數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1 .1課題的描述數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)。通過數(shù)電課程設(shè)計(jì),鍛煉學(xué)生動手能力,鞏固所學(xué)理論知識。訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)字電子電路 設(shè)計(jì)能力、應(yīng)用數(shù)字電路元器件和排除故障的能力。熟悉常用電子電路的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟 件、計(jì)算機(jī)仿真的運(yùn)用。1.2 課題及要求周歷表的設(shè)計(jì)(1具有明確的周和星期顯示。(2周和星期具備可調(diào)功能。(3周和星期具備定時(shí)功能以提醒必要的工作事情。(4對周和星期可以調(diào)零。(6星期按天計(jì)算(即周期為 24小時(shí) 。(7 計(jì)數(shù)器的狀態(tài)由 LED 數(shù)碼管顯示。(1根據(jù)實(shí)際要求增加必要的時(shí)鐘如小時(shí),分鐘,秒。(2同時(shí)可以增加年月及其鐘聲變化。1.3實(shí)際設(shè)計(jì)內(nèi)容(提高要求(1設(shè)計(jì)一個(gè)

2、周歷表,可以顯示星期和第幾周,特別適合學(xué)生和老師用。(2周設(shè)置二十周,一個(gè)星期為七天。(3 對于周和星期有明確的定時(shí)功能, 同時(shí)可以并聯(lián)幾個(gè)定時(shí)器, 以增加需要定時(shí)的數(shù) 目。注:為了觀察方便,設(shè)置天的周期為一秒以模擬一天的時(shí)間。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的基本原理框圖 2.2布局 第三章 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)3.1秒脈沖函數(shù)發(fā)生器 : 5-Vic 控制電壓 6-Vi1閥值電壓 2-Vi2觸發(fā)輸入 接通 Vcc 后, Vcc 經(jīng) R1和 R2對 C 充電。 當(dāng) Vc 上升到 2/3VCC時(shí), Vo=0,T導(dǎo)通, C 通過 R2和 T 放電, Vc 下降。當(dāng) Vc 下降到 1/3VCC時(shí)

3、, Vo 又由 0變?yōu)?1, V 截止, Vcc 又經(jīng) R1和 R2對 C 充電,如此重復(fù)上 述過程,在輸出端 Vo 產(chǎn)生了連續(xù)的矩形脈沖。第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度 Tp1, 即 Vc 從 1/3VCC充電上升到 2/3VCC所需要的時(shí)間:Tp1 0.7(R1+R2 C第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度 Tp2, 即 Vc 從 2/3VCC放電下降到 1/3VCC所需要的時(shí)間:Tp2 0.7R2C振蕩周期:T= Tp1 +Tp2 0.7(R1+2R2 C根據(jù)電路的要求取 C1=1 ,C2=0.01, T=1解得 R1=R2=470K根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的材料,確定電阻和電容的標(biāo)稱值為:C1取 105(1uF ,C

4、2取 103(0.01uF R1、 R2均取 510k 3.2計(jì)數(shù)器周歷表要有數(shù)字顯示, 以便人們更直觀地明確時(shí)間。 在數(shù)字系統(tǒng)中, 根據(jù)課本中的內(nèi)容, 本次實(shí)驗(yàn)采用七段譯碼器 74ls48來驅(qū)動七段數(shù)碼管作為顯示。 RI/RBO是一個(gè)特殊的端鈕,有時(shí)用作輸入,有時(shí)用作輸出。其輔助功能端的作用如下: (1滅燈輸入 RI/RBO當(dāng)其作為輸入使用時(shí),且 bi=0,數(shù)碼管全滅,與譯碼器的輸入信號無關(guān)。(2試燈輸入端 LT當(dāng) LT=0時(shí)數(shù)碼管的七段全亮,與輸入信號無關(guān),該輸入端可以用來檢查 7448及顯示器 的好壞。(3動態(tài)滅零輸入端 RBI當(dāng) LT=1,RBI=0,且輸入全為零時(shí)該位端輸出不顯示,即

5、 0字被熄滅,當(dāng)譯碼輸入非 0時(shí)顯示正常。(4動態(tài)滅零輸出端 RBORI/RBO作為輸出使用時(shí),受控于 LT 和 RBI ,當(dāng)了 LT=1,RBI=0,輸入代碼 DCBA=0000時(shí), BRO=0,當(dāng) LT=0或 LT=1且 RBI=1,則 RBO=1,該端主要用于顯示多位數(shù)字時(shí),多個(gè)譯碼 器之間的連接。 現(xiàn)選用三個(gè) 74160, 其中兩個(gè) 74160芯片級聯(lián)成一個(gè)從可任意設(shè)定 00-99進(jìn)制計(jì)數(shù)器, 單獨(dú) 的一個(gè)作為個(gè)位數(shù),并且個(gè)位數(shù)的 74160芯片的 CLK 接秒脈沖發(fā)生器(頻率為 1 ,再把個(gè)位數(shù) 74160芯片輸出端的 QA 、 QB 、 QC 用一個(gè)與門連起來,再接在十位數(shù) 741

6、60芯片的 ENP 和 ENT 端。其中個(gè)位用置數(shù)法接成 7進(jìn)制,十位接成 20進(jìn)制,十位中低位的進(jìn)位信號 RCO 接在高位的 ENP 和 ENT QA , QD 和高位的 QA 接與非后分別接兩個(gè)芯片的 ENP 和 ENT 。置數(shù)端 load 端低電平有效,即當(dāng)其等于 0的時(shí)候開始置數(shù),而進(jìn)位端 bco 是在計(jì)數(shù)為 1001時(shí)輸出為 1即進(jìn)位。個(gè)位數(shù)是由 1-7循環(huán),置數(shù)為 QA=1,QB=QC=QD=0且 ENP=ENT=1,CLR=1,CLK接 脈 沖 。 設(shè) 計(jì) 十 位 置 數(shù) 方 法 是 將 個(gè) 位 的 QA,QB,QC 與 后 接 十 位 低 位 的 ENP 和 ENT , 十 位

7、 的 ENP=ENT=1,CLK=1,輸入均為 0,低位的輸出 QA,QD 和高位的 QA 與非后接低位的 load 和高位的 load 。 CLK 均接脈沖,從而完成了計(jì)數(shù)器的置數(shù)設(shè)計(jì)。 3.3周歷的控制電路及邏輯狀態(tài)分析 用單刀雙擲開關(guān)控制,將三個(gè) 160芯片的 clk 端接在一起作為公共端,另兩個(gè)端口一個(gè) 接 5V, 另一個(gè)接 0V, 置零時(shí)開關(guān)撥至 0V 即可。此次定時(shí)設(shè)定為第四周星期六,為此個(gè)位的 QA,QB,QC,QD 分別接 7485的 A0,A1,A2,A3; 7485的 另 四 個(gè) 輸 入 預(yù) 置 為 B2=B1=1,B0=B3=0; 十 位 的 QA,AB,QC,QD 分

8、別 接 7485的 A0,A1,A2,A3; 7485的另四個(gè)輸入預(yù)置為 B2=1,B0=B1=B3=0;同時(shí) AGTB=ALTB=0,AEQB=1;7485的兩個(gè)輸出 0AEQB 的端口與后接電阻和二極管, 后接地。 則定時(shí)即可實(shí)現(xiàn), 當(dāng)時(shí)間到時(shí)燈亮。 第四章 總電路圖、元器件清單、儀器、儀表清單 4.1周歷總電路圖 4.2元器件清單 4.3儀器、儀表清單 第五章 系統(tǒng)安裝與調(diào)試5.1系統(tǒng)的安裝1、 按照總體電路圖搭好實(shí)驗(yàn)電路, 搭電路時(shí)應(yīng)注意面包板上芯片的整體布局, 避免線的 交叉相連,盡可能使搭出來的電路看上去美觀,從而也便于了電路的調(diào)試和查錯。2、將面包板上引出的正負(fù)極分別接到數(shù)字電路

9、實(shí)驗(yàn)箱上的 +5V和接地,打開實(shí)驗(yàn)箱的電 源開始調(diào)試電路。3、 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象, 并檢查數(shù)碼管顯示的正確與否。 現(xiàn)場分析并解決實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的故障 5.2系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)電路的調(diào)試是所設(shè)計(jì)的電路能否成功的關(guān)鍵部之一。這個(gè)部分花的時(shí)間和心思也比 較多。由于所用元器件很多,所以本次電路的調(diào)試過程較為復(fù)雜?？偨Y(jié)在調(diào)試過程中遇到的 問題,可以歸納為以下幾個(gè)方面的主要內(nèi)容:1. 高位的個(gè)位七段數(shù)碼顯示管顯示不正確現(xiàn)象:數(shù)碼管呈現(xiàn)黑色。分析:可能是哪一個(gè)線出現(xiàn)問題,或者接觸不良或者數(shù)碼管壞了。解決方法:將一些線路和芯片壓緊數(shù)碼管呈現(xiàn)正確顯示。2. 低位七段數(shù)碼顯示管調(diào)試時(shí)顯示不正確現(xiàn)象:預(yù)置時(shí)調(diào)個(gè)位,個(gè)位一直變

10、化,開關(guān)不起作用。分析:調(diào)個(gè)位的開關(guān) C 出現(xiàn)問題或者線路錯誤。解決方法:經(jīng)過仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)預(yù)置十位低位的開關(guān)不起作用,原來脈沖應(yīng)該接至公共 端,線接好后個(gè)位可以調(diào)試預(yù)置。3. 預(yù)置十位時(shí),個(gè)位和十位顯示又有問題?，F(xiàn)象:預(yù)置十位時(shí),個(gè)位和十位顯示都在變化。分析:可能是電路連接錯誤或者脈沖的有誤。解決方法:檢查后發(fā)現(xiàn)十位和個(gè)位的脈沖之間多了一根導(dǎo)線,同時(shí)十位的低位和高位脈 沖沒有連接之間,去掉多余的導(dǎo)線,改正正確的線路則可以預(yù)置十位。4. 打開電源開關(guān)時(shí),以及調(diào)試十位時(shí)十位的數(shù)碼管顯示有誤。 現(xiàn)象:十位的數(shù)碼管顯示數(shù)字時(shí)隱時(shí)現(xiàn)。分析:電路接觸不良或者開關(guān)處接觸有問題。解決方法:換一個(gè)新開關(guān)后顯示

11、正確。湖北汽車工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 6.2 收獲體會 通過半年以來對數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課程的學(xué)習(xí)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)的鍛煉以及此次數(shù)字電路 課程設(shè)計(jì)陶冶，使我對這門課程以及它所從事的行業(yè)有了一定的認(rèn)識和清楚的方向，鍛煉了 我綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力，在設(shè)計(jì)過程中雖然不斷遇到問題，不過我一直懷著對問題的執(zhí) 著追求查出原因、解決問題，使我加深了對這門課程的認(rèn)識，真正學(xué)會了這方面的一些知識。 從一開始設(shè)計(jì)，便要綜合考慮多方面的影響。雖然可以通過很多途徑找到例子，但問題 還是少不了的。比如不想和其他人做的一樣，又要有新意，所以想了很多，最終修改和增加 了一些東西，使其本身更加實(shí)用。 讓我最感覺麻煩的是電路的調(diào)試，把電路調(diào)試過程中的比較棘手的問題逐一解決。當(dāng)所 有問題都解決了，有說不出的高興。雖然所花的時(shí)間比預(yù)想的多了整個(gè)下午。 能夠圓滿的完成數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)任務(wù)， 由同學(xué)和老師的大力支持和幫助。首先要感謝 的是數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)室的周奎老師、溫如坤老師和高志敏老師，三位老師從早