半导体探测器硬件设计
3.1 碲锌镉探测器探头
对于碲锌镉像素阵列探测器电极焊接技术目前国际上有好几种方法，例如：凸点倒装焊接技术又称Bomp bonding、丝焊连接技术以及比较少见的各向异性导电胶膜连接技术等，其中凸点倒装焊接技术是比较常见的一种焊接技术。为了节约实验成本和重复利用碲锌镉晶体本实验设计的是活动型电极连接。实验用到的碲锌镉探测器的探头由四部分组成：碲锌镉晶体、探针、64路信号引出PCB 板以及工业塑料框架。
3.1.1 像素阵列碲锌镉晶体
本实验采用的碲锌镉晶体大小规格为20mm X20mm X5mm。具有两种类型，一种晶体具有如下几种特点：阳极像素大小为500μmX500μm、像素与像素之间的间隙为100μm和平面型阴极，该种特点的晶体本文章称之为小像素晶体见图3.1.1-1小像素碲锌镉晶体。相对应的另一种晶体具有如下几种特点：阳极像素大小为2.5mm X2.5mm、像素与像素之间的间隙为100μm、同样的具有平面型阴极，该种特点的晶体本文称之为大像素晶体见图3.1.1-2大像素碲锌镉晶体。这两种不同规格的晶体分别使用于不同大小的被测放射源，这样更有利于被测物体的成像，更能充分利用晶体资源，并且两种不同的晶体探测的信号对探针和后续电子学电路的要求也有所不同。
图3.1.1-1小像素碲锌镉晶体图3.1.1-2 大像素碲锌镉晶体
3.1.2 探针
本实验采用了两种不同型号的探针，这两种半导体探针由上海承盛电子科技
有限公司自主研发生产。这两种探针为MP38FF/20G-5.7mm见图 3.1.2-1和MP85HF/28G-5.8mm见图3.1.2-2分别适用于小像素晶体和大像素晶体。探针一端与碲锌镉晶体的阳极像素连接，另一端与8X8路信号引出PCB板的方形焊盘连接，这样探针就能过将碲锌镉晶体像素阳极的信号引入到8X8路信号引出PCB板周围的4排1X16路排针中，这样就能够非常方便地将碲锌镉阳极像素的信号引入到后续电子学电路中。
图3.1.2-1 MP38FF/20G探针图3.1.2-2 MP85HF/28G探针
3.1.38X8路信号引出PCB板
为了将探针中的碲锌镉晶体所采集到的核信号更方便地引出来，本实验设计了两种不同种类晶体的8X8路信号引出PCB板。这两种类型的PCB板中间都有8X8个方形焊盘，每个焊盘分别和周围的4排1X16个插孔对应连接，这样碲锌镉晶体阳极像素的信号就能够通过探针和PCB中间的焊盘到达PCB周围的排针中。这种设计就能够很方便的将晶体中的信号引出来，便于后期对信号的采集和处理。使用于小像素晶体的8X8路信号引出PCB板中心方形焊盘大小为200μm X200μm,焊盘之间间距为600μm见图3.1.3-1小像素PCB板。小像素的信号比较小并且由于探针前段接触面积比较小，为了避免探针与PCB板接触不良，本实验在设计小探针PCB板的时候特意将PCB板的引脚做成镀金模式。使用于大像素晶体的8X8路信号引出PCB板焊盘大小为1.2mm X1.2mm间距为2.5mm见图3.1.3-2大像素PCB板。对于大像素信号一般材料的PCB板就能够满足实验要求，因此大像素PCB的引脚没必要使用镀金材料，使用一般的镀锌材料即可。
图3.1.3-1 小像素PCB板图3.1.3-2 大像素PCB板
3.1.4工业塑料固定框架
为了将本实验所用到的晶体、探针和8X8路信号引出PCB更好地组装在一起，本实验设计了固定框架。该框架的材料是电绝缘性能良好的聚醚酰亚胺（Ultem）工业塑料，该框架由三部分组成：凸型后盖、边框和有8X8个孔的前盖见图3.1.4-1。其中前盖用于固定探针的位置使探针更好地与碲锌镉晶体的阳极像素和PCB板的引脚对齐；边框用于固定和保护碲锌镉晶体；凸型后盖用于最后的封装使探针两端分别与PCB板和碲锌镉晶体阳极像素更好地接触避免空接。组装时先将8X8路信号引出PCB板、塑料框架前盖和探针组装在一起，使探针的一段与对应PCB的引脚对齐；然后再放晶体，使晶体的阳极像素与所对应的探针一一对齐；最后将后盖盖上用螺丝将其固定，这样就完成了碲锌镉探测器探头的组装。见图3.1.4-2是组装好的碲锌镉探测器探头。碲锌镉探测器探头组装的关键是阳极像素、探针、8X8路信号引出PCB的中心方形焊盘三者对齐。
图3.1.4-1 工业塑料固定框架结构图
图3.1.4-2 碲锌镉半导体探测器探头
3.2 PCB板的设计与开发
为了对碲锌镉探测器探头所采集到的信号进行处理，本实验还设计了三种前端电子学电路：二维阵列电阻电路、电荷灵敏前置放大器以及滤波放大器。
3.2.1 二维阵列电阻电路
由于实验上所用的碲锌镉晶体存在生产工艺、边缘效应等问题，导致碲锌镉晶体中位置信息的不同对输出信号的影响较大。为了尽可能减小这些原因对本实验的影响。本实验设计了二维阵列电阻电路。图3.2.1-1是Altium Designer 9.0软件画的二维阵列电阻电路原理图，图 3.2.1-2是制作好的二维阵列电阻电路PCB板。该电路PCB板中间有4排1X16路排座，排座的设计可以将第二章所设计的碲锌镉探测器探头的排阵直接插入，这样就可以重复利用后续电路，降低实验成本。并且利用该二维阵列电阻电路还可以将64路信号转化为4路信号输出。通过二维阵列电阻电路采集到的四路信号分别为S1、S2、S3、S4，则可得信号源的位置（X,Y）。
X=(S1+S2)/( S1+S2+S3+S4)
Y=(S1+S3)/( S1+S2+S3+S4)
图3.2.1-1 二维阵列电阻电路原理图图3.2.1-2 二维阵列电阻电路PCB板
3.2.2 低噪声电荷灵敏前置放大器
碲锌镉探测器输出的信号较小，因此对前段电子学噪声要求相对较高。特别是对低能X、γ射线进行测量时，影响信号的能量分辨率的主要因素就是电子学噪声。因此为了提高碲锌镉半导体探测器的测量精度必须要提高输出信号的信噪比。探测器的这一性能指标对前置放大器的性能有一定的要求。因此为了满足上述要求，结合本实验的要就，以及前置放大器的性能指标等综合全局考虑后，本实验决定采用Amptek公司设计生产的低噪声电荷灵敏前置放大器A250进行实验,其工作原理见图3.2.2-1。
图3.2.2-1 低噪声电荷灵敏前置放大器A250
3.2.3 滤波放大器
碲锌镉探测器采集的核信号经低噪声电荷灵敏前置放大器A250放大之后还需要经过滤波放大器进行再次放大，两者将核信号放大了大约30倍。该滤波放大器不仅可以对信号进行放大还能提高信噪比、缩短经前置放大器处理后输出信号的下降沿并保持该信号的上升沿。如图3.2.3-1为滤波放大器的工作原理图，该滤波放大器由两级放大器组成，包括运算放大器以及反馈回路。并且该电路采用外加±6V直流电源供电[14]。见图3.2.3-2是滤波放大器电路图。
图3.2.3-1 滤波放大器原理图
图3.2.3-2 滤波放大器电路图
本实验利用Altium Designer9.0软件根据滤波放大器原理图共绘制、加工了5路滤波放大电路，其中前4路分别使用于S1、S2、S3、S4四路输出信号的处理，第五路运用于阴极信号的处理。该滤波放大电路中两个运算放大器为AD （亚德诺半导体）公司生产的AD818AR和AD829AQ芯片。AD818是一款低成本视频运算放大器，具有单电源供电的供电系统、具有低差分增益和相位误差的特性、较低的功率损耗以及较高的输出驱动等特性。AD829是一款高速运算放大器，具有低噪声的特点，输入电压噪声可以达到1.7nV/√Hz，输入电流噪声甚至可达到1.5 pA/√HZ。当其工作在3.58MHz和4.43MHz条件下时，它的差分相位和差分增益分别可以降低到0.04°和0.02%。其最大的特点就是具有自定义补偿特性，用户可以根据自己的需求在一定范围内设置自己需要的增益，并且在用户改变增益的同时其带宽依旧保持在50MHz。AD829在直流性能方面性能更优越，甚至能为低至500欧姆的负载电路提供最小30V/mV的开环增益。
电子硬件工程师要求 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本...基本上就可以成为一个合格的电子工程师:第一部分:硬件知识一、数字信... 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。 1）基本设计规范 2）CPU基本知识、架构、性能及选型指导 3）MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4）网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型 5）常用总线的基本知识、性能详解 6）各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型 7）Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计要点及选型 8）常用器件选型要点与精华 9）FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导 10）VHDL和Verilog HDL介绍 11）网络基础 12）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程 最流行的EDA工具指导 熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具 1）Innoveda公司的ViewDraw，Power PCB，Cam350 2）CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra 3）Altera公司的MAX+PLUS II 4）学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具 5）XILINX公司的FOUNDATION、ISE 一．硬件总体设计 掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路 1）产品需求分析 2）开发可行性分析 3）系统方案调研 4）总体架构，CPU选型，总线类型 5）数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列，PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构，性能及对比6）总体硬件结构设计及应注意的问题 7）通信接口类型选择 8）任务分解 9）最小系统设计 10）PCI总线知识与规范 11）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误 12）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果 13）项目案例：中、低端路由器等 二．硬件原理图设计技术 目的：通过具体的项目案例，详细进行原理图设计全部经验，设计要点与精髓揭密。 1）电信与数据通信领域主流CPU（M68k,PowerPC860,8240,8260等）的原理设计经验与精华；
智能抢答器设计 评分: 题目: 智能抢答器设计 学生姓名: 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师: 计算机与电子信息学院 智能抢答器设计 1 【摘要】:针对目前各种竞赛活动中所使用的抢答器的特点与不足,结合单片机应用系统的优点,提出了以单片机为控制核心的智能抢答器控制系统,给出了单片机控制的智能抢答器的硬件控制电路和汇编语言程序设计。 【关键词】: 抢答器单片机控制软硬件键盘扫描电路 第一章: 绪论 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。以前的抢答器大部分都是基于数字电路组成的，制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。 1.1 智能抢答器的发展现状 随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模
拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。 对于目前抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。 1.2 抢答器的背景和特点 在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示功能。像这类抢答器，制作过程简单， 2 准确性与可靠性高，而且安装维护简单。 对于抢答器的应用，如早期的数字电路，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着有利的方向发展。 第二章:抢答器的系统概述 2.1 六路抢答器设计功能要求
2020年TI杯大学生电子设计竞赛 无线运动传感器节点设计（A题） 1. 任务 基于TI模拟前端芯片ADS1292和温度传感器LMT70设计制作无线运动传感器节点，节点采用电池供电，要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。 2. 要求 （1）基于ADS1292模拟前端芯片设计心电检测电路，完成使用者的心电信号实时测量，要求：（30分） ①实时采集和记录使用者的心电信号，实现动态心电图的测试与显示； ②分析计算使用者的心率，心率测量相对误差不大于5%。 （2）基于LMT70温度传感器测量使用者体表温度，要求：（20分） ①实时采集和记录使用者的体表温度，温度采样率不低于10次/分钟； ②体表温度测量误差绝对值不大于2℃。 （3）基于加速度计等传感器检测使用者运动信息，实现运动步数和运动距离的统计分析，要求：（20分） ①运动距离记录相对误差不大于10%； ②运动步数记录相对误差不大于5%。 （4）无线运动传感器节点能通过无线上传使用者的基本心电信号、体表温度和运动信息，并在服务器（手机）端实时显示动态心电图、体表温度和运动信息，要求传输时延不大于1秒。（25分） （5）其他。（5分） （6）设计报告。（20分）
3. 说明 （1）作品进行心电信号测试时，可以通过直接输入心电信号模拟器进行校准，在确认作品达到题目要求的测量精度后，再对具体的使用者进行心电信号测试。目前市面上有多种心电信号模拟器产品，各赛区可以自行选择心电信号模拟器作为标准信号，对作品进行测试。 （2）作品设计中进行体表温度测量的温度传感器LMT70，需要使用引线连接并裸露在外，便于测试。在进行测试校验和实测时，可以通过使用标准体温计来测量使用者掌心温度，与本作品测量使用者掌心温度来进行比对。 （3）本作品测量的使用者运动信息，可以通过使用者在标定5米长的直线上来回运动进行测试，统计运动步数和运动距离。 （4）本作品的无线运动传感器节点需要实现无线上网、上传节点传感数据到服务器中，然后在服务器中实现数据管理和数据显示。参赛者可以使用手机或笔记本电脑作为服务器端。如果使用笔记本电脑作为服务器端，则必须将电脑作为本作品的组成部分，在作品封存时一并封存。
计算机软硬件系统的组成及主要技术指标 硬件组成一般包括：CPU(中央处理器）、内存、主板、显卡、硬盘、显示器、键盘鼠标、音箱等其它外设，有时还有各种专用的设备如扫描仪、打印机、智能卡等，当然还应该有机箱、电源、导线、信号线等基础东西。硬件性能指标：CPU：要看主频（就是xxGHz那个参数），现在还要看核心数（单核、双核甚至四核），架构，步进制程，二级三级缓存，前端总线频率、外频、倍频等等指标。一般都是越高越好。基本总体性能与价格正比（同品牌同类型条件下）内存：容量（512M、1G、2G等），速度（667/800/1066等），技术（DDR、DDR2、DDR3等），现在主流是DDR2 800MHz，质优价廉，但如果是老主板插不上ddr2只能差ddr的，既贵又慢容量又小。所以性能并不和价格正比。主板：主要看芯片组（南桥/北桥），芯片组分为Intel、AMD、SiS、nvidia等多家，不同家的没可比性，现在最多的是Intel和AMD两家。Intel由大致低到高是815、845、865、915、945、P31、P35、P43、P45等等，还有G31、G43、X38、X48等，目前比较多的是P35、P43、P45；AMD主要的是770、780、790芯片；nvidia有nf520、Mcp78等。上面都是北桥芯片（主芯片），南桥一般是I/O控制类的，一般随北桥档次提升，有ICH7、8、9、10（intel），SB600、700、750（AMD）。除此外还要看提供的接口、支持的内存、有没有集成显卡等等。价格除了和芯片有关外，还与生产厂商有巨大关系。比如华硕的P35可能贵于杂牌昂达的P45。性能
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）
二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）
智力竞赛抢答器设计
项目任务书题目：智力竞赛抢答装置的设计与调试 系部电子信息工程学院 学科门类工学 专业光电信息工程 2014年12月15日
智力竞赛抢答装置的设计与调试 摘要 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答 器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏, 再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。 关键词：抢答电路定时电路报警电路时序控制
目录 一引 言 (1) 1.1课题来源及意义 (2) 1.2 研究现状及趋 势 (3) 二系统设计 (4) 2.1概述 (5) （阐述抢答器的系统原理，包括综述，组成框图及各部分介绍） 2.2方案比较 (6) （总结各个方案的优缺点，比较几种方案） 2.3 方案确定 (7) （通过上节内容中的几种方案的比较，得出最优方案，并详细介绍）三电路设计与调试 (8) （包括单元电路设计，参数计算，元器件选型，最终得出总电路图，并阐述调试方法与过程）
四总结与展 望 (9) （总结你的设计方案的优缺点，并提出改进方案） 4.1总结 (10) 4.2展 望 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) （附系统总体电路图，用正规软件绘制）
计算机系统由硬件系统和软件系统组成 硬件系统 -------------------------------------------------------------------------------- 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。 计算机硬件系统：指构成计算机的所有物理部件的集合。从外观上看，由主机、输入和输出设备组成。根据冯·诺依曼原理，将计算机分成输入设备、存储设备、运算器、控制器和输出设备。 输入设备：使计算机从外部获得信息的设备，包括文字、图像、声音等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、手写汉字输入设备，数码相机、触摸屏等。 输出设备：计算机中把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪。 存储器：计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。存储器分为内存和外存。 内存：存储程序和数据，又可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。 区别类别对信息的修改断电后信息情况用途 ROM只读不丢失永久存放特殊专用信息 RAM可读、可写全部丢失存放临时程序和数据 外存：长期存储程序和数据，容量大。主要有三种：软盘、硬盘和光盘。硬盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且速度快，是目前计算机主要的存储设备。按光盘读/写功能来分：只读（CD-ROM）、一写多读（CD-R）和可擦型光盘。 存储容量：基本单位是字节（Byte）,一个字节由八位二进制数（Bit）组成。为了表示方便，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）。 换算关系：1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB 运算器：是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。例：＋、－、×、÷、＜、＞、＝、≠等。 控制器：指挥、控制计算机运行的中心。作用：从存储器中取出信息进行分析，根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按要求自动、协调地完成任务。具体过程在工作原理。 说明：中央处理器（CPU）是运算器和控制器的合称，是微型计算机的核心，习惯上用CPU 型号来表示计算机的档次。例：80286、386、486、Pentium、PⅡ、PⅢ、P4。 软件系统 软件：程序、数据和有关文档资料的总称。可分为系统软件和应用软件。 系统软件：根据功能又可分为操作系统（OS）、各种语言处理程序和数据库管理系统。 操作系统：是系统软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是管理计算机的
| 沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 智能抢答器的设计 ^ 班级 / 学号 /20 … 学生姓名王纪尧
指导教师李智慧
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子线路课程设计 课程设计题目智能抢答器的设计 课程设计的内容及要求： 》 一、设计说明与技术指标 用数字电路设计一个具有锁存与显示功能的8人抢答逻辑电路。 接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除” 和“开始”状态开关。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 ! 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩指导教师日期?
一、概述 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节，某些举办方采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性，而抢答器的应用就能避免这种弊端。 今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求时就无法实现，例如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。 二、方案论述 图1 智能抢答器电路的原理框图
1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计： 2-1电源模块设计： 电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压，电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计： 温度传感器设 计：本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器，这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。它是数字型温度传感器，直接从
寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片 LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3。
第一部分．硬件工程师必须掌握基础知识与经验精华 目的：基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。成为合格的硬件工程师的必备知识，全部来源于工程实践的实际要求. 1) 基本设计规范 2) CPU基本知识、架构、性能及选型指导（MIPS，POWERPC，X86） 3) MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4) 网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)基本知识、架构、性能及选型 5) 多核CPU的基础知识及典型应用 6) 常用总线的基本知识、性能详解（总线带宽、效率等） 7) 各种存储器详细性能介绍,设计要点及选型指导（DDR I，DDR II，L2 CACHE） 8) DATACOM、TELECOM常用物理层接口芯片基本知识、性能、设计要点及选型指导 9) 常用器件选型指导 10)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能、设计要点及选型指导 11)VHDL or Verilog HDL 12)网络基础：交换，路由 13)国内大型硬件设备公司的硬件研发规范和研发流程介绍: 第二部分．硬件开发工具 目的：“工欲善其事，必先利其器”，熟练使用业界最新、最流行的专业设计工具，才可完成复杂的硬件设计。为了让学员对自己的培训投资能够物超所值,我们不会象某些培训机构那样, 将大量时间浪费在工具的使用上面,课堂上我们将基本不讲授这些工具的使用方法,而是希望学员能够通过自己在课下学习,此部分我们只进行课堂上的关键部分的指导,本部分不是课程的重点内容,虽然工具的使用对于成为合格的硬件工程师是必须和必备的技能; 1) INNOVEDA公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam350 2) CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra 3) Altera公司的MAX+PLUS II 4) XILINX公司的FOUNDATION、ISE 第三部分．硬件总体设计及原理图设计的核心经验与知识精华 此部分，讲师将依据国内著名硬件设备公司的产品开发流程，以基于高速总线结构和高端CPU的几个硬件开发项目为主线，将详细、深入、专业地讲解、剖析硬件总体设计和原理设计的核心经验和知识精华，把业内一些“概不外传”的经验与精髓传授给学员。我们希望通过"真正的经验传授"使你迅速成长为优秀的硬件总体设计师； 核心要点: 1)原理图设计全部经验揭密2) 原理图检查checklist 3) 设计理念的根本改变：“纸上”作业4) 结合已经批量转产的高端产品的原理图（原件）进行讲解 1) 产品需求分析 2) 开发可行性分析 3) 系统方案调研，给出我们自己总结的、非常实用有效的、相关的检查项， 4) 硬件总体设计的检查: checklist 5) 总体架构，CPU选型，总线类型 6) 通信接口类型选择 7) 任务分解
课程设计任务书 学生：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多路智能竞赛抢答器设计 初始条件：74LS48 3片，74LS279 1片，74LS1481片,74LS192 2片,74LS90 2片，LM555 1片，74LS121 1片，74LS00 1片，74LS32 1片,74LS08 1片，电阻若干，电容3个，开关11个，蜂鸣器1个，LED 2个，三极管2N3096 1个，导线若干。 要求完成的主要任务: 1.基本功能 ①设计一个智力竞赛抢答器，可以同时供8名选手或8个代表队参加 比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 ②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示 数码管灭灯）和抢答的开始。 ③抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始，若有选手按动抢答按 钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外要封存输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。 2.扩展功能 ①抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定， 档节目主持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响持续0.5S左右。
②参赛选手在设定的时间抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 ③如果定时抢答时间已到，去没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封存输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。时间安排： 第19周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主17楼九号实验室 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
计算机硬件与软件之间的关系简述 1 计算机的发展及系统构成 1.1 计算机硬件的起步阶段及未来发展 第一代计算机基于真空管技术，由Mauchly and Eckert 设计那时候的计算机无操作系统运行，都是采用机器指令或者汇编语言来进行计算;50 年代的计算机研制达到了一个高潮时期，由于那时的计算机中的主要大部分元器件都是用电子管制作而成的，所以后人将用电子管制作而成的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：军转民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。EDVAC 的出现，实现了计算机之父冯. 诺伊曼的两个设想：采用二进制和存储程序。 第二代电子计算机采用晶体管制造的电子计算机，晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。其软件也开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol 等。1958 年IBM 1401 这是第二代计算机中的代表，用户当时可以租用。中国第一台晶体管计算机于1967 年制成，运算速度为每秒五万次。第三代计算机已经开始采用中、小规模集成电路制造。其外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网。运算速度可达每秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。
第四代计算机采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32 万个晶体管。 1.2 计算机系统的组成 简单的说计算机系统的组成: 硬件部分和软件部分 1.2.1 硬件部分 由主机(cpu, 存储器)、外部设备(输入设备，输出设备、外村)构成，而cpu 是由寄存器，运算器，控制器组成。 (1)输入设备(Input Device)的作用是把计算机操作用户将需要的各种外部信息输入并经操作系统转化为计算机能识别的二进制数据送到相应的存储器中保存。用户与计算机之间的沟通，输入设备是第一位，它是人给电脑的指令设备，也是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要设备之一。 (2)输出设备(Output Device)就是用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来，简单的说输出设备就是接收数据后，显示给人的设备。 (3)存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备，好比人的大脑，用来存放相应程序和用户数据。计算机中全部信息，包括输入的数据、计算机运行程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。 (4)控制器(Controller)的职能是控制和协调整个计算机的动作。 1.2.2 软件系统部分：分为系统软件和应用软件
1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。
图1-2原理图设计流程图 （1）建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 （2）设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。 （3）放置元件 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。 （4）原理图布线 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）检查与校对 在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 （6）电路分析与仿真 这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。
数字电子技术课程设计 题目: 八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业: 电子科学与技术 班级: 122班
学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院
八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目（与实习目的） （一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计 （二）、实习目的： 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多，如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等，都可以组成抢答器系统。 （1）抢答器设计要求 设计一个抢答器，基本要求： 1. 抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们 的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与 选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭 灯）和抢答的开始。 3．抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 三、总体方案的选择 （1）总体方案的设计 针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案： 方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下：
基于82527的CAN总线智能传感器节点设计 摘要：介绍一种以8051微控制器和82527独立CAN总线控制器为核心组成的CAN 总线智能传感器节点的设计方法，并给出其硬件原理图和初始化程序。 关键词：CAN总线 82527 单片机数据采集智能节点 引言 CAN（Controller Area Network，控制局域网）属于工业现场总线，是德国Bosch公司20世纪80年代初作为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器间的数据交换而开发的一种通信协议。1993年11月，ISO正式颁布了高速通信控制局域网（CAN）的国际标准（ISO11898）。CAN总线系统中现场数据的采集由传感器完成，目前，带有CAN总线接口的传感器种类还不多，价格也较贵。本文给出一种由8051单片机和82527独立CAN总线控制器为核心构成的智能节点电路，在普通传感器基础上形成可接收8路模拟量输入和智能传感器节点。
1 独立CAN总线控制器82527介绍 82527是Intel公司生产的独立CAN总线控制器，可通过并行总线与Intel 和Motrorola的控制器接口；支持CAN规程2.0B标准，具有接收和发送功能并可完成报文滤波。82527采用CHMOS 5V工艺制造，44脚PLCC封装，使用温度为-44～+125℃，其引脚的排列和定义参见参考文献[1]。 （1）82527的时钟信号 82527的运行由2种时钟控制：系统时钟SCLK和寄存器时钟MCLK。SCLK 由外部晶振获得，MCLK对SCLK分频获得。CAN总线的位定时依据SCLK的频率，而MCLK为寄存器操作提供时钟。SCLK频率可以等于外部晶振XTAL，也可以是其频率的1/2；MCLK的频率可以等于SCLK或是其频率的1/2。系统复位后的默认设置是SCLK=XTAL/2，MCLK=SCLK/2。 （2）82527的工作模式 82527有5种工作模式：Intel方式8位分时复用模式；Intel方式16位分时复用模式；串行接口模式；非Intel方式8位分时复用模式；8位非分时复用模式。本文应用Intel方式8位分时复用模式，此时82527的30和44脚接地。 （3）82527的寄存器结构[2]
第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为 这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦
目录 第一章概述 (1) 1.1 智能抢答器的简要介绍 (1) 1.2 抢答器的控制要求 (1) 1.3 抢答器的控制特点分析 (2) 第二章硬件电路设计 (2) 2.1 PLC机型的选择步骤与原则 (2) 2.2 LED显示器的设计 (4) 2.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 (4) 2.4 IO分配表 (5) 第三章程序设计 (5) 3.1 梯形图设计 (5) 3.2 程序运行过程分析说明 (8) 第四章组态简介 (9) 4.1组态王的简单介绍 (9) 4.2关于组态的设计 (10) 4.3组态王的运行结果 (12) 总结 (13) 文献参考 (14)
皖西学院2013届本科课程设计报告 第一章概述 1.1 智能抢答器的简要介绍 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用PLC来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题；而且其控制方便、灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可以改变竞赛抢答器的抢答的方案。 1.2 抢答器的控制要求 （1）竞赛抢答器能使4个队同时参加竞赛抢答。 （2）设裁判队为裁判台，参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并设有开始按钮SB0和复位按钮SB5；参赛台设有按钮。1-4号参赛台分别对应按钮SB1-SB4。 （3）智能抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下开始按钮SB0后30s内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器将发出“违规”信号。30s时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在30s内答完题，如30s内还没答完，则作超时处理。赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码显示器。 （4）在某个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答做好准备。 表1-1各硬件与座位的对应关系
硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器
第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物） 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略）
1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子（一） ?空穴——电子跳走以后留下的坑（+ ） 三、杂质半导体——N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 *N型半导体（自由电子多） 掺杂为+ 5价元素。女口：磷；砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理：Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为+ 3价元素。女口：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子
四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020
数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师:
摘要 在各种智力竞赛场合，抢答器是必不可少的最公正的用具。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的，主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况，再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路主要由74LS175，即4D触发器来构成抢答锁存器，由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时，选手开始抢答，最先按键的选手相应的LED发光二极管发光，并且扬声器发出声音，同时，由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，并且在设计中加入了报警电路，以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误，可实现设计所要求功能。 关键词：四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3)
3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A：系统电路原理图 (13) 附录B：元器件清单 (14)