电子技术基础课程设计
改通用示波器为简易逻辑分析仪
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§1 电子系统设计基础知识
电子系统的组成 电子系统设计步骤 设计的基本方法 实验文件的标准格式
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§1.1 电子系统的组成
输入信号
输入电路
变换、控制、 运算电路
输出电路
输出信号
电源
电子系统通常由四部分组成，输入电路，变换、控制运算电路，输 出电路和电源。
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方案设计报告
必须按下述要求画出框图和电路图： （1）比较简单的框图，一般由几个方框组成。复杂些的电路，一般
由十几个方框组成。通常所有的框图画在一张纸上。始当庞大的 电路，可附加各单元电路的方框图。所画的框图不必太详细，但 也不能过于含糊．关键是要反映出电路系统的主要单元电路、数 据通路，输入和输出，以及控制点的设想。 （2）框图要清晰地表示出信息的流向。 （3）每个方框不必指出功能决中所包含的器件。 （4）所有连线必须清晰、整齐。 （5）所有器件符号均采用国际（或国家）标准符号。
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图12 示波器显示逻辑字符功能扩展框图
根据上述原理就可将通用示波器改为简易数字逻辑分析仪。
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二、技术指标（简易数字逻辑分析仪）
1．输入、输出信号与TTL集成电路电平相容；
2．输人信号：输入信号最高频率≤l00KHZ；
A、可同时输入四个被测信号
B、外时钟信号
3、输出信号：
A、送至示波器Y轴输人端信号幅度：
逻辑分析仪
双踪示波器
1010101010101010 1100110011001100 1111000011110000 1111111100000000
CH1 CH2
课程设计 电路系统
通道1 通道2
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一、示波器工作原理
1．组成 通用示波器通常由显示器件（阴极射线管）、垂直放大 器、触发器或同步电路、时基、水平放大器、门控放大 器、电源等组成，其框图如下所示。
观察多个波形。只需在每个波形加入Y轴放 大器（垂直放大器）的同时加一偏移电压， 然后调节扫描周明便能得到稳定的多个波 形。示波器观察多个波形功能扩展框图如 下。
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对逻辑电路只有“0”、“l”两个状态。在示波器上要显示出“0”、“l” 逻辑字符，可根据显示李沙育图形的原理，将两个频率相同，并有一定相位差 （60°～ 90°）的正弦波，分别加到Y轴和X轴输入端，示波器就可显示字符 “0”；若只有Y轴加信号，X轴不加信号，就可显示字符“1”。若在Y轴和X轴加 （或不加）信号的同时加上一定的偏移电压，就可把“0”、“1”字符显示在荧 光屏的不同位置上。示波器显示逻辑字符功能扩展框图见图12。
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§2 设计课题
题目：改通用示波器为简易逻辑分析仪
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设计目标
双踪示波器
CH1 CH2
双踪示波器
通道1 通道2
系统时钟信号 输入信号1 1 0 1 0 输入信号2 1 1 0 0 输入信号3 1 1 1 1 输入信号4 1 1 1 1
101010101010 110011001100 000011110000 111100000000
A、画出主要单元电路、数据通路、输入、输出及重要控制信号的概貌框图。 B、画出构成电路的详细电路图。 C、简要说明系统的工作原理。
（2）方案试验
对所定的设计方案进行装调实验。对一个仅从理论上设计出来的电路往往是不 成熟的，可能存在许多问题，必须通过装调试验。发现实验现象与设计要求不相符 的地方，通过分析、试验，找出解决的方法，来不断改善原设计方案，甚至修改原 方案。
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谢谢大家！
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六、参考文献
l、模拟电子技术基础 江晓安 主编 2、数字电子技术基础 江晓安 主编
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七、简易数字逻辑分析仪参考电路
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八、集成电路引脚，逻辑图及功能
74LS86（异或门） 74LS04
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74LS93 （2－8进制计数器）
注：NC为空腿。
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74LS153（双4选1数据选择器）
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741 单运放
LM324 双运放
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555定时器的电路结构
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用555定时器接成的多谐振荡器
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B
E
C
三极管管脚排列顺序 （3DG6、3DK2）
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“逻辑”状态≥0.2VP-P
“波形”状态≥0.3VP-P
B、送至示波器X轴输入端或外触发输入端信号幅度：
至X轴输入端信号幅度≥0.1VP-P
至外触发输入端信号幅度≥3VP-P
C、内时钟信号输出：约100KHZ
D、“8421”编码信号输出
4、简易数字逻辑分析仪与示波器配合使用：
A、可显示≤16组由“0”、“1”字符组成的被测信号逻辑 值
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方案试验报告包括：
调试方法和步骤； 指标测量内容和方法； 所用仪器设备； 记录测量结果的表格等。
课程设计总结报告包括：
任务要求；
方案特点；
框图组成及其工作原理；
单元电路的设计计算；
总电路图；
调试方法和步骤；
实验结果（包括各点的数据、波形和指标测量值）；
结果分析；
改进意见和心得体会等。
（3）工艺设计
完成制作实验样机所必需的文件资料，包括整机结构设计和印刷电路板设计。
（4）样机制作和调试
在修改和完善方案设计、工艺设计的基础上，完成样机外壳和构架的加工、元 器件的焊接和组装、整机调试和指标测试等工作。最终制作出符合指标要求的性能 样机。
（5）总结鉴定
考核样机是否全面达到给定技术指标要求，能否长期可靠地工作。同时写出设 计总结报告、只有通过鉴定后方可投入试生产。
（2）根据所划分单元的功能，选择合适的电路和器件来完成所需的功能，因此，要 求设计者不仅应具备电路方面的知识，还要熟悉各类器件的性能和特点。
（3）完成各单元电路间的相互连接。对逻辑电路，在时序上应协调一致。对模拟电 路，相位关系应相符。相邻单元间，在电气性能上应匹配，以保证各部分均能正 常工作。
由于集成电路的迅速发展，许多单元功能电路已由生产器件的厂家完成。因此， 我们在设计时，搞清总体方案对各部分电路的要求之后，就可选择合适的集成电路。 尽量少用分立元件。这样不仅可以减少器件的数量，还可提高电路的可靠性，降低成 本。
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踏实肯干，努力奋斗。2020年10月22日上午2时45分 20.10.2220.10.22
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2．工作原理
被测信号经垂直放大器后加到示波器的垂直（Y轴）的 偏转系统，使电子射线的垂直偏转距离正比于输入信号的 瞬时值。在示波管的水平（X轴）偏转系统上加以随时间 线性变化的信号；使电子射线在水平偏转正比于时间，那 么再示波管的屏幕上就得到输入信号的时间波形。由于水 平偏转系统所加线性变化的信号不可能无限增长， 荧光屏 的尺寸也有限，故实际线性变化的信号（扫描信号）是一 锯齿波，这样就能使输入信号的时间波形在荧光屏上反复 出现。当锯齿波的重复周期等于输入信号周期（或输入信 号周期的整数倍）时，每次重复出现的波形正好完全重合 （同步）就可看到稳定的波形。
B、可显示四个被测信号的逻辑波形
5、电源电压：+5V。
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三、具体设计内容
1、根据技术指标要求，设计计算 A、正弦波振荡器。 B、时钟脉冲振荡器；
2、设计整机电路，画出框图和总电路图 3、在实验板上接插电路，并进行单元电路和整机调试。
调试完成后，要写出详细总结报告，包括：调试步骤、 调试结果、晶体管工作状态、原器件明细表、使用方法（例 举组合逻辑电路动态测试和时序电路测试的使用方法）等。