数字逻辑课设报告

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1、沈阳航空航天大学数字逻辑课程设计报告电缆的通断检测一、概述对于电缆生产厂家及电缆安装人员，常常需要检测电缆芯线是否存在断路故障。电缆的通断对销售及安装都冇一定的影响，因此电缆通断的检测成为一个十分必要的过程。本题目要求设计一个电缆通断指示电路，可对电缆芯线进行快速检测并指示其通断。电路主要由时钟信号产生电路、计数电路、译码电路和状态指示电路及电源电路组成，指示灯亮则表示电缆导通。经实验证明，该电路可检测23根及以下数量电缆，设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用，方便可靠。二、方案论证设计一个电缆通断指示电路，可对电缆芯线进行快速检测并指示其通断。屯路主要曲时钟信号产生屯路、计

2、数电路、译码电路和状态指示屯路及电源电路组成，原理框图如图1所示。图1电缆通断指示电路原理框图三、电路设计1.直流稳压电源电路直流稳压电源由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，其原理框图及电路图如图3.1和图3.2所示。220v50hz图3.1直流稳压电源电路原理框图(1)电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路。(2)整流电路：将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。桥式整流电路由四个二极管组成，因为二极管的单向导通能力，使电流变为单向流通。(3)滤波电路：可以将整流电路输出电压屮的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的一

3、直流电压。(4)稳压电路：由三端集成稳压器及其他组件组成，使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。该设计要求5V供电，所以选择三端稳压器W7805.1.时钟产生电路吋钟产生电路如图3.3所示。图3.3时钟产生电路图555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器成本低,性能可靠，只需耍外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器来产生时钟信号，用于计时。由555定时器和外接元件Rl、R2、C3构成多谐振荡器,Rl,R2和C3是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C4的连接处，将放电端（7脚）接到Rl,R

4、2的连接处，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过Rl、R2向C3充电，以及C2通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。3•计数与译码电路计数与译码电路如图3.4所示。DCDHEX74LS161D一-ZLX33g「LOKSX31PnZCrsn933TPrsn5「LOKSU7A74LS00DU5DCD_HEX_BLUEU6A74LS32D1274LS138DXX2aYlcYJyssixsXBXT74LS138Dz-U3cU74LS138D图3.4计数与译码电路图计数电路部分实现由555定时器组成的多谐振荡电路输入至CLK端口，EP、ET接通高电平，使74LS161实现计数功能，同时C

5、LR、LD接高电平，两个74LS161组合设计成24进制计数器，可以对电缆实现循环检测。计数电路的输岀端接译码电路，由3个74LS138构成，将计数电路输出的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。4・状态指示电路状态指示电路如图3.5所示。R2图3.5状态指示电路图状态指示电路±LED灯及电阻构成，由直流稳压电源提供5V电压。LED灯用來显示电缆的通断，灯亮则表示电缆导通，电阻用來保护指示灯。四、性能的测试1・直流稳压电源的测试直流稳压电源测试电路图如图4.1所示，电路的输出电压测试结果及波形图如图4.2和图4.3所示。X220VrmsV1lH・・2••••500-°43图4.

6、1直流稳压电源测试电路图万用表-XMM1图4.2直流稳压电源测试结果图4.3输出的直流电压波形图直流稳压电源电路中电网供给的交流电压U1(220V,50Hz)经电源变压器降压后,得到符合电路需要的交流电压U2,然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压Ui,再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的电流电压Uo。输出波形如上图所示为一条平稳的直线，稳压电路三端稳压器选择W7805,使输出电压为5VO2.时钟产生电路测试时钟产生测试电路如图4.4所示，电路输岀的时钟信号结杲及波形图如图4.5和图4.6所示。04・•二：TOmF•VCCVCC555Tl••・"CC・RS

7、TOUTDISTRIcox・・•GMTRATED图4.4吋钟产&测试电路图图4.5输岀的时钟信号结果图4.6时钟信号波形图由555定时器和外接元件Rl、R2、C3构成多谐振荡器。电路不需要外接触发信号,利用电源通过Rl、R2向C3充电，以及C3通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。555电路要求R1与R2均应不小于IKQ,但两者之和应不大于3.3MQ。电容C3在l/3Vcc和2/3VCC之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图4.6所示。输出信号的时间参数是