北京化工大学信息科学与技术学院自动化专业课程设计题目说明书页图纸页班级:姓名:学号:同组人:指导教师:目录一课程设计的任务及基本要求二逻辑框图设计三逻辑电路的设计及参数四安装调试步骤及遇到的问题五印刷线路板设计六体会及建议七参考文献八附录（元件使用说明）九附图（框图逻辑图印刷线路板图）一、课程设计的任务及基本要求任务：设计一个β数显式测量电路要求：1.可测量PNP硅三极管的电流放大系数β<199，测试条件为：(1)I B=10μA，允许误差±2%；(2）14V<V CE<16V，且对不同 值的三极管， V CE的值基本不变。

2.用两只数码管分别用来显示十位和个位，发光二极管用来显示百位，其亮状态和暗状态分别表示1和0。

3.数字显示器。

显示的数字应当清晰，显示周期的长短要适合，应大于人眼的滞留时间（0.1s）。

4.设B、C、E三个插孔，当北侧三极管插入时，打开电源，显示器即显示该三极管的β值。

5.限定使用的主要元器件如下所示：通用型集成运放LM324高阻型集成运放LF351通用型集成电压比较器LM311集成定时器NE5552/5十进制计数器74LS90BCD—七段译码器74LS47双D上升沿触发器74LS74六施密特反相器74LS14四2输入与非门CC4011共阳极LED七段数码管二、逻辑框图设计三、逻辑电路的设计及参数计算1.β/Vx转换电路：V X=βI B•R2V X极性为正!由β最大值（199）时V Xmax=13V，以此求出R2；为平衡R3略小于R22.压控振荡器（1）积分器、电压比较器的选择：351——高阻型；311——专用电压比较器（转换速度快）（2）积分器中的D1使正向积分与负向积分的回路不通、时间不同。

R9<<R4′为能实现压控振荡，并忽略正向积分时间。

（3）后接的43k电阻的作用：（4）积分器输出的V1波形：3.计数时间产生器电路（1）计数时间Tc须经反相器（4011）引出，因为译码器的消隐信号的的相位是低电平有效。

（2）555定时器的V C2和V O的波形（3）计数时间与压控振荡器的输出相与（经与非门和反相器）：4.计数、译码、显示电路：（1）译码器采用47——输出低电平有效，后接共阳极数码管；（2）90清零信号高电平有效，因此在使用中不要将他们随意悬空。

5.电路原理图：四、安装调试步骤及遇到的问题1.安装（1）安装要点○1在电路原理图上标号芯片号和芯片管脚号，不用功能脚的逻辑电平。

○2合理布置芯片和其他元件的位置。

○3布线：*安排好电源线和地线（通电前先把几路电源调好，注意共地）；*线紧贴面包板，横平竖直，不交叉，不重叠；*在芯片两侧走线，不可跨芯片；*元件横平竖直。

○4安装顺序：按信号流向，先主电路，后辅助电路。

○5边安装，边调试。

（2）安装注意事项○1在原理图上先标注芯片管脚(4011、14、数码管管脚图应画在旁边），并拟订安装调试方案。

○2各集成芯片合理布局，同方向排列，不要插反。

○3按框图分系统组装、调试。

○4连线选用0.2-0.3mm的单股硬导线（为检查方便，各类电源线和地线最好用不同的颜色。

特别注意各集成片的共地，采用多点共地——利用横条和竖条）。

○5紧贴面包板布线，导线要拉直，横平竖直，最好不要拐弯，不能拉斜线或在芯片上跨接。

应根据距离和插入长度剪断导线，插入长度为0.4-0.6㎜，过短可能接触不良；过长又可能把面包板戳穿，引起短路。

使用过的导线可以利用，但线端不能有明显伤痕，并用镊子把线端夹直。

○6插线时，电源必须关闭，不能带电操作。

2.调试（1）调试要点○1β电流、电压转换电路 运放324的1脚输出一直流电压V X ≈0.051βV （小于10V ）○2压控振荡器：（运放反相输入端应“虚地”）运放351的6脚输出已锯齿波比较器311的7脚输出矩形波○3555振荡器： 555的3脚输出矩形波○4清零波形：C 4、R 4的接点处输出尖脉冲○5计数、译码、显示：将555振荡器的3脚输出送计数器个位90－1 的时钟输入CPA ———，观察数码显示。

（2）调试注意事项：○1安装完毕不要急于通电，应先用万用表短路档根据电路图逐个检查每个集成片的引脚连接是否正确，有无错线、少线、多线，特别要仔细检查电源、地线是否连接正确、可靠。

○2通电前先把几路电源调好，注意共地。

3.故障：遇到的故障：直接用万用表测Vx的时候，数字显示不正确。

555 输出波形不正确。

14芯片不能正常触发。

750Ω的电阻接入电路之后，清零信号消失，从555出来的信号减弱。

4011芯片在三端输入都正常的情况下，没有正确进位。

原因：接错线、漏接线、多接线、逻辑错误，板子老化。

排除：1. 查芯片电源电压2. 运放线性工作时反相输入是否“虚地”3. 一般故障现象：• 若根本不亮，应检查电源；• 若数码管不闪烁，先检查555是否振荡；• 若数码管显示0，应检查90有无输入，清0信号是否正常或90有无输出；• 若数码管全显示9，检查有无清0信号；或调整积分器输入端的电位器看有无变化；或看324的输出是否正常等。

4.计数部分，逐点观测有无信号，或用万用表DCV看是否跳变。

• 输入为1.4v ——虚线• 输出保持高电平不变——芯片未接地或接触不良…• 输入与输出同样规律变化——芯片未接电源…5.555振荡器正常但计数无输出解决：在555的电源正极与地之间接一个几十 F的电解电容五、印刷线路板设计1.印刷线路板的设计依据：实验面包板连接电路2.设计要求：（1）双面板：*正面用红色线（元件面，横线为主）*反面用蓝色线（连线面，竖线为主）*金属化孔用蓝色（2）走线原则：*线条横平竖直，同面线不能交叉*线条尽量少*每个芯片横向最多走三条*芯片相邻管脚之间不能走线*每个金属化孔只能插入一个元件管脚（3）元件标注（用铅笔）：*标出元件符号*标出元件值*标出芯片的1脚（4）其他要求：*坐标纸大小：31cm×23cm*比例尺：2:1*周边留宽：5～10mm*线宽：1mm（200mA/mm）*电源和地线：加宽*芯片跨度：7.5mm*芯片管脚间距：2.5mm*金属化孔：内径0.8mm外径1.5mm*电位器：两脚间距5mm六、体会及建议电子技术是我们的专业基础课程，通过大二两学期的数电模电学习和实验，我对这门课程有了一定的了解。

但通过这次课程设计后，我深刻的理解了理论与实际的差异。

画印刷电路板图的时候，特别需要一个人全神贯注，细心耐心的做这件事。

而安装调试，更加考验一个人的毅力和耐性。

做实验的过程中，我们每一步都小心谨慎，却还是出了各种低级错误实属不应该，也做了深刻的自我反省。

这次的电子技术课程设计历时两周，我们组虽然只是班里中间位置做完的，但经过这次课程设计的实践和体验，我能做出自己原本以为不可能完成的电路设计并得出了正确的结果，这其中的喜悦真的只有真正付出过的人才能体会的到。

建议：实验室的器件有些已老化，需要不时的检查更新。

七、参考文献1、电子技术基础（康华光主编）2、集成电路原理及应用（钱为康编）3、电子技术基础课程设计（孙梅生等编）4、TTL集成电子设计手册5、电子技术课程设计指南（张诚庆、杨丽华）八、元件使用说明1、通用型集成运放LM324管脚图如图示：L324内有四个结构相同，互相独立的运放，当电源电压为5V时，其非线性应用的输出电平与TTL器件相容。

高阻型集成运放LF351管脚图如图示：一般工作时采用±15V电源，它的输出级有过流保护电路，当需要调零时，可把电位器动端连负电流，两个固定端分别与调零端相连。

2、通用型电压比较器LM311管脚图如图示：用它构成的电压比较器，其响应速度比用一般运放组成的电压比较器快，可用单电源供电，也可用双电源供电±15V。

只有6脚为高电平或悬空时，才能使输出随输入电压的大小而变化，实现比较器的功能。

3、集成定时器NE555管脚图如图示：用555定时器组成的多谐振荡器，振荡频率比较稳定，为使于频率调整，可外加电位器。

4、六施密特反相器74LS14管脚图如图：四2输入与非门CC4011管脚图如图示：7.双上升沿触发器74LS74管脚图如图示：74LS74是具有直接置位端（S—D）和复位端（R—D）的双D触发器。

74LS74逻辑功能表如图示：表中的符号“↑”表示时钟CP的上升沿触发，带“*”的状态是不稳定的，即S—D和R—D回到高电平，此状态静不稳定。

8. 2/5十进制计数器74LS90管脚图如右图示：逻辑功能表如下图示：9.BCD—七段译码器74LS47管脚图如右图示：图中D、C、B、A为输入的8421BCD码，a—～g—为七段输出。

逻辑功能表如下图示：74LS47的有效输出电平为低电平，它可以与共阳极的LED数码管配套使用，如图所示通常数码管导通时的正向压降为1.8V，正向电流为10mA，据此可选定限流电阻R，一般为390Ω左右。