南京理工大学电子电工综合实验

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电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2

电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2

电子电工综合实验论文专题:裂相〔分相〕电路院系:自动化学院专业:电气工程及其自动化:小格子学号:指导老师:徐行健裂相(分相)电路摘要:本实验通过仿真软件Mulitinism7,研究如何将一个单相的交流分裂成多相交流电源的问题。

用如下理论依据:电容、电感元件两端的电压和电流相位差是90度,将这种元件和与之串联的电阻当作电源,这样就可以把单相交流源分裂成两相交流电源、三相电源。

同时本实验还研究了裂相后的电源接不同的负载时电压、功率的变化。

得到如下结论:1.裂相后的电源接相等负载时两端的电压和负载值成正相关关系;2.接适当的负载,裂相后的电路负载消耗的功率将远大于电源消耗的功率;3.负载为感性时,两实验得到的曲线差异较小,反之,则较大。

关键词:分相两相三相负载功率阻性容性感性引言根据电路理论可知,电容元件和电感元件最容易改变交流电的相位,又因它们不消耗能量,可用作裂相电路的裂相元件。

所谓裂相,就是将适当的电容、电感与三相对称负载相配接,使三相负载从单相电源获得三相对称电压。

而生活和工作中一般没有三相动力电源,只有单相电源,如何利用单相电源为三相负载供电,就成了值得深入研究的问题了。

正文1.实验材料与设置装备本实验是理想状态下的实验,所有数据都通过在电路专用软件Multisim 7中模拟实验测得的;所有实验器材为〔均为理想器材〕实验原理:(1). 将单相电源分裂成两相电源的电路结构设计把电源U1分裂成U1和U2输出电压,如下列图所示为RC桥式分相电压原理,可以把输入电压分成两个有效值相等,相位相差90度的两个电压源。

上图中输出电压U1和U2与US之比为Us U 1=2)11(11C wR + Us U 2=2)221(11C wR +对输入电压Us 而言,输出电压U1和U2与其的相位为: Φ1=-tg (wR1C1) Φ2=tg (221C wR )或 ctg φ2=wR2C2=-tg(φ2+90°) 假设 R1C1=R2C2=RC 必有 φ1-φ2=90°一般而言,φ1和φ2与角频率w 无关,但为使U1与U2数值相等,可令wR1C1=wR2C2=1则在确定R,C 数值时,可先确定C=10µF ,则根据上式可确定R=318.31Ω。

南京理工大学EDA1实验报告(模电部分)

南京理工大学EDA1实验报告(模电部分)

南京理工大学EDA课程设计(一)实验报告专业:自动化班级:姓名:学号:指导老师:2013年10月摘要在老师的悉心指导下,通过实验学习和训练,我已经掌握基了于Multisim的电路系统设计和仿真方法。

在一周的时间内,熟悉了Multisim软件的使用,包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常见电路分析方法。

能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析,掌握EDA设计的基本方法和步骤。

实验一:单级放大电路的仿真及设计,设计一个分压偏置的单管电压放大电路,并进行测试与分析,主要测试最大不失真时的静态工作点以及上下限频率。

实验二:负反馈放大电路的设计与仿真,设计一个阻容耦合两级电压放大电路,给电路引入电压串联深度负反馈,,观察负反馈对电路的影响。

实验三:阶梯波发生器的设计与仿真,设计一个能产生周期性阶梯波的电路,对电路进行分段测试和调节,直至输出合适的阶梯波。

改变电路元器件参数,观察输出波形的变化,确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。

关键词:EDA设计及仿真multisim 放大电路反馈电路阶梯波发生器实验一:单级放大电路的仿真及设计一、实验要求1、设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于50。

2、调节电路静态工作点(调节电位计),观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。

3、调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。

在此状态下测试:(1)电路静态工作点值;(2)三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值;(3)电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;(4)电路的频率响应曲线和f L、f H值。

二、实验步骤1、设计分压偏置的单级放大电路如图1-1所示:图1-1、单级放大电路原理图2、电路饱和失真输出电压波形图调节电位器的阻值,改变静态工作点,当电阻器的阻值为0%Rw,交流电压源为10mV时,显示饱和失真的波形图如图1-2所示:图1-2、电路饱和失真输出电压波形图饱和失真时的静态工作点:Ubeq=636。

电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2

电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2

电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2电子电工综合实验论文专题:裂相(分相)电路院系:自动化学院专业:电气工程及其自动化姓名:小格子学号:指导老师:徐行健裂相(分相)电路摘要:本实验通过仿真软件Mulitinism7 ,研究如何将一个单相的交流分裂成多相交流电源的问题。

用如下理论依据:电容、电感元件两端的电压和电流相位差是90 度,将这种元件和与之串联的电阻当作电源,这样就可以把单相交流源分裂成两相交流电源、三相电源。

同时本实验还研究了裂相后的电源接不同的负载时电压、功率的变化。

得到如下结论:1.裂相后的电源接相等负载时两端的电压和负载值成正相关关系;2.接适当的负载,裂相后的电路负载消耗的功率将远大于电源消耗的功率;3.负载为感性时,两实验得到的曲线差别较小,反之,则较大。

关键词:分相两相三相负载功率阻性容性感性引言根据电路理论可知,电容元件和电感元件最容易改变交流电的相位,又因它们不消耗能量,可用裂相(分相)电路研究设计作裂相电路的裂相元件。

所谓裂相,就是将适当的电容、电感与三相对称负载相配接,使三相负载从单相电源获得三相对称电压。

而生活和工作中一般没有三相动力电源,只有单相电源,如何利用单相电源为三相负载供电,就成了值得深入研究的问题了。

正文1.实验材料与设置装备本实验是理想状态下的实验,所有数据都通过在电路专用软件Multisim 7中模拟实验测得的;所有实验器材为(均为理想器材)实验原理:(1).将单相电源分裂成两相电源的电路结构设计把电源U1分裂成U1和U2输出电压,如下图所示为RC桥式分相电压原理,可以把输入电压分成两个有效值相等,相位相差90度的两个电压源。

上图中输出电压U1和U2与US之比为对输入电压Us 而言,输出电压U1和U2 与其的相位为:①仁-tg (wR1C1) ① 2=tg (WR2C2)或 ctg $ 2=wR2C2=-tg( $ 2+90° ) 若 R1C 仁R2C2=RC 必有 $ 1-$ 2=90° —般而言,$ 1和$ 2与角频率w 无关, 但为使U1与U2数值相等,可令wR1C 仁 wR2C2=1则在确定R,C 数值时,可先确定C=10^F ,则根据上式可确定 R=318.31Q 。

电工电子实验报告-南邮课程设计

电工电子实验报告-南邮课程设计

目录第一章技术指标 (2)1.1 系统功能要求 (2)1.2 系统结构要求 (2)1.3 电气指标 (2)1.4 设计条件 (2)第二章整体方案设计 (3)2.1 整体方案 (3)2.2 整体原理及方框图 (3)第三章单元电路设计 (4)3.1 频率控制电路设计 (4)3.2 计数器设计(256) (5)3.3 存储器及正弦函数表 (6)3.4 D/A(II)正弦波产生电路 (7)3.5幅度控制 (8)3.6阻抗控制 (9)3.7整体电路图 (9)3.7 整体元件清单(理论值) (9)第四章测设与调整(数据) (11)4.1 频率控制电路调测 (11)4.2 地址计数器电路调测如下: (11)4.3 存贮器电路调测(R=1千欧) (11)4.4数字幅度电路调测 (11)4.5 波形扩展 (11)4.6 整体指标测试 (12)第五章设计小结 (13)5.1电子电路课程设计的意义 (13)5.2 设计任务完成情况 (13)5.3 问题及改进 (13)5.4 心得体会 (14)附录 (16)参考文献 (16)主要芯片介绍: (16)第一章技术指标1.1 系统功能要求人们在向计算机输送数据时,计算机首先要把十进制数转换成二-十进制码,即BCD码,运算器将接受到的二-十进制码转换成二进制数后才能进行运算。

这种把十进制数转换成二进制数的过程称为“十翻二”运算。

1.2 系统结构要求十翻二运算电路的结构要求如图(1)所示,其中十进制数输入采用并行BCD 码输入,由七段译码器转换成十进制数显示,同时经由四位超前进位并行加法器组成的电路转换成二进制数,用发光二极管显示。

系统复位转换启动十进制数输入图(1)1.3 电气指标1 具有十翻二功能。

2 实现三位十进制数到二进制数的转换。

3 能自动显示十进制数及对应的二进制数。

4 具有手动清零和手动转换功能。

5 十进制数输入采用并行输入。

(选做)十进制数输入采用串行输入。

1.4 设计条件电源条件:+5V,-5V•可供选择器件如下:•型号名称及功能数量•74283 四位超前进位并行加法器 3•4511 七段译码器3••7432 2四输入端或门 1•共阴极数码管 3•74174 复位六D触发器 2•拨码开关 2•100Ω电阻13•LED 发光二极管10• 1k 排阻 2导线若干第二章 整体方案设计2.1 整体方案事先对十进制数进行BCD 码置数,把置好的数存入锁存器中,触发启动后,经由锁存器分两路转发,一路转发给由七段译码器组成的静态显示电路,显示输入的十进制数;另一路转发给由四位超前进位加法器组成的十进制转换二进制数的电路,进行二进制显示。

南理工电子电工实验2

南理工电子电工实验2

电子电工综合实验(II)实验报告——数字计时器设计班级:11042101学号: 1104210121姓名:蒋华熔目录一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验内容 (3)四、实验器件 (3)五、元器件引脚图及功能表 (4)六、实验原理 (10)1.秒脉冲发生电路 (11)2.计时器电路 (11)3.译码显示电路 (12)4.报时电路 (13)5.校分电路 (14)6.清零电路 (15)七、逻辑图 (16)八、引脚接线图 (16)九、实验总结 (16)参考文献 (17)一、实验目的1.掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。

2.学会单元电路的设计方法和单元间设计组合。

二、实验要求实现从00′00″到59′59″的多功能数字计时器,并且满足规定的清零,快速校分以及报时功能的要求。

三、实验内容1.设计、安装、调试脉冲发生电路。

2.设计、安装、调试59′59″计时器电路。

3.设计、安装、调试译码显示电路。

4.设计、安装、调试任意状态清零电路。

5.设计、安装、调试快速校分电路。

6.设计、安装、调试整点报时电路(59′53″、59′55″、59′57″时发出频率为500Hz的低声;59′59″时发出频率为1KHz的高声)。

7.设计1-5项联接构成数字计时器电路四、实验器件1、集成电路:NE555 1片(多谐振荡)CD4040 1片(分频)CD4518 2片(8421BCD码十进制计数器)CD4511 4片(译码器)74LS00 3片(与非门)74LS20 1片(4输入与非门)74LS21 2片(4输入与门)74LS74 1片(D触发器)2、电阻:1KΩ1只3KΩ1只330Ω(300Ω)28只3、电容:0.047uf 1只4、共阴极双字屏显示器两块。

五.元器件引脚图及功能表1.NE555 1片(多谐振荡):(1)引脚布局图:图1 NE555引脚布局图(2)逻辑功能表:(引脚4 )2.CD4040 1片(分频):(1)引脚布局图:图2 CD4040引脚布局图(2)逻辑功能说明:CD4040是一种常用的12分频集成电路。

南理工电类综合实验报告FM调制解调的数字实现

南理工电类综合实验报告FM调制解调的数字实现

《电类综合实验》仿真报告实验课题:FM调制解调的数字实现指导教师:刘光祖学生姓名:院系:电光学院专业:通信与信息系统实验时间:2016.05.09至2016.05.13一、实验背景1.FPGA简介FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)是在PAL、GAL、CPLD等可编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物,是专用集成电路领域一种半定制的集成数字芯片,其最大特点是现场可编程,既解决了全定制电路的不足,又克服了原有可编程逻辑器件门电路数有限的缺点。

FPGA的内部结构由CLB、RAM、DCM、IOB、Interconnect 等构成。

如下给出了FPGA的最典型的结构:FPGA开发的一般流程:1(a) 1(b)2.DE2-115开发板简介本实验中所用开发板为Altera公司的DE2-115。

如下为开发板的配置列表:•Altera Cyclone® IV 4CE115 FPGA 器件•Altera 串行配置芯片:EPCS64•USB Blaster 在线编程;也支持JTAG和AS可编程方式•2MB SRAM•两片64MB SDRAM•8MB Flash memory•SD卡插槽•4个按钮•18个滑动开关•18个红色LED•9个绿色LED•50M时钟源•24位音频编解码器,麦克风插孔•电视解码•RJ45 2G以太网接口•VGA连接器•含有USB_A和USB_B连接器的主从控制器•RS232收发器和9针连接器•PS/2鼠标和键盘连接器•红外接收器ControlPanel是开发板自带的一个工具软件,可以通过该软件提供的图形界面直接对FPGA上的各个外设进行操作。

通过该操作可以确认PC机与开发板的连接是否正确,开发板的硬件工作是否正常。

ControlPanel的安装过程如下:确保QUARTUS II 10.0 或以上版本能被成功安装;将开关RUN/PROG切换到RUN位置;将USB接线连接至USB驱动端口,供12V电源并打开开关;打开主机上的可执行文件DE2_115_ControlPanel.exe,controlPanel的用户界面如下:DE2_115_ControlPanel.exe一旦被启动,DE2_115_ControlPanel.sof程序流文件将会被自动加载;如果未连接,点击CONNECT,点sof文件将会重新加载到板子上;注意,控制面板将会占用一直到你关闭那个端口,除非你关闭USB端口,否则你不能使用QUARTUS II 来下载文件;控制面板现在可以使用了,通过设置一些LED灯ON/OFF的状态来观察DE2-115上的状态。

南理工电光院培养计划

南理工电光院培养计划

目录电子工程与光电技术学院 (1)电子科学与技术 (2)真空电子技术 (7)电子信息工程 (10)光电信息工程 (13)探测制导与控制技术 (17)信息对抗技术 (21)通信工程 (25)电子工程与光电技术学院电子工程与光电技术学院(简称电光学院)是依托于现代信息技术领域两大主干学科---电子和光学,于1992年10月组建而成。

学院设有通信工程系、电子工程系、光学工程系、光电技术系、探测与控制工程系和电子技术教学实验中心、国防重点学科实验室、电子工程研究所、光电技术研究所和江苏天冠科技有限公司等教学、科研单位。

随着全球信息化和信息时代的到来,学院得到了前所未有的快速发展。

学院目前拥有光学工程(一级学科)和电磁场与微波技术(二级学科) 2个国家重点学科、通信与信息系统和机械电子工程2个省部级重点学科。

学院现有光学工程、信息与通信工程、电子科学与技术和机械工程4个博士后流动站,通信与信息系统、信号与信息处理、物理电子学、微电子学与固体电子学、电磁场与微波技术、电路与系统、光学工程和机械电子工程8个博士点以及生物医学工程一级学科硕士点。

学院设有电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、光电信息工程、真空电子技术、信息对抗技术和探测制导与控制技术7个本科专业,其中电子信息工程、光电信息工程、通信工程和电子科学与技术等通用专业均为省部级重点建设的品牌、特色专业。

学院共有各类在籍学生3500人左右,其中研究生近1000人、本科生2000余人、外国留学生10余人以及工程硕士近500人。

学院现有教职工177人,其中博士生导师22人、正高级职称者37人、副高级职称者48人,“长江学者奖励计划”特聘教授2人,国家杰出青年科学基金获得者1人,国家级新世纪百千万人才1人,江苏省教学名师1人,国防科技有突出贡献中青年专家1人,国防科技工业“511人才工程”3人,江苏省333跨世纪学术科技带头人13人,江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人6名,江苏省“六大人才高峰”高层次人才3人,享受国务院政府特殊津贴4人。

南京理工大学数字计时器实验报告

南京理工大学数字计时器实验报告

电子电工综合实验报告——数字计时器一.实验内容。

1. 应用CD4511BCD码译码器﹑LED双字共阴显示器﹑300Ω限流电阻设计﹑安装调试四位BCD译码显示电路实现译码显示功能。

2. 应用NE555时基电路、3KΩ、1KΩ电阻、0·047UF电容和CD4040计数分频器设计,安装,调试秒脉冲发生器电路(输出四种矩形波频率f1=1HZ f2=2HZ f3≈500Hz f4≈1000Hz)。

3. 应用CD4518BCD码计数器、门电路,设计、安装、实现00′00″---59′59″时钟加法计数器电路。

4. 应用门电路,触发器电路设计,安装,调试校分电路且实现校分时停秒功能(校分时F2=2Hz)。

设计安装任意时刻清零电路。

5. 应用门电路设计、安装、调试报时电路59′53″,59′55″,59′57″低声报时(频率f3≈500Hz),59′59″高声报时(频率f4≈1000Hz)。

整点报时电路。

H=59′53″·f3+59′55″·f3+59′57″·f3+59′59″·f46.联接试验内容1.—5.各项功能电路,实现电子计时器整点计时﹑报时、校分、清零电路功能。

二.实验要求。

设计正确、布局合理、排线整齐、功能齐全。

三.器件引脚图及功能表。

1、NE555: 功能表引脚图2、CD4040:引脚图3、CD4518:功能表引脚图4、CD4511:功能表引脚图5、74LS00:功能表引脚图6、74LS20:功能表引脚图7、74LS21:功能表引脚图8、74LS74:功能表引脚图9.LED双字共阴显示器四.电子计时电路器逻辑图;五.电子计时器电路引脚接线图.六. 各单元原理图及设计过程:1、脉冲产生电路设计方法:由NE555连接成为自激多谐振荡电路,输出为周期矩形波,后经CD4040分频得到所需频率脉冲。

逻辑图:2、计时电路设计方法:计时电路的计数器,采用二-十进制加法计数器CD4518来实现。

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电子电工综合实验(Ⅱ)实验报告—多功能数字计时器设计姓名: 学号:学院(系):电子工程与光电技术学院专业: 通信工程指导:电子技术中心实验日期: 2012年9月目录1.电路目的 (3)2.设计内容简介及要求 (3)3.实验原理 (3)3.1 整体设计原理 (3)3.2秒信号发生器 (4)3.3 计数器 (5)3.4 清零电路 (6)3.5 校分电路 (7)3.6 报时电路 (7)4.遇到的问题及解决方法 (8)4.1 调试过程 (8)4.2问题与解决 (9)4.3感想与体会 (9)5.附录 (10)5.1参考文献 (10)5.2电路总图 (11)5.3元件清单 (11)5.4芯片引脚图 (12)一.实验目的1.巩固所学集成电路的工作原理和使用方法,学会在单元电路的基础上进行小型数字系统设计;2.培养大家的动手能力,独立完成实验电路的连接;3.增强分析问题与解决问题的能力,通过发现问题和解决问题对集成电路形成更全面的认识,提高调试电路的实验技能。

二.设计内容简介与要求设计制作一个0分00秒~9分59秒的多功能计时器,要求如下:1)设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲(1HZ),为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号(1KHZ、2KHZ);2)设计计时电路:完成0分00秒~9分59秒的计时、译码、显示功能;3)设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零。

4)设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分。

(校分隔秒)5)设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音;即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音(频率1kHz),9分59秒发高音(频率2kHz);6)系统级联。

将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。

三.实验原理3.1 整体设计原理数字计时器是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间与所需要的起点可能会不相同,所以需要在电路上加一个校分电路,以便将分时刻跳到想要的时刻,这也是为了让蜂鸣器尽快的响起。

为了使标准的1Hz 时间信号准确并且稳定,实验中我们使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路。

为了使电路更加简单,实验中我们使用了一片CD4518的集成块对计时器的秒个位和分位进行计数,用74LS161构成模六(六进制)计数器实现对秒十位进行计数,当低位计数器计满10时向高位产生一个脉冲信号,触发高位计数器计数。

由于所使用的计数器都有异步清零端,故可通过简单的电路就可以使电路具有开机清零功能和随时清零功能。

用分频器对脉冲进行分频,2Hz用于较分,1KHz、2KHz用于蜂鸣器的低鸣与高鸣。

图 1整体设计原理图各部分电路原理及分析:3.2 秒信号发生器秒信号发生器提供计时电路的时钟并为报时电路提供驱动信号。

为提供较为精确的秒脉冲信号,采用32768Hz的石英晶体多谐振荡器作为脉冲信号源。

分频器CD4060最高可实现214分频,即最低频率端Q14的脉冲信号频率为2Hz,因此增加一个D触发器实现的倍频器来产生1Hz的秒脉冲信号。

将D触发器的Q端与D端扭接在一起实现倍频器,则Q端的输出信号即为1Hz的秒脉冲信号。

报时电路所需要的1KHz,2 KHz的脉冲信号由4060的管脚Q4和管脚Q5提供。

所用器件:32768Hz晶体管、22MΩ电阻、20PF电容、10 PF电容、4060、74LS74。

:图 2秒信号发生器原理图3.3 计数器该电路是本实验基础电路中的关键电路,由分计数器、秒十位计数器、秒个位计数器构成。

分计数器和秒个位计数器直接用CD4518BCD码计数器实现十进制计数功能;秒十位计数器为六进制计数器,将74LS161做成一个从0000~0101的模六计数器实现。

连接时,秒脉冲电路产生的秒脉冲信号送入秒个位计数器(CD4518A)的CP端,秒个位单元中的输出1Q4通过一非门接入74LS161的时钟端作为时钟信号完成个位与十位的级联,进行进位。

做秒十位记数时,用反馈置位法,2Q1和2Q3通过一与非门接入置数端同时数据输入端均接地,实现模六功能。

将计数位2Q3作为驱动信号送入分计数器(CD4518B)的EN端,则数字计数器整体的计数功能即可实现。

显示电路采用三片CD4511显示译码器和三个七段共阴显示字,电路从0分00秒计到9分59秒,译码显示电路用三片四线七线译码器CD4511进行译码,而采用共阴极七段LED数码管进行循环显示。

CD4511的输入接到相应计数器的输出,而它的输出端与数码管的相应端相连,数码管通过300的电阻接地。

所用器件:4518、74LS161、74LS00、CC4511、CC4069、300Ω电阻、LED数码显示管。

图 3计时电路原理图3.4 清零电路该电路具有开机清零和控制清零功能。

其中秒个位和分位的清零端即CC4518的管脚7和15(高电平有效)接在第一个非门之后,秒十位74LS161的清零端即管脚1(低电平有效)接在第二个非门之后。

刚开机时,由于电容上的电压不能突变,电容两端为低电平,经过第一个非门输出高电平,接到CC4518的管脚7和15,实现秒个位和分位的清零。

在经过第二个非门输出低电平,接到74LS161的管脚1,实现秒十位的清零。

按下开关后,电容被短路,第一个非门的输入端为低电平,两个非门的输出端分别为高电平和低电平,原理同上,实现控制清零功能(异步清零)。

所用器件:CC4069、10KΩ电阻、22μF电容。

图 4清零电路原理图3.5 校分电路当校分电路开关断开时时,计数器正常计数;当开关闭合时,秒个位和秒十位正常计数,分位进行快速校分,即分计数器可以不受秒计数器的进位信号的控制。

由用下图电路控制分位计数器的EN端对分位进行控制。

接分位CD4518的EN端接74LS161的Qc图 5校分电路原理图3.6 报时电路用需要报时的时刻所对应的计数器的输出作为触发信号来驱动蜂鸣器报时,因为需要在9分53秒、9分55秒、9分57秒各报出一个低音,在9分59秒报出一个高音。

具体设计过程如下:将各时刻各位对应的二进制码作如下图的比较:1).将秒个位的3(0011)、5(0101)、7(0111)取或,通过卡诺图的化简可得应该从秒个位取1Q1(1Q2+1Q3)2).将1中所得结果和分位的9(1001)与再和秒十位的5(0101)与,所得的结果和1KHz的信号与就可得到在9分53秒、9分553秒、9分57秒报出低音的驱动信号。

3).将分位的9(1001)和秒十位的5(0101)与再和秒个位的9(1001)与再和2KHz的信号与就得到在9分59秒报出高音的驱动信号。

4).将2和3中得到的信号取或,就可以得到最终的报时驱动信号。

所用器件:74LS21、74LS32、蜂鸣器。

图 6报时电路原理图四、遇到的问题与解决方法4.1 调试过程1.电路安装前应该先把面包板的各个横通孔用短导线连好,并且统一用红线代表电源线,用黑线代表地线,连接完成后应该接上电源用万用表测试各插孔以确保整块板子上无漏掉的插孔以免影响后面的安装工作。

2.连接秒信号发生器时,将脉冲发生电路产生的脉冲接入CD4518的CP端。

此时可通过万用表观察秒信号是否正常输出,接将万用表打在电压10V档,红表笔接CD4518的CP端,黑表笔接地,若正常输出则可以看到万用表指针左右摆动,频率为1次/秒。

3.在记数器模块的连接中,先把秒个位的记数、译码、显示器连接好,把1Hz信号输入CC4518的CP端,打开开关,确保秒个位从0—9正常记数,才能开始秒十位的连接,秒个位的Qd从非门输出接入74LS161的CP端,输出的Qa、Qc 与非输入置数端,置0,接完打开开关,检验显示器从00—59正常记数,再连接分位的电路,接完仍要检验是否正常记数。

其中若数字显示缺省,检查显示器有没有问题。

4.连接清零电路,用导线代替开关,当导线断开时,实现开机清零;当导线联通时,实现不掉电清零。

5. 连接校分电路,用导线代替开关,当导线断开时,电路正常计时,到59秒后进一位;当导线连接时,分位接入2Hz信号,电路实现快速校分。

6. 连接报时电路前,给蜂鸣器输入1-2V电压,如有声音,则蜂鸣器没有问题。

连接好电路,若电路正常工作蜂鸣器会从9分53秒开始每隔一秒报一声低音(1KHz),9分59秒时报一声高音(2KHz)。

同时要注意蜂鸣器的管脚不要接反。

4.2问题与解决1.在连接完秒个位之后,发现显示器上从1走到7然后就跳回0了,既然可以从1走到7,那译码器和显示器应该正常,明显是记数器出了问题,在计数器管脚上一个一个检查,发现Cr端口没有接地,接上之后恢复了正常。

2.连接秒十位时,这一位的示数一直是5,不发生任何变化,检查了一下进位和置数信号没有问题,继续检查译码器,之前认为把Cr非悬空等同于接高频信号,就没有连接,检查后把Cr非和Qcc都连接上了+5V,可正常记数,但是发现芯片在记数过程中一直在发烫,便去询问老师,了解了Qcc接上没有意义,不应连接,去掉连接的导线之后,芯片正常了许多。

4.3 感想与体会在本次试验中,用到的集成芯片很多,线路也很复杂,连接过程中很容易出现各种各样的问题,所以试验之前要做好充分的预习,充分理解电路连接的原理,在出现问题时才知道是哪出了问题,怎么去解决。

在连接电路之前,一定先把面包板的各个横通孔用短导线连好,并且统一用红线代表电源线,用黑线代表地线,连接完成后应该接上电源用万用表测试各插孔以确保整块板子上无漏掉的插孔以免影响后面的连接。

在连接电路中,要分块一步一连接,一步步检验,确保过程当中无差错,有了错误能及时发现时出现在哪步,便于解决。

最好不同的模块选用不同颜色的线,避免到后面连线错乱。

连线不要急躁,越是开始越要慢慢的连,对好管脚,把线插牢。

剪线时每端7—8mm,过短会接触不好,造成断路;过长会有一部分裸露在外,与其他的线打上会造成短路。

我在实验中能够较快的完成电路,因为耐心的把每一条连好,出了出现两次不知道该不该连的问题,连线没有出现其他错误,完成的很顺利,不求快反而更快的成功连接。

通过这个实验,我们把之前所学的数电知识运用到了实践当中,自己设计,自己连接,遇到了问题分析解决方法,大大的提高了动手能力和解决问题的能力,同时对于集成电路的运用有了更深的理解。

五、附录5.1 参考文献1)蒋立平,等. 数字电路[M]. 南京理工大学, 2001.2)王建新,姜萍,等. 电子线路实践教程[M]. 科学出版社, 2003.3)李振声,等. 实验电子技术[M]. 国防工出版社, 2001.5.2 电路总图2Q4 Q5 Q145.3 元件清单工具:剪刀、镊子、剥线钳元器件清单:5.4 芯片引脚图引脚图:功能表:CC4511逻辑功能表CC4518逻辑功能表74LS74逻辑功能表74LS161逻辑功能表。

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