武汉理工大学课程设计报告

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1、武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书目录1技术指标11.1初始条件11.2技术要求12设计方案及其比较12.1模拟电路方案12.1.1方案一12.1.2方案二32.1.3方案比较42.2数字电路方案42.2.1方案一42.2.2方案二82.2.3方案比较103实现方案103.1模拟电路方案103.1.1电路器件说明及反相器电路103.1.2电路原理分析113.2数字电路方案123.2.1电路器件说明123.2.2电路原理分析153.2.3电路参数设计154调试过程及结论164.1模拟部分164.2数字部分165心得体会176

2、参考文献18武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书自动循环调光灯电路的设计和模拟信号运算电路的设计1技术指标1.1初始条件直流可调稳压电源一台、以集成电路运算放大器LF353、NE555和CD4017集成电路、三极管9013、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子、导线等必备工具。1.2技术要求1）模拟部分以集成电路运算放大器LF353为主，设计一种模拟信号运算电路。具体包括加法运算电路和减法运算电路，要求能够实现两路可调模拟信号的加法运算和减法运算。2）数字部分以NE555和CD4017集成电路为主芯片，设计一种调光

3、灯电路。可以使灯在熄灭—微亮—较亮—最亮四种状态下循环。要求灯光变化的循环速度可以进行调节。2设计方案及其比较2.1模拟电路方案2.1.1方案一1）加法器方案一加法器原理图如图1所示。18武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书图1方案一加法器原理图规定：R1端输入电压为vi1,通过的电流为i1；R2输入电压为vi2，通过的电流为i2;RF通过的电流为if；输出电压为v0。根据“虚短”和“虚地”得知放大器两输入端接地，电压0。列Ｎ点节点电流方程有：i1=vi1R1i2=vi2R2i3=v0Rf因为：　　　　i1≈0。所以：　　　

4、　if=i1+i2即：　　　　　-v0Rf=vi1R1+vi2R2　　　　　v0=-RfR1vi1+RfR2vi2(1)2)减法器方案一减法器电路原理图如图2所示。图2方案一减法器原理图规定：R1端输入电压为vi1；R2输入电压为vi2；放大器同相输入端输入电压为vp输出电压为v0。18武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书在vi1作用，vi2=0时，这是一个反相器，则vo1=-RfR1vi1在vi2作用，vi1=0时，这是一个同相放大器,则vp=R3R3+R2vi2vo2=1+RfR1vp=1+RfR1(R3R3+R2)vi

5、2根据电压叠加原理，vi1，vi2同时作用时输出电压为v0=-RfR1vi1+1+RfR1R3R3+R2vi2(2)2.1.2方案二用方案一的方法来实现加法器是最简单，最准确的，也是最优的方法。因此不做其他考虑，现设计另一种减法器。方案二减法器的电路图如图3所示。图3方案二减法器原理图规定：R1端输入电压为vi1；R2输入电压为vi2；放大器1,2的输出电压分别为vo1，vo。同加法器同样的方法计算，可得：vo1=-Rf1R1vi1vo=-(Rf2R3vo1+Rf2R3vi2)=Rf1R1Rf2R3vi1-Rf2R3vi218武汉理工大

6、学《专业课程设计（一）》课程设计说明书2.1.3方案比较因为加法器比较容易实现，且方案一的加法器电路是最简单，最准确也是最优方案，因此加法器电路就采用方案一的电路原理图。对于减法器，虽然方案一的原理图理论分析相对于方案二较复杂，但是只需要一个放大器（方案二需两个放大器），这就导致方案一的实际连线图比方案二的实际连线图要简单，操作起来比较容易。因此，减法器也选择方案一。综上，模拟电路方案选择方案一。2.2数字电路方案2.2.1方案一2.2.1.1单元电路设计自动循环调光灯电路由NE555组成的多谐振荡电路，CD4017组成的十进制计数器，

7、三极管9013组成的调光控制电路组成。使灯在熄灭—微亮—较亮—最亮四种状态下循环。1)NE555组成的多谐振荡电路由NE555组成的多谐振荡电路为十进制计数器提供时钟脉冲信号，其电路图如图4示。图4NE555多谐振荡电路18武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书当加上电源电压后，由于电容C1上端电压不能突变，故NE555处于置位状态，输出端（3脚）呈高电平“1”，而内部的放电管VTl截止，C1通过R1、R2对其充电，低电平触发端（2脚）电位随C1上端电压的升高呈指数上升。当C1上的电压随时间增加，达到2/3VDD阈值电平(6脚

8、)时，上比较器A1翻转，使RS触发器置位，经缓冲级倒相，输出V0呈低电平“0”。此时．放电管VT1饱和导通，C1上的电荷经R2至VT1管放电。当C1放电使其电压降至1/3VDD触发电平(2脚)时，比较器A2