数字钟课程设计实验报告
数字时钟设计实验报告

电子课程设计【1 】题目:数字时钟数字时钟设计试验陈述一、设计请求:设计一个24小时制的数字时钟.请求:计时.显示精度到秒;有校时功效.采取中小范围集成电路设计.施展:增长闹钟功效.二、设计计划:由秒时钟旌旗灯号产生器.计时电路和校时电路组成电路.秒时钟旌旗灯号产生器可由振荡器和分频器组成.计时电路中采取两个60进制计数器分离完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采取译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示.校时电路采取开关掌握时.分.秒计数器的时钟旌旗灯号为校时脉冲以完成校时.三、电路框图:图一 数字时钟电路框图四、电路道理图:(一)秒脉冲旌旗灯号产生器秒脉冲旌旗灯号产生器是数字电子钟的焦点部分,它的精度和稳固度决议了数字钟的质量.由振荡器与分频器组合产生秒脉冲旌旗灯号.➢ 振荡器: 通经常应用555准时器与RC 组成的多谐振荡器,经由调剂输出1000Hz 脉冲.➢ 分频器: 分频器功效重要有两个,一是产生尺度秒脉冲旌旗灯号,一是供给功效 扩大电路所须要的旌旗灯号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 尺度秒脉冲.其电路图如下:译码器译码器译码器时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)校 时 电 路秒旌旗灯号产生器图二秒脉冲旌旗灯号产生器(二)秒.分.时计时器电路设计秒.分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器.➢60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位.其电路图如下:图三60进制--秒计数电路➢60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给时的个位.其电路图如下:图四60进制--分计数电路➢24进制——时计数电路来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增长到9是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3是经由74LS11与门产生一个清零旌旗灯号,将所有CD40110清零.其电路图如下:图五24进制--时计数电路➢译码显示电路译码电路的功效是将秒.分.时计数器的输出代码进行翻译,变成响应的数字.用以驱动LED七段数码管的译码器经常应用的有74LS148.74LS148是BCD-7段译码器/驱动器,输出高电平有用,专用于驱动LED七段共阴极显示数码管.若将秒.分.时计数器的每位输出分离送到响应七段数码管的输入端,即可以进行不合数字的显示.在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻.其电路图如下:图六译码显示电路➢校时电路校时电路是数字钟不成缺乏的部分,每当数字钟与现实时光不符时,须要依据尺度时光进行校时.一般电子表都具有时.分.秒等校时功效.为了使电路简略,在此设计中只进行分和小时的校时.“快校时”是经由过程开关掌握,使计数器对1Hz校时脉冲计数.图中S1为校订用的掌握开关,校时脉冲采取分频器输出的1Hz脉冲,当S1为“0”时可以进行“快校时”. 其电路图如下:图七 校队电路五、试验办法: 1.秒脉冲产生部分采取555多谐振荡器产生1HZ 频率旌旗灯号,作为秒脉冲及整体电路的旌旗灯号输入部分.其仿真电路图如下图所示:图八 秒脉冲产生器仿真电路2、计数电路电子钟计时分为小时.分钟和秒,个中小时为二十四进制,分钟和秒均为六十进制,输出可以用数码管显示,所以请求二十四进制为00000000~00100100计数,六十进制为8910U10C74LS00 123 U11A74LS00 111213U10D74LS00R3 C1S1GND1011U8E74LS04 1HZS2/M2 Q2+5V00000000~01100000计数,并且均为8421码编码情势.(1)小时计数——二十四进制电路仿真用两片74LS160N(分A片.B片)设计一个一百进制的计数器,在24(00100100)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成二十四进制轮回,计数范围为0~23.然后用七段显示译码器74LS47D将A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图九所示. :图九 24进制——时计数器仿真电路(2)分钟.秒计数——六十进制电路仿真此电路相似于二十四进制计数器,采取74LS160N设计出一百进制的计数器,在60(01100000)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成六十进制轮回,计数范围为0~59.然后用七段显示译码器74LS47D将 A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图所示:图十 60进制——秒计数器仿真电路图十一 60进制——分计数器仿真电路(四)校时校分(秒)电路.数字钟应具有分校订和时校订功效,是以,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采取正常计时旌旗灯号与校订旌旗灯号可以随时切换的电路接入个中.这里应用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功效.第一个74LS00D与非门的输入端一端接清零旌旗灯号,另一端接第二个与非门的输入端,第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲,另一端接一个单刀双掷开关.开关接通的一段接地,另一端接高电平.当开关打到另一端时,时或分的个位就单独开端计数,如许就能实现校时功效.其电路图如图所示:图十二校分仿真电路六、试验成果和结论:数字时钟仿真电路图如下图所示,在Multisim11.0中进行仿真,可以实现数字时钟的显示功效.校时功效.显示功效中,小时实现的是24进制,分和秒实现的是60进制,经由过程校时电路可以或许分离校订时和分.图十三数字时钟仿真电路七、设计领会:在本次Multisim仿真进程,从装配软件.选定课题.设计电路.进行仿真.运行成果都本身现实操纵完成.在数字时钟设计中,依据先生上课所讲的内容,可以用两片集成十进制同步计数器74LS160D级联为100进制,再应用其异步清零功效,可以分离实现小时的24进制和分秒的60进制.当然,在仿真进程中也碰到了许多艰苦和问题.比方说,无法直接从秒进位到分和分进位到时,并且在仿真中老是出错.于是本身就教了一些也做数字时钟的同窗,同时在网上查找了相干材料,最后终于用两个与非门和单刀双掷开关实现了从秒到分的进位.分到时的进位功效及校准功效.经由过程本次试验对数电常识有了更深刻的懂得,将其应用到了现实中来,明确了进修电子技巧基本的意义,也达到了其造就的目标.也明确了一个道理:成功就是在不竭摸索中进步实现的,碰到问题我们不克不及泄气.焦躁,甚至废弃,而要静下心来细心思虑,分部检讨,找出最终的原因进行纠正,如许才会有提高,才会一步步向本身的目标接近,才会取得本身所要寻求的成功.当然,本身的仿真技巧和应用才能照样很欠缺的,固然完成了根本的设计请求,但是许多本身想要的扩大功效还未能实现.并且许多时刻会走过许多弯路,糟蹋了许多不须要的时光.不过,此次设计阅历势必使我受益毕生,让我明确若何更好的获取常识,若何更好的理论接洽现实.往后的进修更须要不竭尽力,在获得常识的同时获得快活,真正的自动摸索,自动进修,形成本身的思维方法,不竭应用,不竭朝上进步.。
数字钟实验报告

数字钟实验报告-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII数字电子课程设计实验报告数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
钟表的数字化在提高报时精度的同时,也大大扩展了它的功能,诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
一、设计目的1)掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2)熟悉集成电路的使用方法。
二、设计任务与要求1)时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
2)具有校准时、分的功能。
3)整点自动报时,在整点时,便自动发出鸣叫声,时长1s。
三、数字钟的基本原理及电路设计一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。
石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码,并通过显示器显示时间。
数字钟的整机逻辑框图如下:数字钟整机逻辑图1)振荡器振荡器可由晶振组成,也可以由555定时器组成。
下图是由555定时器构成的1KHZ 的自激振荡器,其原理是0.7(2R3+R4+R5)C4=1ms,f=1/t=1KHZ。
下图为555定时器产生频率为1KHZ信号的电路分频器计时是1HZ的脉冲才是1S计一次数,所以需要分频才能得到1HZ的脉冲,如下图所示电路,是三个用十进制计数器74LS90串联而成的分频器,分频原理是在74LS90的输出端子中,从低位输入10个脉冲才从高位输出1个脉冲,这样一片74LS90就可以起十分频的作用,三个74LS90串联就构成了千分频的电路,输出的便是1HZ的信号,从而达到目的。
在仿真时,1HZ的频率太慢了,在实际中得到的时间不是1S计数一次,所以仿真都是用函数发生器代替。
计数器整个计数器电路由秒计数器、分计数器、时计数器串接而成。
数字钟 实验报告

数字钟实验报告数字钟实验报告1. 引言数字钟是一种以数字形式显示时间的装置,广泛应用于日常生活中。
本实验旨在通过搭建数字钟电路并进行实际测试,了解数字钟的工作原理和实现方式。
2. 实验材料和方法实验材料:电路板、电子元件(集成电路、电阻、电容等)、数字显示屏、电源、万用表等。
实验方法:按照电路图连接电子元件,将数字显示屏连接到电路板上,接通电源后进行测试。
3. 实验步骤3.1 搭建电路根据提供的电路图,将电子元件按照正确的连接方式搭建在电路板上。
确保连接的准确性和稳定性。
3.2 连接数字显示屏将数字显示屏连接到电路板上的指定位置,注意极性的正确性。
3.3 接通电源将电路板连接到电源上,确保电源的稳定输出。
3.4 进行测试打开电源,观察数字显示屏上的显示情况。
通过调整电路中的元件,如电容和电阻的数值,观察数字显示屏上的时间变化。
4. 实验结果在实验过程中,我们成功搭建了数字钟电路,并进行了多次测试。
通过调整电路中的元件数值,我们观察到数字显示屏上的时间变化。
数字钟准确地显示了当前的时间,并且实时更新。
5. 讨论与分析通过本次实验,我们了解到数字钟的工作原理是通过电路中的集成电路和元件来控制数字显示屏的显示。
数字钟的精确性和稳定性取决于电路的设计和元件的质量。
在实际应用中,数字钟通常会采用更加精确的时钟芯片来保证时间的准确性。
6. 实验总结本次实验通过搭建数字钟电路并进行测试,使我们更加深入地了解了数字钟的工作原理和实现方式。
通过调整电路中的元件,我们观察到数字显示屏上的时间变化,验证了数字钟的准确性和实时性。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重电路设计和元件的选择,以提高数字钟的精确性和稳定性。
7. 参考文献[1] 电子技术基础教程,XXX,XXX出版社,2010年。
[2] 数字电路设计与实验,XXX,XXX出版社,2015年。
8. 致谢感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和帮助。
他们的耐心指导和积极讨论使本次实验取得了圆满成功。
数字钟实验报告5篇范文

数字钟实验报告5篇范文第一篇:数字钟实验报告数字钟实验报告班级:电气信息i类112班实验时间:实验地点:指导老师:目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3(二)、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的:1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3.1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路3.2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。
数字时钟实验报告

数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统,通过该实验,深入理解数字电路的原理和应用,掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法,提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心,用于驱动计数器的计数操作。
本实验中,采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号,经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数,分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制,分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片(如 74LS160、74LS192 等)构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47(用于驱动共阳数码管)和 74LS48(用于驱动共阴数码管)。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管(LED 或 LCD)作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理,使用电路设计软件(如 Protel、Multisim 等)设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中,要合理布局芯片和元件,确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图,在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时,要注意芯片的引脚排列和连接方式,避免短路和断路。
3、调试电路接通电源,观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示,检查电源连接是否正确,芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率,观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确,检查分频器的连接是否正确,晶振的频率是否稳定。
数字钟实验报告

数字钟实验报告引言:数字钟是一种使用数字显示时间的时钟,它已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
通过数字钟,我们可以准确地了解当前的时间,从而更好地安排自己的生活。
本实验旨在探究数字钟的原理和制作过程,并通过实际的制作过程加深对数字钟的了解。
一、原理介绍数字钟的原理基于电子技术和计时器的结合。
其中,主要包括以下几个部分:时钟芯片、数码管、控制电路以及电源等。
1.时钟芯片:时钟芯片是数字钟的核心部件,它内置了计时器和时钟功能。
通过时钟芯片,我们可以实现时间的自动更新和准确显示。
2.数码管:数码管是数字钟的显示部分,它由数根发光二极管组成,能够显示0-9的数字。
通过不同的控制电流和电压,数码管可以根据时钟芯片的指令来显示相应的数字。
3.控制电路:控制电路是连接时钟芯片和数码管之间的桥梁,它负责将时钟芯片输出的信号转换为数码管可识别的信号。
控制电路可以通过编码器、解码器和集线器等元件来实现。
4.电源:电源为数字钟提供所需的电能,将电能转换为供时钟芯片和数码管正常工作所需的电流和电压。
二、实验准备在进行实验之前,我们需要准备以下实验器材:晶体管、电阻器、电容器、发光二极管、电线、焊接工具等。
1.选择晶体管:在制作数字钟的过程中,我们需要选择合适的晶体管来实现数字的显示。
常见的晶体管有阳极、阴极共阳、阴极共阴等。
根据所需的显示效果选择不同类型的晶体管。
2.电阻器和电容器:电阻器和电容器是控制电路的重要组成部分,它们能够限制电流和调节电压,从而保证数字钟的正常工作。
3.焊接工具:焊接工具是将各个器材连接在一起的关键。
使用焊接工具进行焊接时,需要注意操作安全,确保焊点牢固。
三、实验步骤通过以下步骤,我们可以逐步完成数字钟的制作:1.划定电路板:首先,我们需要在电路板上进行标记,划定数字钟的各个部分的位置。
这一步骤旨在确保各个元件的安装位置准确无误。
2.安装元件:接下来,我们可以一步步安装各个元件。
首先,焊接晶体管和电阻器等固定元件,然后进行焊接。
数字钟课程设计报告(正文)

数字钟课程设计报告(正文)课程设计报告课题名称:电子技术课程设计学生学号:专业班级:学生姓名:指导教师:目录一、设计目的 (2)二、设计所需元件器材 (2)三、原理框图 (2)四、各功能模块图 (3)五、设计出现的问题及心得 (9)六、思考题 (10)七、课程设计说明书 (12)一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此,我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计所需元件器材1.555定时器1片2.74LS90集成块6片3.CD4511集成块6片4.共阴极7段数码管6个5.面包板1个(型号SYB-118)6.10uf电解电容1个7.0.1uf瓷片电容1个8.68k电阻一个9.15k电阻一个10.单股线8m左右11.镊子12.剪刀13.斜口钳14.74LS14一片15.74LS20一片16.按键两个17.电阻1k 3个18.电阻 100欧6个19.5伏电源三、原理框图基本原理为555定时器产生基准秒脉冲,将信号送到60进制秒计数器,秒计数器60一循环,会产生进位信号,同时将这信号送到60进制分计数器,分计数器循环也会产生进位信号,送到24进制时计数器。
每级计数器都有译码器与之相对,将计数器送出的4位信号转变成数码管的十进制信号,这样就能显示出具体时间。
四、各功能模块图1.555定时器555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,其应用极为广泛。
555定时器内部结构如图4-1-1所示。
数字钟电子课程设计数字时钟

数字时钟课程设计报告姓名:学号:班级:专业:评阅老师:评分:评语:引言 (3)一. 设计意义和要求 (4)1.1设计意义 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计要求 (4)二. 方案设计 (5)2.1设计思路 (5)2.2 方案设计 (5)三. 单元电路设计 (8)3.1秒脉冲电路 (8)3.2 计时电路 (8)3.3 译码和显示电路 (13)3.4调时调分控制电路 (13)3.5整点报时电路 (14)3.6 清零控制电路 (15)四. 调试与检测 (16)五. 总结与体会 (17)六. 元件清单 (18)七. 参考文献 (19)所谓数字钟,是指利用电子电路构成的计时器。
相对机械钟而言,数字钟能实现准确计时,并显示时,分,秒,而且可以方便,准确的对时间进行调节。
在此基础上,还可以实现整点报时的功能。
因此,数字钟的应用十分广泛。
我们要通过这次的课程设计掌握数字钟的原理,学会设计简单的数字时钟。
设计过程采用系统设计的方法,先分析任务,得到系统和要求,然后进行总体设计,划分子系统,然后进行详细设计,确定各个功能子系统中的内部电路,最后按照原理图构成实物,进行调试和改进。
一设计意义及要求1.1设计意义(1). 了解数字钟的原理和功能(2).学会使用555定时器构成脉冲发生器(3).了解和掌握计数器,译码器和显示器的工作原理和使用方法(4). 进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法,学会利用数字电路实现数字钟的功能1.2设计目的(1). 使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力;(2). 使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力;(3). 熟悉并学会选用电子元器件,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
1.3设计要求(1). 设计一个准确计时,以数字显示时,分,秒并能校正的时钟。
(2). 小时的计时要求为“12翻1”,分和秒要求为60进制进位。
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《电子技术课程设计报告》教学院:电气与电子信息工程学院专业班级:xx级电子信息工程(x)班学号:xxxxxxxxxxxx学生:坏水指导教师:xxxxxxxxxxxx时间:2011.10.10~10.23地点:电子技术实验室课程设计成绩评定表电子技术课程设计任务书2011~2012学年第一学期学生:坏水专业班级:xx电信本x班指导教师:xxxxxxxxx 工作部门:电气与电子信息工程学院一、课程设计题目:多功能数字钟电路的设计/直流稳压电源的设计二、课程设计容(含技术指标):①拟定多功能数字钟和直流稳压电源的组成框图,要现电路的基本功能,使用的器件少,成本低;②画出数字钟和直流稳压电源的主体电路逻辑图;③测试多功能数字钟的逻辑功能,同时满足基本功能与扩展功能的要求;④设计并安装各单元电路,要求布线整齐、美观,便于级联与调试;四、基本要求1.基本功能:要求设计出+5V的直流稳压电源。
数字钟要求以数字形式显示时、分、秒的时间。
小时计数器的计时要求为“12翻1”,要求具有手动校时功能。
2.扩展功能:定时控制,其时间自定;仿广播电台正点报时,自动报整点时数或触摸报整点时数(主要体现在理论知识上进行电路设计)。
(一)实训题目:直流稳压电源和多功能数字钟。
(二)实训目的:1、巩固和加深学生对模拟电子技术,数字逻辑电路等课程基本知识的理解,综合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个实际课题。
2、根据课程需要,通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选用元气件,通过电路组装,调试和检测环节,掌握电路的分析方法和设计方法。
4、熟用常用电子元气件的类型和特性,并掌握合理选用原则。
5、掌握电路图、PCB图的设计方法,学会电路的安装与调试。
6、掌握常用仪器、仪表的正确使用方法,学会电路整机指标的测试方法。
(三)实训要求1、数字钟的功能要求:准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间,小时时要求为“12翻1”,分和秒的计时要求为60进位,要有校正时间电路。
2、直流稳压电源的功能要求:输入220V交流电压,输出+5V直流电压。
一、整体方案原理框图1、直流稳压电源直流稳压电源主要包括4个部分,电源变压器,整流电路,滤波器,稳压电路。
2、数字钟设计框图由上图的总体结构图可知,该设计大概可以分部分:秒脉冲产生部分、计数部分、显示部分、校时部分。
在秒脉冲产生部分中,可以用振荡器或者555定时器予以实现,为了保证准确性,优先选用振荡器,但是由于个人技术问题,我们选用了555定时器来产生秒脉冲;在计数电路中,我们采用CD4518计数器,4518为双BCD同步加法计数器。
在显示部分,我们采用CD4511芯片结合数码管来实现。
最后的校时部分用四2输入与非门的CD4011芯片结合瓷片电容来完成。
二、单元电路设计1、直流稳压电源的设计2、秒脉冲信号的设计“秒脉冲信号发生器”的设计原理图振荡器是数字钟的核心部分。
振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定,但是由于某种原因,本实验采用555定时器。
其中要求R1为168K、R2为68K的电阻,C1为 4.7μF、C2为0.01μF的电容,Vcc为+5V电源,GND接地。
振荡器是数字钟的核心部分。
振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定,但是由于某种原因,本实验采用555定时器。
其中要求R1为168K、R2为68K的电阻C1为4.7μF、C2为0.01μF的电容,Vcc为+5V电源,GND接地。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5 脚悬空时,则电压比较器A1 的反相输入端的电压为2VCC /3,A2 的同相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3,则比较器A2 的输出为1,可使RS 触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3,同时TR 端的电压大于VCC /3,则A1 的输出为1,A2 的输出为0,可将RS 触发器置0,使输出为0 电平。
3、时钟电路的设计(一)秒计数、译码/驱动及显示部分的设计众所周知,秒、分、时分别为六十、六十、二十四进制(十二进制亦可)计数器那么“秒”和“分”计数器用两块十进制计数器级连来实现,它们的个位为十进制,十位为六进制,这样,符合人们通常计秒数的习惯。
“时”计数也用两个十进制集成块,只是做成二十四进制,上述计数器均可用反馈清零法来实现。
秒计数采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”信号送入“秒”计数器,秒计数器采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分”脉冲信号,该信号将作为“分”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的一个与门来实现。
而CD4511芯片具有锁存\译码\驱动的功能,可以外接电阻驱动七段口LED数码管显示出来,以下即为秒计数器的设计原理图。
见附图中图①部分(二)分计数、译码/驱动及显示部分的设计分计数和秒计数的原理差不多,也是采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”计数器的进位脉冲送入“分”计数器,每累计60分发出一个“时”脉冲信号,该信号将作为“时”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的又一个与门来实现,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,分计数器的设计原理图与秒计数器的设计原理图相同。
见附图中图②部分(三)、时计数、译码/驱动及显示部分的设计时计数和分计数的原理差不多,也是采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“分”计数器的进位脉冲送入“时”计数器,但是是计数器采用的是24进制、且不需要进位脉冲,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,以下即为分计数器的设计原理图。
见附图中图③部分其中秒、分、时计数器都用到芯片CD4511、CD4518、CD4081和数码管,下面就针对秒、分、时的设计原理来介绍这些芯片的引脚及功能。
①数码管是数字钟的显示部分,由七段LED和一个点构成,其引脚图如下②CD4511是BCD锁存/7段译码器/驱动器,常用的显示译码器件,MAX7219和他功能差不多。
CD4511引脚功能:BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态是怎么样的,七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。
LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
LT:3脚是测试信号的输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入DCBA 状态如何,七段均发亮全部显示。
它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD 码输入端。
a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。
③CD4518是十进制双BCD同步加法计数器,含两个单元的加计数器,下图为CD4518的引脚图及功能表。
CD4518/CC4518是二、十进制(8421编码)同步加计数器,含两个单元的加计数器,其功能表如真值表所示。
每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN,可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。
由表可知,若用ENABLE信号下降沿触发,触发信号由EN端输入,CLK端置“0”;若用CL℃K信号上升沿触发,触发信号由CL℃K端输入,ENABLE端置“1”。
RESET端是清零端,RESET端置“1”时,计数器各端输出端Q1~Q4均为“0”,只有RESET 端置“0”时,CD4518才开始计数。
yds838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号CD4518采用并行进位方式,只要输入一个时钟脉冲,计数单元Q1翻转一次;当Q1为1,Q4为0时,每输入一个时钟脉冲,计数单元Q2翻转一次;当Q1=Q2=1时,每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次;当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时,每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。
这样从初始状态(“0”态)开始计数,每输入10个时钟脉冲,计数单元便自动恢复到“0”态。
若将第一个加计数器的输出端Q4A作为第二个加计数器的输入端ENB的时钟脉冲信号,便可组成两位8421编码计数器,依次下去可以进行多位串行计数。
4、校时控制电路的设计分时校准电路的原理是一样的。
均是采用瓷片电容103和与门电路用开关来实现的,具体电路图如下。
平常计时状态下,开关处于断开状态,当需要校时时,按下开关,瓷片电容则放电,CD4011的引脚1、2是低电平,3引脚输出高电平,此时8引脚送入时钟脉冲,则10输出低电平,那么4输出一定是高电平,而且这个高电平被送入CD4518的1号时钟引脚,此时“分”必定加1,同理,若连续按下开关则“分”就会连续加1,即完成分校时。
时校时电路的原理和分校时是一样的,不多做解释。
5、数码管显示电路的设计用CD4511和CD4518配合数码管组成一个一位计数显示电路,如下图所示:若要多位计数,只需将计数器级联,每级输出接一只CD4511 和LED 数码管即可。
所谓共阴LED 数码管是指7 段LED 的阴极是连在一起的,在应用中应接地。
限流电阻要根据电源电压来选取,电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。
三、参考文献[1] 康华光主编.电子技术基础-数字部分(第五版).高等教育,2006[2] 数字电子技术《实验指导书》[3] 素行主编.模拟电子技术简明教程(第三版). 高等教育,2005[4] 自美主编.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学,2000[5] 吕思忠主编.数子电路实验与课程设计.工业大学,2001四、焊接技术及安装工艺1、烙铁使用的注意事项①新买的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡(给烙铁通电,然后在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头),使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮,然后通电加热升温,并将烙铁头蘸上一点松香,待松香冒烟时在上锡,使在烙铁头表面先镀上一层锡。
②电烙铁通电后温度高达250摄氏度以上,不用时应放在烙铁架上,但较长时间不用时应切断电源,防止高温“烧死”烙铁头(被氧化)。
要防止电烙铁烫坏其他元器件,尤其是电源线,若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。
③不要把电烙铁猛力敲打,以免震断电烙铁部电热丝或引线而产生故障。
④电烙铁使用一段时间后,可能在烙铁头部留有锡垢,在烙铁加热的条件下,我们可以用湿布轻檫。
如有出现凹坑或氧化块,应用细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头。
2、焊接技术(1)通常握持电烙铁的方法有握笔法和握拳法两种。