械工题出版社～双年～[3]2005李中题～《字题子题》～北京中水利出版社～数数国年～[4]2004秦曾煌～《题工题明程》～江西高等育出版社～学教教年～[5] 2007王题保、题博～《字题路典型题题范例解析》～北京人民题题出版社～数年～[6] 2004题汝全～《题子技题常用器件题用手》～北京机械工题出版社～册年。[7] 2000
12
、题题心得体会10
一个很几网星期快就题去了～在短短的天题题里～通题上题题题料和借题题题了解了一些题于题子密题题的信息。题题一题子密题题便是个与我题次题工题子题程题题周的主要任题。
题周的题工题子题程题题使与数我题字题路有了题一步的了解～在题题各题路的题程中个～通题题题料上翻网当教学搜索然也包括题周题同～我题各题路器件及原理有了更深题次的题题～既运学增强了我的理解能力～也使我能更好的用所的知题。
然在题周的题题中题题了以当叶学体会往题中的题多不足之题～我更加深深的到了自学运画的重要性。比如题次题题中遇到的一大题疼题题～用题题题件题题路题。
其题～大中学很靠学学与多题西都是自己自的～如果一味的被题式题题同题人的差距将当学没很帮越拉越大。然我题也不能盲目的去一些题自己有大助的题西。
题之题次题题使我题到了学很践将学多题西～以前只是“题上题兵”～通题题才能所的知题题化题题题题用。同题题提高了自己的题料题索与并将来题用能力～题题题做题题题题等重要题题打下了的基题。
全文注意格式～题真修改。
13
范文三：电子电工课程设计
电工电子技术课程设计任务书
姓名班级指导老师
目录
简介 ----------------------------------------------------------------- 4
1智能抢答器的设计----------------------------------------------------- 5
1.1抢答器的功能要求 ----------------------------------------------- 5
1.2方案论证 ------------------------------------------------------ 5
1.3整体设计思路 --------------------------------------------------- 7
1.4单元电路的设计 ------------------------------------------------- 8
1.4.1抢答电路设计 --------------------------------------------- 8
1.4.2定时电路设计 -------------------------------------------- 12
1.5抢答器整体电路 ------------------------------------------------ 16
2心得体会 ----------------------------------------------------------- 18
3参考文献 ----------------------------------------------------------- 19
附录 元器件清单 ---------------------------------------------------- --20
简介
抢答器是一种广泛运用于各种场合的、操作简便的普通用具。
此次设计的智能抢答器可同时供8名选手或8个代表队参加比赛。其电路由主体电路和扩展电路两部分组成，分别由集成编码器、计数器、锁存器、定时器和必要的门电路等元器件组成。其中主体电路的作用是完成主持人的控制，系统清零与抢答开始功能，以及完成参赛者的抢答、显示其编号的功能。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，起到抢答计时的作用。
此次设计的原理图经Proteus仿真软件验证基本无误，可实现设计所要求功能。
关键词： 抢答器 主体电路 扩展电路
智能抢答器的设计
1智能抢答器的设计背景
智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。抢答器的应用可以避免某些竞赛中的不公平，因此抢答器广泛运用于各种场合。随着科技的飞速发展，能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式以及利用微电脑芯片作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的单片机技术和C语言编程而设计的多路智力竞赛抢答器。本设计将采用数字电路实现八路智能竞赛抢答器。
1.1抢答器的功能要求
基本功能：设计一个智能竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其对应的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，他们各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。节目主持人拥有一个总的控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示的功能。当主持人发出指令开始后，抢答开始，若有选手按抢答按钮，其对应的编号立即会被锁存，并在数码管上显示出对应的选手的编号。此外，禁止其他选手再抢答。第一个抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
扩展功能：该抢答器具有定时抢答的功能，每次抢答的定时时间可由主持人设定。当主持人宣布“开始抢答”后，定时器立即开始倒计时，并在数码管显示屏上显示。参赛选手在规定的时间内抢答，抢答才有效，然后定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时刻，维持到到主持人再次清零为止。如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统会封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。
1.2方案的论证
根据对功能要求的理解，可以设计出如下两种方案。
方案一系统框图如图1所示。
图1 方案一系统框图
方案一所示抢答器工作过程：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现控制。
方案二系统框图如图2所示。
图2 方案二系统框图
方案二所示抢答器的工作过程：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答，30秒减计数器减到00，此是完成计时功能。
看图发现，第二种方案更好些。它的优点在于，这种方案原理比较简单。主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路。
1.3整体设计思路
根据需要的功能，将定时抢答器电路分为主体电路和扩展电路两部分。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动按钮时，显示选手编号并锁存，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成抢答的定时功能。
比赛开始时，接通电源，主持人把开关置于“清零”位置，抢答器此时并未工作，数码管无显示，定时显示器上显示设定的抢答时间。当主持人宣布“抢答开始”，同时将总的控制开关拨到“开始”位置，抢答器则开始处于工作状态，定时器开始倒计时。若选手在规定时间内抢答，则抢答电路应该实现一下功能：
(1)编码器电路识别出出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；
(2)控制电路对输入电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；
(3)控制电路使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕时，主持人操作控制开关，电路禁止工作状态，为下一轮的抢答做好准备。若规定的时间已到，但是没有人抢答时，系统会封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
抢答器的工作过程是，主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号经过优先编码器、锁存器，此时已限制了其他选手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将该选手的编号显示出来；如果没有人抢答，减计数器会减到00，由此完成了计时功能。
图3 智能抢答器总体设计框图
1.4单元电路的设计
1.4.1抢答电路设计
抢答电路的功能有两个：一是能识别出选手按键的先后顺序，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按钮操作无效。因此，可以选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及译码显示电路完成上述功能。
74LS148是八线-三线优先编码器，该编码器有8个信号输入端，3个二进制输出端，输入输出端均为低电平有效。EI为输入使能端，低电平有效，当EI为低电平时，编码器处于工作状态，当EI为高电平时，编码器处于禁止状态。EO为输出使能端，只有在EI=0，且所有输入都为1时，输出才为0；GS表征编码器的工作状态，当且仅当EI为低电平，且输入至少有一各为有效电平时，GS才有效。因此，可通过EI、EO、GS功能扩展端对电路进行相应的控制。优先编码器在抢答电路中功能是识别抢答者的编号。
图4 74LS148引脚图
表1 74LS148真值表
图5 74LS279引脚图
74LS279是4个由与非门构成的RS锁存器。其中，1S和3S有两个输入端，
S1
和S2均为相与的关系。本设计中，将S2均接高电平，仅利用S1控制输出。其引脚图如图6所示，下表为SR锁存器的功能真值表，值得注意的是S和R不能同时为高电平，否则输出不确定。
图6 74LS48引脚图
表3 74LS48真值表
由真值表可以看出译码器74LS48输出高电平有效，驱动共阴极数码管。七段显示译码器一般与七段数码显示器相连，共同构成四输入端的数码显示电路，如图7所示。共阴极数码显示器的功能表如表4所示。
图7 74LS48组成的四个输入端的数码显示组合电路
结合上述各芯片功能和准备设计的抢答器的功能要求，可设计出抢答器电路如下所示。
图8 抢答器电路
工作原理：SW1-SW8为八位选手的抢答开关，分别对应选手0、1、2、3、4、5、6、7。SW9单刀双掷开关，是主持人的总控制开关。当主持人控制开关置于“清零”状态时，RS触发器的R端为低电平，输出端全部为低电平。于是74LS48的显示器灭灯；74LS148的输入端ST为高电平，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当SW9置于开始状态，优先编码电路和锁存电路同时开始工作。74LS279的1R、1S均为高电平，由真值表可知，输出1Q为低电平，从而使74LS148输入使能端为低电平有效，即抢答器处于等待工作状态。若有选手（假设为1号选手）按动抢答开关（即闭合SW2），此时优先编码器74LS148输入端I1接低电平有效，则输出A2A1A0为001，A2A1A0分别接至4S、3S、2S，根据RS锁存器真值表，2Q3Q4Q输出分别为100，从而74LS48的输入端DCBA为0001，经74LS48译码，显示器上显示“1”。与此同时，当74LS148输入端有一个为低电平时，GS为低电平有效，即译码器处于工作状态，从而使1S为0，此时1Q输出为高电平，致使EI为高电平，74LS148处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。抢答结束后，主持人开关置于清零状态，数码管不亮，恢复抢答前的准备状态，以便进入下一轮抢答环节。
1.4.2定时电路设计
设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人可自由设定一次抢答的时间（设为30s）。设计中选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计，74LS192具有置数和清零功能，其引脚图和逻辑图如图9所示，真值表如表5所示。
图9 74LS192引脚图
P0、P1、P2、P3——置数并行数据输入；Q0、Q1、Q2、Q3——计数数据输出； CR————————清零端；LD————————置数端；
CPu ———————加法计数CP输入；CPd ———————减法计数CP输入； CO————————进位输出端；BO————————借位输出端。
表5 74LS192真值表
根据设计的要求，需要两片74LS192构成100进制减计数器。由功能真值表可知，只需将个位74LS192的借位输出端BO与十位74LS192的CPd即可实现100进制减计数。值得注意的是，CPu端口必须接高电平，才可以实现减计数功能。
计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。秒脉冲电路由555构成的多谐振荡器构成，如图10所示。多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。
图10 多谐振荡器
因为周期为1秒，所以频率是1赫兹。图10中电容的充放电时间分别是：
t1=Rb×C×ln2≈0.7Rb×C （1-1）
t2=(Ra+Rb)×C×ln2≈0.7(Ra+Rb)C （1-2）
所以555的3端输出的频率为：
1.43
f=t1+t2≈(2Ra+Rb)C （1-3）
于是采用的电阻和电容值分别是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,满足上式，即得到的是秒脉冲。
图11 74LS00引脚图
图12 74LS11引脚图
定时电路工作原理：首先主持人改变74LS192的输入端D3D2D1D0的电平来确定抢答时间（假定为30秒），555构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲。抢答开始前主持人闭合开关，74LS192的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。抢答开始，主持人打开开关，计数器处于减计数状态，555产生的秒脉冲与十位74LS192借位输出端（其初始状态为高电平）相与。计数器递减计数至00，十位74LS192借位输出端为低电平，计数器停止工作。计时期间有人抢答，减计数器停止计时，显示器上显示此刻的抢答时间。
图13 定时电路
1.5抢答器整体电路
通过控制电路将抢答、定时电路进行连接后，构成了抢答器电路的整体设计，总电路图如图14所示。
图14 总电路图
下面介绍智能竞赛抢答器的使用原理。
首先是各个选手分别对应的按钮编号是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，抢答后显示器上显示的分别是0、1、2、3、4、5、6、7。
然后是主持人对整个电路系统进行清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，该低电平作用于两路：一路与锁存器的1R2R3R4R端相连，使输出端1Q2Q3Q4Q为低电平，1Q所输出的低电平经与门反馈给74LS148的EI端子，编码器不工作，因此抢答部分显示器灭灯无显示，实现了清零；另一路低电平输出到计数器74LS192的LD端，而CR端也是低电平，所以使得对应显示器输出预置的数据。
接下来主持人自由设置抢答时间（例如30秒），此设定可以通过调节输入两片
74LS192的四个输入端D、C、B、A的高低电平来进行。（设定30秒计时就要将十位的74LS192的D、C、B、A分别置位为0、0、1、1，而将各位的74LS192的D、C、B、A都置于0）。当主持人宣读完题目说“开始抢答”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有两路方向：一路输出到74LS192的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路输出到锁存器的R端。
当任意一个选手抢答时，例如1号抢答时，74LS148一号端子输入低电平有效，此时GS为低电平有效，表征编码器在正常工作。编码输出A2A1A0为100，与其对应的4S3S2S为100，经74LS279锁存，4Q3Q2Q输出为001，经译码显示编号为1。与此同时，1Q所输出的高电平反馈回编码器的是能输入端，使其停止工作。此时，其他选手若再按动按钮也无对应输出，这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。另一路，74LS148的GS端输出电平由高变低，与秒脉冲发生器产生的秒脉冲相与后输出为0，使得无脉冲抵达计数器74LS192的减计数端端，计数器停止工作，保持原来显示不变，即实现了暂停减计数使其记录抢答时间的功能。
若没有选手按动按钮，则74LS279输出全为高电平，74LS148也输出高电平，1Q端输出低电平至74LS48的灭灯输入RI/RBO端，使得信号经74LS48到显示器上时无显示；若到定时部分计数器倒计时到00还无选手按动按钮的话，十位74LS192的借位输出端输出高电平反馈回个位，停止计数。
综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。
心得体会
在设计之前，参考了许多相关的资料。在设计中又参考了以前讲过的四路抢答器的原理图，有了基本的思路。但在真正开始着手设计时，又出现了许多未预料到的问题，例如元件的选择。在选择编码器时，是采用普通编码器还是优先编码器。普通编码器中，任何时刻只允许输入一个编码信号。所以选择了优先编码器。但是74LS系列中众多不同管脚的类型，选择哪个作编码器。经过查找，选择了74LS148，因为想用数字的形式显示抢答者的编号，所以选择了数码显示管，但数码显示管不能直接，数码显示管需要由TTL或CMOS集成电路驱动，所以在TTL还是CMOS集成电路上又进行了比较和选择。最后选择了数显译码器，用它将输出的二进制代码译成相对应的高、低信号，用其作为数码显示管的驱动信号，数码显示管显示出相对应的选手编号。在定时电路中，根据设计需要选择了555定时器。
通过这次抢答器的设计，我发现了以往学习中的许多不足，也让我掌握了以往许多掌握的不太牢的知识，感觉学到了很多东西。一周的课程设计，我印象最深的就是要设计一个成功的电路，必须要有耐心。理论和实际的差距是很大的。在这次过程中，我深刻的体会到在设计过程中，过程很可能相当的烦琐，需要很大的耐心，有时花很长时间检查电路故障，分析原因，那时心中就有点灰心，有时还特别想放弃，此时更需要静下心来，更仔细的查找原因。
总之，这次实验过程中我受益匪浅。这次课程设计培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力。更让我体会到实现电路功能喜悦，我还学会如何运用软件Protues。相信在以后的学习中会活用到这次学到的知识。
参考文献
[1]孙梅生.电子技术基础课程设计.北京:高等教育出版社 [2]康华光.电子技术基础数字部分.北京:高等教育出版社第五版 [3]李士雄,丁康源.数字集成电子技术教程.北京:高等教育出版社，2003 [4]胡 锦.数字电路与逻辑设计.北京：高等教育出版社 [5]阎 石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社
[6]夏路易 电路原理图与电路板设计教程 北京希望电子出版社 2002
附录
元器件清单
下表为八路智能竞赛抢答器整体图所生成的元器件清单。
Resistors
9 R1-R9 101 R10 151 R11 681 R12 1Capacitors
1 C1 1001 C2 10Integrated Circuits
3 U1-U3 741 U4 742 U5, U6 741 U7 741 U8 741 U9 741 U10 555 Diodes
1 D1 Miscellaneous
8 SW1-SW8 1 SW9
k k k k n u LS48 LS279 LS192 LS148 LS00 LS11 LED SW-SPST SW-SPDT
范文四：电子电工课程设计报告
题目 转速测量
班级 10热工一班
学号 201010610120
姓名 曾申富
指导 付老师
时间 2011年12月21日
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
目录
1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2、 霍尔传感器在测量系统中原理. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .6
3、 霍尔传感器测量方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
4、 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
5、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
6、 元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
7、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
8、 设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
1、 总体方案与原理说明
在生产中，物体转速的准确测定常关系到产品的质量和功效。例如，由织布机轮盘的转速可以计算布匹的产量；水力发电机叶轮的转速时计算发电机电功率必不可少的数据等。测量转速的方法很多，从传感器的安装方式来分，有接触式和非接触式两种；按传感器的类别来分，有磁电，磁敏，光电（光纤），霍尔等方式。接触式测量方式，传感器与被测旋转轴通过弹性联轴器连接，只能测量中速和低速物体的转速；非接触式测量方式，传感器与被测旋转轴不接触，可实现高速的转速测量。常用的转速测量方法有：霍尔传感器转速测量和光电式转换测量
*F/V转换
电子类转速测量仪表，有转速传感器和表头（显示器）组成。目前常用的转速传感器，大多输出脉冲信号，只要通过频率电流转换就能与电压电流输入型的指针表和数字表匹配，或直接送PLC；频率电流转换的方法有阻容积分法，电荷汞法的综合。目前常用的专用集成电路，有LM331,AD654和VF32等，转换精度在0.1%以上，但在低频时这种转换就无能为力。采用单片机或FPGA，做F/D和D/A转换，转换精度在0.5~0.05%之间，量程从0~2HZ到0~20KHz，频率低于10Kz时反应时间也变长。关于F/V转换，请参考相应芯片介绍和应用资料，本文不做描述
? 频率运算
在显示精度，可靠性，成本和使用灵活性上有一定要求时，
就可直接采用脉冲频率运算型转速表。
频率运算方法，有定时计数法（测频法）。定数计时法（测周法）和同步计时计数法。
定时计数法在测量上有+1的误差，低速时误差较大；定数计时法也由一个时间单位的误差，在高速时，误差也很大。 同步计数计时法综合了上述两种方法的优点，在整个测量范围都达到了很高的精度，万分之五以上的测量转速仪表基本上都是这种方法
频率与转速的关系：
f=P*v/60
f表示频率，P表示没旋转一周产生的脉冲个数，v表示转数亦每分钟旋转的转数
T=1/f
新的**-10B转速数字显示仪，由于采用了单片机技术，和同步计数计时法，使得测频，测速，测周，计数变得精确，而且非常简单；只要轻触仪表面板控制键，就能在4种功能间切换。由于系数可任意设置，使得仪表与传感器配套，不受输出脉冲数的限制。并且该仪表还有扩展的RS232接口，能与配套的虚拟仪表动态显示频率，转速和计数值
转速测量的方案选择，一般要考虑到传感器的结构，安装和测量范围与环境条件等方面的适用性；再就是二次仪表的要求，除了显示意外还有控制，通讯和远传方面的要求。本
文给出一种转速测量方案。
霍尔传感器在测量系统中原理
电流的测量采用磁平衡式霍尔电流传感器 传感器可测量从直流到100kHz的交流量
在自动测控系统中,常需要测量和显示有关电参量。目前大多数测量系统仍采用变压器式电压、电流互感器,由于互感器的非理想性,使得变比和相位测量都存在较大的误差,常需要采用硬件或软件的方法补偿,从而增加了系统的复杂性。 采用霍尔检测技术,可以克服互感器这些缺点,能测量从直流到上百千赫兹的各种形状的交流信号,并且达到原副边不失真传递,同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离,霍尔传感器的输出可直接与单片机接口。
因此霍尔传感器已广泛应用于微机测控系统及智能仪表中,是替代互感器的新一代产品。在此提出了利用霍尔传感器对电参量特别是对高电压、大电流的参数的测量。
l测量原理
1霍尔效应原理
如图1所示,一个N型半导体薄片,长度为L,宽度为S,厚度为d,在垂直于该半导体薄片平面的方向上,施加磁感应强度为B的磁场,若在长度方向通以电流Ic则运动电荷受到洛伦兹力的作用,正负电荷将分别沿垂直于磁场和电流的方向向导体两端移动,并*在导体两端形成一个稳定的电动势UH,这
就是霍尔电动势(或称之为霍尔电压),这种现象称为霍尔效应。霍尔电压的大小UH=RIB/d=KHICB,其中R为霍尔常数；KH为霍尔元件的乘积灵敏度。
2用霍尔传感器测量电参量的原理
由霍尔电压公式可知：对于一个成型的霍尔传感器,乘积灵敏度KH是一恒定值,则UH∝ICB,只要通过测量电路测出UH的大小,在B和IC两个参数中,已知一个,就可求出另一个,因而任何可转换成B或J的未知量均可利用霍尔元件来测量,任何转换成B和I乘积的未知量亦可进行测量。电参量的测量就是根据这一原理实现的。
若控制电流IC为常数，磁感应强度B与被测电流成正比，就可以做成霍尔电流传感器测电流，若磁感应强度B为常数，IC与被测电压成正比，可制成电压传感器测电压，利
用霍尔电压、电流传感器可测交流电的功率因数、电功率和交流电的频率。
由UH=KICB可知：若IC为直流，产生磁场B的电流IO为交流时，UH为交流；若IO亦为直流，则输出也为直流。当IC为交流，IO亦为直流时，输出与IC同频率的交流且其幅值与被测直流IO大小成正比，改变被测电流IO的方向，输出电压UH极性随之改变。故利用霍尔传感器，既可对直流量进行测量，亦可对交流量进行测量。
系统结构简图
检测系统构成如图2，被测量经霍尔传感器转换为电压信号，经信号调理电路和多路转换开关选择，通过A／D转换器送给单片机，单片机采用89C51，是该系统的主控器，键盘选用2×4键盘，用于选择被测量的种类，采用数码管或液晶显示被测量的大小。
电参量的测量方法
1电压、电流信号的测量
电流的测量可采用磁平衡式霍尔电流传感器(亦称为零磁通式霍尔传感器)如图3所示。
当被测电流IIN流过原边回路时，在导线周围产生磁场HIN这个磁场被聚磁环*，并感应给霍尔器件，使其有一个信号UH输出；这一信号经放大器A 放大，输人到功率放大器中Q1，Q2中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流IO；由于此电流通过多匝绕组所产生的磁场HO与原边回路电流所产生的磁场HIN相反；因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出电压UH逐渐减小，最后当IO与匝数相乘N2IO所产生的磁场与原边N1IIN所产生的磁场相等时，IO不再增加，这时霍尔器件就达到零磁通检测作用。
这一平衡所建立的时间在1μs之内，这是一个动态平衡过程，即原边回路电流IIN的任何变化均会破坏这一平衡的磁场，一旦磁场失去平衡，就有信号输出，经过放大后，立即有相应的电流流过副边线圈进行补偿。因此从宏观上看副
边补偿电流的安匝数在任何时间都与原边电流的安匝数保持相等，即 N1IIN=N2IO，所以IIN=N2I2／N1(IIN为被测电流，即磁芯中初级绕组中的电流，N1为初级绕组的匝数；IO为补偿绕组中的电流；N2 为补偿绕组的匝数)。
由原、副边匝数可知，只要测得补偿线圈的电流IO，即可知道原边电流IIN，如原边为导线穿心式，则N1=l，IIN=N2IO。利用同样的原理可进行电压测量，只需在原边线圈回路中串联一个电阻R1，将原边电流IIN转换成被测电压UIN。即UIN=(R1+RIN)IIN= (R1+RIN)N2IO／N1，RIN为原边绕阻的内阻(一般很小不计)。对特高压交流电压的测量，先经隔离变压器降压后，对降压后的电压进行测量，然后对测量数据乘以倍数，即可得被测电压的大小。
该测量输出信号为电流形式IO。若在霍尔电流传感器的输出电路与电源零点之间串接恰当的电阻R0，并在该电阻上取电压，就构成了电压形式的输出。输出电压经电压调整电路、线性放大电路、不等位补偿电路、射集跟随等获得所需的电压，便于测量与显示。
2功率及功率因数、频率等电参数的测量
由正弦交流电有功功率的定义P=UIcosψ可知，只要准确测量出U，I及电流与电压相位差ψ，就可算出P与cosψ。采用传统的电磁式电压、电流互感器进行测量，由于互感器的非理想性，除存在变比误差外，更主要的是存在较大的相
位误差，这就使测得的ψ值不能真实地反映负载的性质。若
采用霍尔电压、电流传感器及真有效值转换器(如AD637)等，
可以使功率及功率因数的测量精度大大提高。
此外，霍尔传感器还可以测量从直流到100kHz的任意
波形的交流量，从而克服了电磁式互感器有特定的额定频率
的弊端。真有效值转换器可以将正弦波形或任意波形的交流
量转换为直流量，输出直流的大小正比于交流量的有效值，
且转换精度高，因而测量相对准确。
测量原理如图4所示，交直流电压、电流经霍尔电流传
感器、霍尔电压传感器隔离、转换后，得到与之对应的电压
信号，再经真有效值转换器转换为直流(直流电不需转换)，
其大小正比于交流电的有效值，直流(或转换后的直流)电压
经A／D变换后送入单片机，这就采集到了U，I的大小。
另外将传感器副边输出的电信号 U1，U2分别经过零电
平比较器1和2，当信号由负变正，通过零点时产生一个脉
冲，加到门控电路输入端。设U1超前于U2，则前者作开启
信号，后者作关闭信号。门控电路产生一个脉冲宽度对应于
两个信号相位差的矩形脉冲，该脉冲一路送单片机的定时／
计数器T1口，单片机测出相邻两个矩形脉冲前沿之间的时间
间隔t，即为被测信号的周期Tx(频率fx=1／Tx)。
另一路送至与门电路，打开计数与门，在此期间，时标
信号Ts经由与门至单片机的定时／计数器TO口计数，设计
数值为N，则U1与U2相位差为 △ψ=Ts／TxN×360°。
经单片机计算出功率因数cosψ，进一步计算出有功功率P＝
UIcosψ，并将测得参数U，I，P，cosψ，ψx等送显示电路
显示。如要测三相电路的总功率，则分别测得每一相的功率，
然后三相功率相加即可。此外，该系统也可测量无功功率和
视在功率等电参数。
基于霍尔传感器的电参量检测系统具有很好的线性度、
精确度和良好的反应时间。温度漂移小，霍尔元件在-40～
+45℃的温度范围内，霍尔电压的温度系数仅为0．03％～
O．04％。
这里所介绍的测量方法达到了对电参量进行高精度的隔
离传输和精确检测的目的，特别适合高电压、大电流电参量
的测量。这为研制一种新的电参量测量仪器打下了一个良好
的基础，在工程上具有一定的应用价值。不足之处，霍尔元
件存在不等位的电势的影响，需加补偿电路修正。
霍尔传感器测量方案
霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的。其核心元件是
根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。本文介绍的是一种汞驱
动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。霍尔转速传感器的结
构原理如图1，霍尔转速传感器的接线图如图2
图2
传感器的定子上有两个互相垂直的绕组A和B，在绕组的中心线上粘有霍尔片HA，HB，转子为永久磁钢，霍尔元件HA和HB的激励电机分别与绕组A和B相连，他们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。
转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：
式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期
根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。其大小和外磁场及电流大
小成比例。霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。在这里选用美国史普拉格公司(SPRAGUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<>
1.2转速控制原理
直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C8051F060片内的D／A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加
一、减一法)。比例调节器的输出系统式为：
式中：Y为调节器的输出；e(t)为调节器的输人，一般为偏差值；Kp为比例系数。
从式(2)可以看出，调节器的输出Y与输入偏差值e(t)成正比。因此，只要偏差e(t)一出现就产生与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点，这是一种最基本的调节规律。比例调节作用的大小除了与偏差e(t)有关外，主要取决于比例系数Kp，比例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性
也越大。反之，比例系数越小，调节作用越弱。对于大多数的惯性环节，Kp太大时将会引起自激振荡。比例调节的主要缺点是存在静差，对于扰动的惯性环节，Kp太大时将会引起自激振荡。对于扰动较大，惯性也比较大的系统，若采用单纯的比例调节器就难于兼顾动态和静态特性，需采用调节规律比较复杂的PI(比例积分调节器)或PID(比例、积分、微分调节器)算法。
总体电路原理相关说明
1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈既光电管导通一次，利用此信号做为脉冲计数所需。
（2）计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存电路，在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示，这样做不仅解决了数码显示的逻辑混乱，而且避免了数码显示的闪烁问题。
（3）对于脉冲记数，有测周和测频的方式。测周电路的测量精度主要受电路系统的脉冲产生电路的影响，对于低频率信号，其精度较高。测频电路其对于正负一的信号差比较敏感，对于低频率信号的测量误差较大，但是本电路仍然采用测频方式，原因是本电路对于马达电机转速精度要求较低，本电路还有升级为频率计使用，而测频方式对高频的精度还是很高的。
（4）显示电路采用静态显示方法，由于静态显示易于制作和调试，原理也较简单，所需元易于购买。
（5）电路时钟是整个电路的关键，他是整个电路有效工作的核心，负责电路的锁存和清零。其基本思路是：产生频率一秒是时钟，当秒时钟到来时，既上升沿到来时，对锁存电路进行锁存，锁存以后才能对计数器进行清零，锁存和清零间隔要充分小，否则就影响电路的计数准确度。鉴于此，对锁存集成必须采用边沿触发形式的集成，并且计数器应该与锁存同步工作，既都在秒时钟的上升沿触发工作。
另外大多的译码器都带有锁存功能，但是他的锁存方式基本上都是电平触发，若设计成电平触发的话，势必会增加电路的复杂度，还不如直接采用边沿琐存的单集成，所以不使用译码器中的锁存电路。
时钟实现方法很多，本电路采用晶振电路，已求得高精度的时钟需求。
7、总体电路原理图
、
8、元件清单
9.参考文献
网站：中国电子资源网，www.chinadz.com
search digtal www.it.com
脉冲与数字电路 王锍银 高等教育出版社
电子测量 蒋换文 中国计量出版社
电子报合订本 1998年上、下。
《数字集成电子技术教程》 李世雄，丁康源主编 《电子技术基础（数字部分）》 康华光等编
《数字电子技术基础 》 阎石等
《数字电子技术基础简明教程》，清华大学电子学教研
组编
10、设计心得体会
从总体上来看，电路设计制作还是比较成功的，获得了很多的经验，综合如下：
10.1设计思路是实施操作的扎实基石
一个良好的设计思路，是电路的生命。宁愿在思路设计上多花上50%的时间，因为前期看似慢，实际上恰恰给后期的制作带来很大的方便，效果往往是更节省了许多时间。
10.2电子制作慢工出细活
在制作过程中，马虎不得，粗心不得，特别是电子类的设计制作更应该如此。一步一步来，逐个逐个调试，不可囫囵吞枣，不可贪图方便。
10.3活学活用
这次设计让我真正体会到了书本知识永远是基础，而基础正是你向高层次迈进的扎实阶梯，。在实践当中，灵活运用书本上所讲的知识，，只有扎实掌握了核心的方法，才有可能做到活用巧用。
21 ......................................................................................
范文五：电子电工课程设计
题目 实用电子定时器 班级 10信息班 学号 21010520139 姓名 郭 强 指导 王俊祥 时间 2012-12-18
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
目录
1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.
2、 电子定时器震荡电路. . . . . . . . . . . . . . . . . .5
3、 线路控制电路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
4、 显示电路屏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
5、 总体电话原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
6、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
7、 元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
8、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
9设计心得体会 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1、总体方案与原理说明
定时精度是主要性值指标之一．在使用中，由于定时器本身的元件、电路参数的变化或受外界因素变化的影响，定时器的控制时间与实际时间总是存在差别的、其差值就是定时器的误差，误差越小精度越高．
定时器控制时间x与实际时间之差值AJ称为定时器的绝对误差，即绝对误差；控制时间—实际时间即
Ax＝x—xD
绝对误差与实际时间之比称为相对误差，通常用百分数表示．如用Y表示相对误差，则：
λ=
?x
?100% X。
有些用额定时器例如延时关灯的定时开关，对精度要求不高，而另一些用途的定时器，例如印相设备上的定时器，对精度的要求就要高得多．精确度和可靠性的优劣，取决于电路结构和元件质量．
用一个普通五功能电子表表芯，加装一个放大器，就可以构成一台高精度定时器。它可以设定在一个小时之内，可对电风扇、收录机、电视机等家用电器进行定时关机.
2、电子定时器震荡电路
电子定时器是根据电容器通过电阻克放电需要一定时间(阻容式)或振荡SS具有一定的振荡频率(振荡式)的原理列跋的．定时器由延时电路、开关电路、负载和电源四个部L7组成，如图1方柜用所示．
图中延时电路就是R c无放电电路或振荡，电路则由各种晶体管或集成电路开关构成；负载可用灯泡、电动机、电热9E、音频振荡器等家用电器，或是通过继电器或可控硅来控制这些用电器的远行．电源uJ用直流电源或交流整流供电． 适当搭配延时电路开关电路、负载相电源即可构成各种不同的定时器．
电路中VT1采用场效应管，以提高电路输出阻抗。VT1的栅极G
接至电子表十时位笔划段输出端K，当电子表时钟显示在1～9时时，按一下SB，因K端为低电平，VT1导通，源极D为高电平，二极管VD1截止，VT2导通，VT3也随之导通，继电器K通电吸合，其常开触点K1闭合使电路自锁，另一个常开触点K2闭合可接通被控家电的电源。当时钟走时到达十时整时，K端输出高电平，VT1被夹断，D极为低电平，VD1导通，VT2截止，VT3因失去基极电流而截止，继电器K释放，触点K1、K2跳开，家用电器。
五功能电子表一般采用3位半液晶显示屏，包括冒号，共24划。其中十时位的两划“|”，仅在10～12时显示为高电平，其余时间为低电平，把十时位信号取出即可用来作定时控制信号
5、总体电路原理相关说明 1.工作原理
定时器的电路是如图。五功能电子表一般采用3位半液晶显示屏，包括冒号，共24划。其中十时位的两划“|”，仅在10～12时显示为高电平，其余时间为低电平，把十时位信号取出即可用来作定时控制信号。由于笔划信号负载能力很低，因此电路中VT1采用场效应管，以提高电路输出阻抗。VT1的栅极G接至电子表十时位笔划段输出端K，当电子表时钟显示在1～9时时，按一下SB，因K端为低电平，VT1导通，源极D为高电平，二极管VD1截止，VT2导通，VT3也随之导通，继电器K通电吸合，其常开触点K1闭合使电路自锁，另一个常开触点K2闭合可接通被控家电的电源。当时钟走时到达十时整时，K端输出高电平，VT1被夹断，D极为低电平，VD1导通，VT2截止，VT3因失去基极电流而截止，继电器K释放，触点K1、K2跳开，家用电器关闭，定时器也就不耗电。 2.元器件选择和制作
左起第一线即为公共电极端COM，第二线为十时位信号输出端K。用两根细漆包线，线头刮去漆膜，搪上焊锡，将线头贴在表芯的COM和K引线上，然后粘上胶带纸封固，再将线头另端接入电路。 3.调试
先将导线短接按钮开关SB，使电路始终接通，调整电子表显示时间为10时，调节电阻R2的阻值要求继电器K释放，当显示其它时间（1～9时）时，继电器吸合，电路即为调好。然后撤去SB短路线，即可投入使用。 4.使用
首先要调校电子表时间，使电子表所显示的时间与10:00之差为所要设定的定时时间。例如，需要延时5小时40分钟后电风扇断电，则电子表应调到4:20。然后按一下SB，定时器通电工作，K1吸合使电路自锁，K2吸合使电风扇通电运转。经过5小时40分后，电子表显示10:00，继电器释放，K1、K2跳开，定时器和电风扇均断电停止工作。如将K2改用继电器的常闭触点，就可以实现定时开启家用电器。
6、总体电路原理图
7、元件清单
8、参考文献 （1） 李华．MCS-51系列单片使用接口技术．北京．北京航空航天大学出版社．1994
（2） Intel．8－bit Embed Handbook．1989
（3） 潘新民，王燕芳．单片微型计算机实用系统设计 ．北京．人民邮电出版社．1993
（4）李广弟．单片机基础．北京北京航空航天大学出版社．1994
（5）张积东．单片机51/98开发与应用．北京．电子工业出版社1994
（6）徐淑华．单片微型机原理及应用．哈尔滨．哈尔滨工业大学出版社．1991
9、设计心得体会
设计，给人以创作的冲动。尽览古今中外设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。我就是以此心态对待此次电工课程设计的，所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多。
经过了一周的课程设计，获得了很多的体会，才体会到自己知识的匮乏，从一开始的无从下手，到慢慢的自己网上找资料，一点点一点的积累，以及找到相关知识的书籍，最开始连在word里面怎么划线都不知道，后面一点点的积累，从发现虽然在学校学了这么久但是自己的动手能力还是很差，理论联系实际的能力更加的匮乏，特别是要自己找东西设计个东西，从头到尾，全都自己全手包办。
我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
设计完整的电路，还要考虑到它的前因后果。什么功能需要什么电路来实现。另外，还要考虑它的可行性，实用性等等。这样，也提高了我的分析问题的能力。另外，这次实习不仅使我的电学知识有一个很大的提高，而且还使我学到了许多其他方面的知识。
综上所述，通过这次课程设计学习不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性。使我的综合能力有了一个很大的提高。同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。最后，感谢老师和同学们对我的帮助，以后一定认真学习这方面的知识。
