数字电路课设数字式音量控制器.docx

1、数字电路课设数字式音量控制器数字电路课设(数字式音量控制器)课程名称:数字式音量控制器 学 院:电气工程与自动化学院 专业班级:08级4班 指导教师:姜海燕 学 号:010800423 姓 名:王旭州 日 期:2011年1月16日 1 一、设计任务书 . 3 二、总体设计方案的选择与论证 . 3 1.总体设计方案 . 3 2.系统方案选择与论证 . 3 2.1档数选择电路设计方案的选择 . 3 2.2音量大小电路设计方案的选择 . 5 2.3译码显示电路设计 . 6 2.4声音电路设计 . 6 三、单元电路的设计 . 7 3.1档数选择电路模块设计 . 7 3.2音量大小电路 . 7 3.3译

2、码显示电路 . 8 3.4声音电路 . 8 四、课设心得体会 . 9 五、元件清单 . 9 六、参考资料 . 9 七、附件:数字式音量大小控制电路图 . 10 2 一、 设计任务书 (1) 音量大小分8档进行阶跃控制，同时显示音量大小(数码管) (2) 音量开打或者关小分别由一只按钮控制，要求能连续调节 (3) 开机时音量自动处在最小档位 (4) 当音量开到最大时继续加大操作无效，并保持在最大位置;同理当音量关到最小时继续减小操作无效，并保持在最小位置 二、总体设计方案的选择与论证 1.总体设计方案 根据课题设计任务及技术指标要求可知，所要求设计的数字式音量控制器在音量0-7档连续可调，即系统

3、电路应该包括档数选择，译码显示电路，声音电路。其整体框架图如图(a)所示。 音量大小电档数选择电译码显示 路 路 电路 声音电路 图 (a) 2.系统方案选择与论证 2.1档数选择电路设计方案的选择 方案一:采用加法计数器、减法计数器和门电路构成音量加大和减小电路。 此种电路结构较复杂，元件使用较多，浪费材料，调节比较麻烦，而且一旦设计出现失误或者制作过程中出现失误不易查错，故一般不采用。 3 方案二:以74LS193双时钟同步十六进制加/减计数器芯片为核心，加上适当的门电路构成档数选择电路，当音量处于第8档(即QAQBQC为111)时，经过与非门后接到UP端，这样再按SB2，音量就在第8档不

4、会变化。当音量处于01档(即QAQBQC为000)时，经或门后接到DOWN端，这样档位就锁存在最低档。电路加上RC电路，可以使整机开机时音量处于最小档。 这种电路的优点在于充分利用了74LS193可逆计数器的功能，使用的元件比方案一少，电路结构简单，方便调节。 基于以上的分析我选择了方案二。 74LS193的引脚功能图: 4 2.2音量大小电路设计方案的选择 方案一:采用分压原理将输入的电压分成8种电压，集成数据选择器74LS151为8选1数据选择器，数据选择端3个地址输入AAA用于选择8个数210据输入通道D,D中对应下标的一个数据输入通道，并实现将该通道输70入数据传送到输出端Y(或互补输

5、出端)。因此，分压后经8选1数Y据选择器74LS151后即可将音量的大小分8档，进行阶跃控制。 这种方案的优点在于电路简单，控制、调节方便。 方案二:采用AD转换器将8路模拟量转化为数字量，经8选1数据选择器后输出。 这种电路虽然将模拟量转化成数字量，但本次课程设计对于精度的要求不是很高，因此我们不选用这种方案。 基于以上的分析我选择了方案一。 74LS151引脚功能如图所示: 74151功能表 V DDDDAAACC4 5 6 7 0 1 2 EN A A A Y Y 16 15 14 13 12 11 10 9 2101 X X X 0 1 0 0 0 0 D D 0 074LS151 0

6、 0 0 1 D D 1 1 0 0 1 0 D D 2 21 2 3 4 5 6 7 8 0 0 1 1 D D YYENGND DDDD 3 3 32 1 0 0 1 0 0 D D 4 4 0 1 0 1 D D 5 5 0 1 1 0 D D 6 60 1 1 1 D D 7 7 5 2.3译码显示电路设计 采用数码管对各档数进行显示，用7448译码器驱动数码管。 7448管脚图: 2.4声音电路设计 用蜂鸣器来作为调节档数的结果。 6 三、分模块单元电路的设计 3.1档数选择电路模块设计 由RC电路可使LD端延时得到高电平，由公式T=2PI*RC算出时间。 档数选择电路如图: 3.2

7、音量大小电路 控制频率的变化可使蜂鸣器发出高低不同的声音，但如果分压的电阻等大的话不易辨别出来，所以根据蜂鸣器的额定参数，电阻可用1K、1.2K、1.5K、2K、2.5K、3K。 设计的音量大小电路如图: 7 3.3译码显示电路 译码显示电路如图: 3.4声音电路 声音电路如图: 8 四、课设心得体会 通过本次课程设计，我学习到了很多东西。首先，我大体上了解了一个数字电路系统设计的整个过程，其中包括了:1、了解分析整个电路的设计任务和技术要求。2、提出总体的设计方案，然后通过分析比较和论证选择最佳方案。3、分模块设计电路。4、撰写设计报告。 同时，在设计的过程中，使过去所学的数电、电力电子的理

8、论知识应用到了实际的设计过程当中去，通过实践得到了明显的巩固。对一些电子元件，如74LS193、74LS151、7448等芯片的使用都有一定的了解。 在绘制电路图的过程中，也使我对Altium Designer软件有了进一步的熟悉，增加了操作的熟练度，解决了一些以前学习过程中没有遇到而在实际应用过程中遇到的问题。 而设计过程中遇到许多问题，让我明白了查找资料学习的重要性，在未来的学习生活中我们一定还会遇到许多在学习过程中没有遇到过的问题，这时就需要我们学会自己去查找资料，自己了解来解决他们。而一些个人无法解决的问题，通过和同学沟通，相互提示也得到了解决，这让我认识到了团结协作的重要性。 通过了这一段时间的课程设计，提高了自己的整体分析和解决问题的能力。 五、元件清单 74LS193一片、74LS151一片、7448一片、74LS00两片、0.1电容两个、10K电阻3个、5.1K电阻一个、1K电阻8个、1.2K、1.5K、2K、2.5K、3K电阻各一个、9013三极管一个、共阴数码官一个、蜂鸣器一个。 六、参考资料 1 高建新，电子技术实验与实训M.1版.机械工业出版社，2006. 2 毕满清，电子技术实验与课程设计M.3版.机械工业出版社，2006 3 阎石 ，数字电子技术基础M.5版.高等教育出版社，2007. 9 七、附件:数字式音量大小控制电路图: 10 11