30進(jìn)制計(jì)數(shù)器

1、電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍 應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時(shí)報(bào)警器、交通信號(hào)燈、紅綠燈，還可以用來(lái)做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何 其重要的。本設(shè)計(jì)主要能完成：顯示30秒計(jì)時(shí)功能；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)功能；在直接清零時(shí)，數(shù)碼管顯示器滅燈；計(jì)時(shí)器為30秒遞加計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為1秒；計(jì)時(shí)器遞加計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈。二、設(shè)計(jì)要求1、具有顯示30秒計(jì)時(shí)功能：(1)系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)；(2)在直接清零時(shí)，要求數(shù)碼管顯示器滅燈；(3)計(jì)

2、時(shí)器為30秒遞加計(jì)時(shí)，其計(jì)時(shí)間隔為1秒；(4)計(jì)時(shí)器遞加計(jì)時(shí)到30時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈。2、設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo):(1)根據(jù)原理圖分析各單元電路的功能；(2)熟悉電路中所用到的各集成塊的管腳及其功能；(3)進(jìn)行電路的裝接、調(diào)試，直到電路能達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求;(4)寫出完整、詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三、原理框圖(1)總體參考方案:30秒計(jì)時(shí)器的總體參考方案框圖如圖 2-1所示。它包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、報(bào)警電路和輔助時(shí)序控制電路(簡(jiǎn)稱控制電路)等五個(gè)模塊組成。其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊。 計(jì)數(shù)器完成30秒計(jì)時(shí)功能, 而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示等

3、功能。圖1 30秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，但本設(shè)計(jì)對(duì)此信號(hào)要求并不太高，故電路可采用555集成電路或由TTL與非門組成的多諧振蕩器構(gòu) 成。譯碼顯示電路由CD4026和共陰極七段LED顯示器組成。(2)設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)任務(wù)，計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計(jì)數(shù)器完成30s計(jì)時(shí)功能，而控制電路具有直接控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示。為了滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)正確處理各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān) 系。在操作直接清零開關(guān)時(shí)，要求計(jì)數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，計(jì)數(shù)器不工 作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

4、如圖1所示。如果根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的參考器件，還可在秒脈沖發(fā)生模塊上做些變化，前 者產(chǎn)生的脈沖周期直接是1秒；如果讓其產(chǎn)生的秒脈沖頻率為10Hz,觸發(fā)脈沖 輸出的方波周期為0.1秒，再將該脈沖彳S號(hào)送到由74LS161構(gòu)成的十分頻器，由 74LS161輸出的脈沖周期為1秒，再將該信號(hào)送到計(jì)數(shù)器74LS161。如此就可得 到兩個(gè)方案，由于兩方案原理相同，故本設(shè)計(jì)只采用方案一所述，即直接由555多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖周期為1秒的脈沖。其電路如圖2所示。圖2 30秒計(jì)時(shí)器(3)時(shí)鐘模塊為了給計(jì)數(shù)器74LS161提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號(hào)，使其進(jìn)行加計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路)，其基本

5、電路如圖4所示.其中555管腳圖如下圖3所示.由555工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知，其產(chǎn)生的脈沖周期為：T=0.7(R1+2R2)C。因此我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過(guò)計(jì)算確定了R1取15k歐姆,R2取68k歐姆,電容取C為10uF、C1為0.1uF,.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖，且其輸出 周期為1秒.D, Np PE PackagesGNDTRIGGEROUTPUTRESTDISCHARGETHRESHOLDCONTROL VOLTAGE圖3 555管腳圖t2圖秒信號(hào)發(fā)生電路圖4555多諧振蕩電路圖(4)實(shí)物模塊圖圖5圖6譯碼顯示模塊CD4026是一款同時(shí)兼?zhèn)涫M(jìn)制計(jì)數(shù)和七段譯碼兩大功能的

6、芯片，通常在CP脈沖的作用下為共陰極七段LE躁碼管顯示提供輸入信號(hào)。在一些 無(wú)需預(yù)置數(shù)的電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，節(jié)約了開發(fā)成本。由于 CD4026輸出端信號(hào)具有規(guī)律可循，經(jīng)合理反饋后獲得進(jìn)位脈沖信號(hào)和本 位清零信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)功能。CD4026同時(shí)具有顯示譯碼功能，可將計(jì)數(shù)器的十進(jìn)制計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的七位顯示碼，省去了專門的顯示譯碼器。CD4026的輸出abcdefg直接與LEDR碼管連接。CD4026的CR為異步清零端，CR=1時(shí)立即使計(jì)數(shù)器清零。圖8CD4511管腳圖? 2.共陰極七段LED顯示器是較常用的顯示數(shù)碼管，但在使用時(shí)要注意的 是：1 .看清楚自己用的數(shù)碼管是

7、共陰極還是共陽(yáng)極的，最好在焊之前用萬(wàn)電用表測(cè)一下它的極性，其管腳圖如下圖 9所示，如果為共陰極的，其管腳COM端接地；如果為共陽(yáng)極的，起管腳 COM段要接高電平。2 .還要注意在數(shù)碼管電路上加上一保護(hù)電阻，起限電流的作用。吸圖9共陰極七段LED顯示器管腳圖四、安裝與測(cè)試1、電路的安裝電路安裝要注意幾個(gè)原則：(1)先裝矮后裝高、先裝小后裝大、先裝耐焊的等；(2)布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)電路板的周邊，以起一定的屏蔽作用；(3)最好分模塊安裝等等。(4)此外焊接時(shí)不能出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊，更不能出現(xiàn)過(guò)焊，因?yàn)橛行┢骷? 不能耐高溫，比如焊接三極管時(shí)，電烙鐵絕對(duì)不能停留太久。圖10正焊接的電路板

8、圖11電路板正面圖12已焊好的電路板圖13工作中的電路板2、電路的調(diào)試焊接完成后，不意味著我們的工作就完成了因?yàn)檫@是我們還不知道焊接好后的電路板能否正常工作，因此接下來(lái)我們要做的最重要的事就是-調(diào)試我們所焊接的電路板。調(diào)試時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，電路安裝完畢后，首先應(yīng)檢查電路各部分的接線是否正 確，檢查電源、地線、信號(hào)線、元器件的引腳之間有無(wú)短路，器件有無(wú)接錯(cuò)。再 接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無(wú)異?，F(xiàn)象。 如果出現(xiàn)異 ?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法(1)接通電源后，發(fā)現(xiàn)電路板沒有任何現(xiàn)象。解決方法：再次更加仔細(xì)的檢查電路，看看是否

9、有斷路或接觸不良。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)?CD4026芯片接觸不良所致。(2)兩個(gè)LED顯示器都亮，就是不能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。解決方法：查看CP信號(hào)是否已接入電路。(3)電路能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，但是計(jì)數(shù)速度很快，與設(shè)計(jì)每秒計(jì)數(shù)一次的設(shè)定不一致。解決方法：電容與電阻不符合設(shè)計(jì)所需，更換電容或是電阻。六、實(shí)驗(yàn)體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)是我所做過(guò)的課程設(shè)計(jì)中最有意義也是收獲最大的一次。因 為在此次課程設(shè)計(jì)期間，都是我自己確定此次課程設(shè)計(jì)的題目，自己設(shè)計(jì)電路， 自己上網(wǎng)查找相關(guān)的資料等等在這個(gè)過(guò)程中，我學(xué)到了很多很多。從通過(guò)理論設(shè)計(jì)，再到確定具體方案，再到安裝實(shí)際電路，最后到調(diào)試電路、成型。整個(gè)過(guò)程都需要我充分利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考、借鑒?？梢哉f(shuō)，本 次課設(shè)是針對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行的一次比較綜合的檢驗(yàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，這次課設(shè)雖然累，但非常充實(shí)。在這次課程設(shè)計(jì)中，正確的思路是很重要的，只有你的設(shè)計(jì)思路是正確的， 那你的設(shè)計(jì)才有可能成功。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)前必須做好充分的準(zhǔn)備， 認(rèn)真查找詳 細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果說(shuō)前面電路的理論設(shè)計(jì)是一件多么令人頭痛的事，那么安裝、焊接過(guò) 程則是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過(guò)程，對(duì)電路的安裝、焊接、分析、調(diào)試要一步一步來(lái)， 不能急躁。要做好本次的課程設(shè)計(jì)，熟練地掌握課本上的理論知