數(shù)字電路計時器_圖文

1、目錄第章 緒論. 11.1 課題背景.11.2 設(shè)計題目.11.3 設(shè)計功能技術(shù)指標.1第章 方框圖的設(shè)計. 22.1 電路的方框圖.22.2 方框圖的原理.3第3章 單元電路的設(shè)計與分析. 43.1 多諧振蕩電路.43.2 分頻電路.53.3 控制電路.63.4 譯碼顯示電路.7第4章 整機電路的組成. 84.1 整機電路原理圖.84.2 整機電路的工作原理.9第章 電路的組裝與調(diào)試. 105.1 合理布局.105.2 分級調(diào)試.10結(jié) 論. 12收獲與體會. 13致 謝. 15參考文獻. 16附錄1 元器件清單 . 17課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 第章 緒論1.1 課題背景當時間到了現(xiàn)代電

2、子技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，以其方便快捷的特性在各行業(yè)得到了巨大的應(yīng)用。尤其是后來數(shù)字技術(shù)的發(fā)展更是使得現(xiàn)在的數(shù)據(jù)、信息的存儲傳輸提供了巨大的便捷。因此對電子技術(shù)的學習和練習就變得非常的必要。這次的課程設(shè)計正是體現(xiàn)了這一必要性。1.2 設(shè)計題目本次電子線路課程設(shè)計的設(shè)計題目是：電子秒表。1.3 設(shè)計功能技術(shù)指標1. 計數(shù)范圍000999。2. 具有啟動、暫停、停止功能。第章 方框圖的設(shè)計2.1電路的方框圖電路的主要部分由多諧振蕩電路、控制電路、分頻電路、計數(shù)電路譯碼及顯示電路等單元電路組成。如圖21所示。 圖2-1 電子秒表電路方框圖2.2 方框圖的原理1、多諧振蕩電路多諧振蕩器是由NE555構(gòu)成

3、的一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在工作時電路在這兩個穩(wěn)態(tài)之間自動的交替變換，由此產(chǎn)生矩形脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。2、控制電路（1）清零的功能利用74LS90的使能端，74LS90的R01R02=0 ，R91R92=0計數(shù)進行。 R01R02=1時清零。將R01（2腳）接空相當于接高電平，R02（3腳）接單刀雙制開關(guān)的中間端，然后兩端分別接地與電源，則當開關(guān)合向地時計時，當開關(guān)合向電源時清零。（2）暫停的功能用一個開關(guān)控制振蕩器的輸出端與分頻電路的輸入端的開合。合則繼續(xù)，開則暫停。3、計數(shù)電路74LS90 是異步二五十 進制加法計數(shù)器

4、，將12腳與1腳相連組成十進制計數(shù)器。并將6、7腳接地，2、3腳相與得零則計數(shù)器開始計數(shù)。14腳為脈沖輸入端，將前一個芯片的11腳與后一個的14腳連接則構(gòu)成74LS90十進制計數(shù)的級聯(lián)。4、譯碼顯示電路74LS47，是一種常用的七段顯示譯碼器，該電路的輸出為低電平有效，該譯碼器能夠驅(qū)動共陽極七段數(shù)碼管顯示器顯示09共10個數(shù)字的字形。將其與數(shù)碼管相應(yīng)腳相連則構(gòu)成譯碼顯示電路。第3章 單元電路的設(shè)計與分析3.1 多諧振蕩電路由555定時器和外接元件R1、R2、C 構(gòu)成多諧振蕩器（本電路中為Rp 、R ），腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn) 態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過

5、R1、R2向C 充電，以及C 通過R2向放電端Dc 放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C 在2/3Vcc和1/3Vcc之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波，對應(yīng)的波形如圖3-1。輸出信號的時間參數(shù)是： T=tw1+tw2 （式31） tw1=0.7（R1+R2）C （式32） tw2=0.7R2C （式33）其中，tw1為Vc 由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的時間（即電容充電的時間），tw2為Vc 降回1/3Vcc的時間（即電容C 放電所需的時間）。555電路要求R1與R2均應(yīng)不小于1K ，但兩者之和應(yīng)不大于3.3M 。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的元

6、件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。 圖3-1 555電路圖及波形圖3.2 分頻電路1. 分頻電路主要由74LS90完成，如圖3-2所示為74LS90的引腳排列圖，其中計數(shù)器接成十進制形式，對頻率為10HZ 的時鐘脈沖進行十分頻，在輸出端Q D 取得周期為1S 的矩形脈沖，作計數(shù)器的時鐘輸入。 通過不同的連接方式，74LS90 可以實現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助R 0 (1 、R 0 (2 對計數(shù)器清零，借助S 9 (1 、S 9 (2 將計數(shù)器置9 。其具體功能詳述如下： (1 計數(shù)脈沖從CP 1 輸入，Q A 作為輸出端，為二進制計數(shù)器。(2 計數(shù)脈沖從CP 2 輸

7、入，Q D QC QB 作為輸出端，為異步五進制加法計數(shù)器。圖3-2 74LS90的引腳排列圖 圖3-3 74LS90級聯(lián)圖 2A 1D C B A 成異步8421 碼十進制加法計數(shù)器。(4 若將CP 1 與Q D 相連，計數(shù)脈沖由CP 2 輸入， QA 、Q D 、Q C 、Q B 作為輸出端，則構(gòu)成異步5421 碼十進制加法計數(shù)器。 (5 清零、置9 功能。 a 異步清零當R 0 (1 、R 0 (2 均為“1”；S 9(1、S 9(2 中有“0”時，實現(xiàn)異步清零功能，即Q D Q C Q B Q A 0000 。 b 置9 功能 當S 9 (1、S 9(2 均為“1”；R 0(1、R 0

8、(2 中有“0”時，實現(xiàn)置9功能，即Q D Q C Q B Q A 1001。3.3 控制電路（1）清零的功能利用74LS90的使能端，74LS90的R01R02=0 ，R91R92=0計數(shù)進行。R01R02=1時清零。將R01（2腳）接空相當于接高電平，R02（3腳）接單刀雙制開關(guān)的中間端，然后兩端分別接地與電源，則當開關(guān)合向地時計時，當開關(guān)合向電源時清零。 （2）暫停的功能用一個開關(guān)控制振蕩器的輸出端與分頻電路的輸入端的開合。合則繼續(xù)，開則暫停。3.4 譯碼顯示電路74LS47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動器，74LS47的功能用于將BCD 碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字, 通過它解碼，可以直接

9、把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字。譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用。 LT ，RBI ，BI ，端接高電平時，從DCBA 端輸入BCD 碼時，從abcdefg 端輸出相應(yīng)的數(shù)碼管顯示碼。結(jié)合四線-七段譯碼器7447可以現(xiàn)實0到9個數(shù)字。第4章 整機電路的組成4.1整機電路原理圖整機電路由組成整機原理圖見圖4-1。 4.2 整機電路的工作原理把電路接通電源，合上k1電路接通電源開始工作，數(shù)碼管變亮。k3合向1端則使得74ls90 R02接

10、地，和R01相與為0，則秒表開始計數(shù)，如果合向3端，相與為1則數(shù)碼管清零。如果k2斷開，振蕩器與后面部分斷開，則計時暫停，閉合則繼續(xù)。計數(shù)部分的輸出的二進制數(shù)信號通過譯碼器的譯碼后送數(shù)碼管顯示。第章 電路的組裝與調(diào)試5.1 合理布局電路在安裝前要將各級進行合理布局，一般按照電路的順序一級一級地布局，在此過程中我們本著以下原則：1. 了解元件管腳功能。2. 布線盡可能少，合理進行布線。3. 電源線用紅線，地線用黑線。4. 布線規(guī)律有制, 盡量減少交叉。5美觀大方。注意事項：1 電路板各個所用電源，地都連起來。2 防止接線短路。3 元件注意不可接反。5.2 分級調(diào)試電路的調(diào)試過程一般是先分級調(diào)試，

11、再級聯(lián)調(diào)試，最后整機調(diào)試與性能指標測試。1、振蕩電路的測試示波器輸出波形為 調(diào)節(jié)Rp 使得輸出波形的頻率為10HZ 。用555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，作為時鐘源。2、計數(shù)器的測試計數(shù)器分別接成十進制形式，將計數(shù)器（1）（2）（3）級連，進行邏輯功能測試，并記錄。3、譯碼顯示電路的測試看數(shù)碼管的輸出是否有輸出，范圍為000 999s 。999后能清零。4、控制電路撥動k3看顯示是否清零、計時。撥動k2看顯示是否暫停、繼續(xù)。結(jié) 論本次課程設(shè)計的題目是電子秒表，技術(shù)指標為：計數(shù)范圍為0-999，可以清零、暫停。至今各項指標都已實現(xiàn)。整個過程歷經(jīng)3個星期，從資料的查詢，方案的確定，以及電路板的制作。

12、本電路由555振蕩器、控制、分頻、計數(shù)、譯碼顯示幾個部分組成，各電路的功能都已實現(xiàn)且運行良好。在本次設(shè)計的過程中，本組所設(shè)計和制作的電路還存在許多的不足之處。如：布線稍微凌亂，原件擺放松散，工藝有所欠缺。通過這課程設(shè)計，讓我知道了實踐對于學習的重要性，讓我堅定了要更加刻苦的學習電子知識并多做實踐的決心。明白了理論只有在與實踐相結(jié)合后才更有力量。相信自己會在老師的引導下努力成為一名具備專業(yè)的電子知識的高素質(zhì)的大學生。為國家，為人民做出自己的貢獻，實現(xiàn)自己的人生價值。這不緊緊是一個設(shè)計，更重要的是一種人生的鍛煉。相信我會為我的成功和目標而努力奮斗。收獲與體會本次課程設(shè)計對數(shù)字電子技術(shù)有了更進一步的

13、熟悉，實際操作和課本上的知識有很大聯(lián)系，但又高于課本，一個看似很簡單的電路，要動手把它設(shè)計出來就比較困難了，因為是設(shè)計要求我們在以后的學習中注意這一點，要把課本上所學到的知識和實際聯(lián)系起來，同時通過本次電路的設(shè)計，不但鞏固了所學知識，也使我們把理論與實踐從真正意義上結(jié)合起來，增強了學習的興趣，考驗了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱 相關(guān)文獻資料，和組織材料的綜合能力。通過本次本次課程設(shè)計學習了數(shù)字電路中時鐘發(fā)生器及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)用和學習電子秒表的調(diào)試方法。加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案設(shè)計了一套電路原理圖，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了

14、74LS90，74LS74，NE555等芯片。生活就是這樣，汗水預示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過課程設(shè)計，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識到老一輩電子設(shè)計為我們的社會付出。我想說，設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設(shè)計也是一個團隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮； 正所謂“三百六十行，行行出狀

15、元”。我們同樣可以為社會作出我們應(yīng)該做的一切，也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設(shè)計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什么，只要人生活的有意義就可。社會需要我們，我們也可以為社會而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢？于是我們決定沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。 同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只

16、有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院課程設(shè)計用紙 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛 勤指導下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我 們表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！ 此次

17、課程設(shè)計，學到了很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的 隨機應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能 扛的起并高質(zhì)量的完成項目。 在此，感謝王老師的細心指導，也同樣謝謝其他各組同學的無私幫助！ 14 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院課程設(shè)計用紙 致 謝 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在王朋老師的辛勤指 導下，終于迎刃而解。在我的課程設(shè)計中對我?guī)椭畲竽^于我的指導教師王鵬老師 了。 這次課程設(shè)計順利的成功，首先感謝指導教師王朋老師在課程設(shè)計期間所給予的關(guān)心 和幫助，是他給了我們最大的支持，鼓勵和幫助。才使我們完成本次課程設(shè)計。每當 我們遇到疑難不解的問題時，老師都能第一時間里給與我們幫住，他這種認真負責工 作態(tài)度和寬以待人的崇高品質(zhì)值得我們學習和借鑒。 此外，我還要感謝單老師和實驗室的胡老師們，當我們在搭建電路元件時，單老師給 我們提供了很大的幫助，有時還與我們一起討論造成電路有問題的原因。實驗室的老 師們都會按時值勤，給我們設(shè)計人員提供物質(zhì)和精神上的幫助。他們能夠幫助我們的 盡一切的可能來幫助，幫助不了的，他們會與我們一起想辦法來解決。 所以我要衷心地感謝老師們給予我們的關(guān)懷和照顧，在