機(jī)械課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)-最新版

1、2021機(jī)械課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)心得體會(huì) 匯報(bào)人：XXXXYour content to play here, or through your copy, paste in this box, and select only the text. Your content to play here, or through your copy, paste inthis box, and select only the text.數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 一、設(shè)計(jì)目的 數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此

2、得到了廣泛的使用。 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。 因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法. 二、設(shè)計(jì)要求 （1）設(shè)計(jì)指標(biāo) 時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期； 顯示時(shí)、分、秒； 具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間； 計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)； 為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體

3、振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。 （2）設(shè)計(jì)要求 畫(huà)出電路原理圖（或仿真電路圖）； 元器件及參數(shù)選擇； 電路仿真與調(diào)試； pcb文件生成與打印輸出。 （3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。 （4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告寫(xiě)出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。 三、原理框圖 1數(shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1hz時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。 （a）數(shù)字鐘組成框圖 2晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一

4、個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768hz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類(lèi)，一類(lèi)是用ttl門(mén)電路構(gòu)成；另一類(lèi)是通過(guò)cmos非門(mén)構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門(mén)u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻r1為非門(mén)提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門(mén)的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，

5、從而和非門(mén)構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。 （b）cmos晶體振蕩器（仿真電路） 3時(shí)間記數(shù)電路 一般采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器如74hc290、74hc390等來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。本次設(shè)計(jì)中選擇74hc390。由其內(nèi)部邏輯框圖可知，其為雙2-5-10異步計(jì)數(shù)器，并每一計(jì)數(shù)器均有一個(gè)異步清零端（高電平有效）。 秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將qa與cpb（下降沿有效）相連即可。cpa（下降沒(méi)效）與1hz秒輸入信號(hào)相連，q3可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的cpa相連。 秒十位計(jì)數(shù)單元為6進(jìn)制計(jì)

6、數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將10進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖2.4所示，其中q2可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的cpa相連。 十進(jìn)制-六進(jìn)制轉(zhuǎn)換電路 分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)單元完全相同，只不過(guò)分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的q3作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的cpa相連，分十位計(jì)數(shù)單元的q2作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的cpa相連。 時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不是10的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行12進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用1片74hc390實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制計(jì)數(shù)功能

7、的電路如圖（d）所示。 （d）十二進(jìn)制電路 另外，圖（d）所示電路中，尚余2進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，正好可作為分頻器2hz輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為1hz信號(hào)之用。 4譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路 選擇cd4511作為顯示譯碼電路；選擇led數(shù)碼管作為顯示單元電路。由cd4511把輸進(jìn)來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來(lái)。這里的led數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。 計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)并以8421bcd碼的形式輸送到cd4511芯片，再由4511芯片把bcd碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來(lái)。 5校時(shí)電路 數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與

8、校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。即為用coms與或非門(mén)實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路，in1端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連；in2端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的1hz或2hz（不可太高或太低）信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的輸出為0，而開(kāi)關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過(guò)與或門(mén)，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。 實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)殡娐烽_(kāi)關(guān)存在抖動(dòng)問(wèn)題，所以一般會(huì)接一個(gè)rs觸發(fā)器構(gòu)成開(kāi)關(guān)消抖動(dòng)電路，所以整個(gè)較時(shí)電路就如圖（f）。 （f）帶有消抖電路的校正電路 6整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 電路

9、應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開(kāi)始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。 當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的qc和qa、個(gè)位的qd和qa及秒計(jì)數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。 報(bào)時(shí)電路可選74hc30來(lái)構(gòu)成。74hc30為8輸入與非門(mén)。 四、元器件 1四連面包板1塊（編號(hào)a45） 2鑷子1把 3剪刀1把 4共陰八段數(shù)碼管6個(gè) 5網(wǎng)絡(luò)線2米/人 6cd4511集成塊6塊 7cd4060集成塊1塊 874hc390集成塊3塊 974hc51集成塊1塊 1074hc00集成塊

10、4塊 1174hc30集成塊1塊 1210m電阻5個(gè) 13500電阻14個(gè) 1430p電容2個(gè) 1532.768k時(shí)鐘晶體1個(gè) 16蜂鳴器10個(gè)（每班） 1）芯片連接圖 1)74hc00d2)cd4511 3)74hc390d4)74hc51d 2面包板的介紹 面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。 面包板的樣式是： 面包板的注意事項(xiàng)： 1面包板旁一般附有香蕉插座，用來(lái)輸入電壓、信號(hào)及接地。 2上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。 3拉線時(shí)，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。 4面包板使用久后，有時(shí)插孔間連接銅線會(huì)發(fā)生脫落現(xiàn)象，此時(shí)要將此排插孔

11、做記號(hào)。并不再使用。 五、各功能塊電路圖 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，可以由許多中小規(guī)模集成電路組成，所以可以分成許多獨(dú)立的電路。 （一）六進(jìn)制電路 由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖一。 （二）十進(jìn)制電路 由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖二。 （三）六十進(jìn)制電路 由兩個(gè)數(shù)碼管、兩4511、一個(gè)74hc390與一個(gè)7400芯片組成，電路如圖三。 （四）雙六十進(jìn)制電路 由2個(gè)六十進(jìn)制連接而成，把分個(gè)位的輸入信號(hào)與秒十位的qc相連，使其產(chǎn)生進(jìn)位，電路圖如圖四。 （五）時(shí)間計(jì)數(shù)電路 由1個(gè)十二進(jìn)制電路、2個(gè)六十進(jìn)制電路組成，因上面已有一個(gè)雙

12、六十電路，只要把它與十二進(jìn)制電路相連即可，詳細(xì)電路見(jiàn)圖五。 （六）校正電路 由74ch51d、74hc00d與電阻組成，校正電路有分校正和時(shí)校正兩部分，電路如圖六。 （七）晶體振蕩電路 由晶體與2個(gè)30pf電容、1個(gè)4060、一個(gè)10兆的電阻組成，芯片3腳輸出2hz的方波信號(hào)，電路如圖七。 （八）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 由74hc30d和蜂鳴器組成，當(dāng)時(shí)間在59:50到59:59時(shí)，蜂鳴報(bào)時(shí)，電路如圖八。 六、總接線元件布局簡(jiǎn)圖 整個(gè)數(shù)字鐘由時(shí)間計(jì)數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。 其中以校正電路代替時(shí)間計(jì)數(shù)電路中的時(shí)、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時(shí)電路處于正常輸入信號(hào)時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時(shí)

13、，但當(dāng)分校正時(shí)，其不會(huì)產(chǎn)生向時(shí)進(jìn)位，而分與時(shí)的校位是分開(kāi)的，而校正電路也是一個(gè)獨(dú)立的電路。 電路的信號(hào)輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。 簡(jiǎn)圖如圖九。 七、芯片連接總圖 因仿真與實(shí)際元件上的差異，所以在原有的簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上，又按實(shí)際布局畫(huà)了這張按實(shí)際芯片布局的接線圖，如圖十。 八、總結(jié) 1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法 面包板測(cè)試 測(cè)試面包板各觸點(diǎn)是否接通。 七段顯示器與七段譯碼器的測(cè)量 把顯示器與cd4511相連，第一次接時(shí)，數(shù)碼管完全沒(méi)有顯示數(shù)字，檢查后發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管未接地而造成的，接地后發(fā)現(xiàn)還是無(wú)法正確顯示數(shù)字，用萬(wàn)用表檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)是因芯片引腳有些接觸不良而造成的，所以確認(rèn)芯片是否接觸良好是

14、非常重要的一件事。 時(shí)間計(jì)數(shù)電路的連接與測(cè)試 六進(jìn)制、十進(jìn)制都沒(méi)有什么大的問(wèn)題，只是芯片引腳的老問(wèn)題，只要重新插過(guò)芯片就可以解決了。但在六十進(jìn)制時(shí)，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)制，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)無(wú)論是線路的連通還是芯片的接觸都沒(méi)有問(wèn)題。最后，在重對(duì)連線時(shí)發(fā)現(xiàn)是線路接錯(cuò)引腳造成的，改過(guò)之后，顯示就正常了。 校正電路 因上面程因引腳接錯(cuò)而造成錯(cuò)誤，所以校正電路是完全按照仿真圖所連的，在測(cè)試時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行時(shí)校時(shí)時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，但當(dāng)進(jìn)行到分校時(shí)時(shí)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)電路的秒電路開(kāi)始亂跳出錯(cuò)。因此，電路一定是有地方出錯(cuò)了，在反復(fù)對(duì)照后，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵诮尤胄Ｕ娐窌r(shí)忘了把秒十位和分個(gè)位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時(shí)一定要注意把不要的多余的線拿掉。 2設(shè)計(jì)體會(huì) 通過(guò)這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)