電工電子綜合實(shí)驗(yàn)Z.

1、電工電子綜合實(shí)驗(yàn)II電子計(jì)時(shí)器電路設(shè)計(jì)學(xué)院：電光學(xué)院 專業(yè): 電子信息工程 姓名: 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)老師： 2015年09月一 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 （1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 應(yīng)用CD4511BCD碼譯碼器LED雙字共陰顯示器300限流電阻設(shè)計(jì)安裝調(diào)試四位BCD譯碼顯示電路實(shí)現(xiàn)譯碼顯示功能。2. 應(yīng)用NE555時(shí)基電路、3K、1K電阻、0047UF電容和CD4040計(jì)數(shù)分頻器設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試秒脈沖發(fā)生器電路（輸出四種矩形波頻率 f1=1HZ f2=2HZ f3500Hz f41000Hz）。 3. 應(yīng)用CD4518BCD碼計(jì)數(shù)器、門電路，設(shè)計(jì)、安裝、實(shí)現(xiàn)0000-5959時(shí)鐘加法計(jì)數(shù)器電路。4. 應(yīng)用門電路，

2、觸發(fā)器電路設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試校分電路且實(shí)現(xiàn)校分時(shí)停秒功能（校分時(shí)F2=2Hz）。設(shè)計(jì)安裝任意時(shí)刻清零電路。5. 應(yīng)用門電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試報(bào)時(shí)電路5953，5955，5957低聲報(bào)時(shí)（頻率f3500Hz）,5959高聲報(bào)時(shí)（頻率f41000Hz）。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路。H=5953f3+5955 f3+5957f3+5959f46.聯(lián)接試驗(yàn)內(nèi)容1.5.各項(xiàng)功能電路，實(shí)現(xiàn)電子計(jì)時(shí)器整點(diǎn)計(jì)時(shí)報(bào)時(shí)、校分、清零電路功能。（2）實(shí)驗(yàn)要求 設(shè)計(jì)正確、布局合理、排線整齊、功能齊全。 二 器件引腳圖及功能表1 CD4511 CD4511引腳圖輸入輸出LEDCBAgfedcba字符測燈011111118滅零1000000

3、000000消隱鎖存111顯示LE=01時(shí)數(shù)據(jù)譯碼110000001111110110000100001101110001010110112110001110011113110010011001104110010111011015110011011111006110011100001117110100011111118110100111001119 CD4511 邏輯功能表2、共陰雙字顯示器共陰雙字顯示器引腳圖顯示字型gfedcba段碼001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh700

4、0011107h811111117fh911011116fh 共陰極雙字屏邏輯功能表3、 NE555 NE555引腳圖(引腳4 )Vi1(引腳6)Vi2(引腳2)VO(引腳3)001 VccVcc01 VccVcc11Vcc不變 NE555功能表4、CD4040CD4040引腳圖5、CD4518 CD4518引腳圖輸入輸出CRCPENQ3Q2Q1Q0清零10000計(jì)數(shù)01BCD碼加法計(jì)數(shù)保持00保持計(jì)數(shù)00BCD碼加法計(jì)數(shù)保持01保持 CD4518 功能表6、74LS00 74LS00引腳圖輸入輸出BAQ00001110111074LS00功能表7、74LS20 74LS20引腳圖輸入輸出AB

5、CDQ0XXX1X0XX1XX0X1XXX0111110 74LS20功能表8、74LS21 74LS21引腳圖輸入輸出ABCDQ0XXX0X0XX0XX0X0XXX0011111 74LS21功能表9、74LS74 74LS74引腳圖輸入輸出CPD清零0101置“1”1010送“0”11001送“1”11110保持011保持不允許00不確定 74LS74功能表 三 電子計(jì)時(shí)電路器邏輯圖（電子打印稿） 四 電子計(jì)時(shí)器電路引腳接線圖 五 各單元原理圖及設(shè)計(jì)過程1.BCD碼譯碼顯示電路 BCD碼譯碼顯示電路使用CD4511及共陰雙字顯示器實(shí)現(xiàn)。 CD4511是一種8421BCD碼向8段數(shù)碼管各引腳

6、碼的譯碼器。當(dāng)在其四個(gè)輸入端輸入8421BCD碼時(shí)，其7個(gè)輸出端可直接輸出供7段數(shù)碼管使用的信號(hào)。根據(jù)功能表可知，當(dāng)時(shí),其7個(gè)輸出端分別輸出一定的信號(hào)。只需將這些信號(hào)接入8段數(shù)碼管相對(duì)應(yīng)的引腳即可使其顯示我們所需要的數(shù)字。然而實(shí)際上我們需要在每個(gè)CD4511的輸出端和數(shù)碼管相應(yīng)的輸入端之間接入一個(gè)阻值為300的吧保護(hù)電阻，以防電流過大使數(shù)碼管燒毀. 顯示邏輯電路 圖中每個(gè)CD4511下側(cè)四個(gè)輸入端分別連接CD4518的4個(gè)輸出端。這樣8段數(shù)碼管就可以正常顯示計(jì)數(shù)器所記載的數(shù)字編碼了。由于電路的顯示部分不會(huì)出現(xiàn)小數(shù)，故4,9端（即上圖中的H腳）數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)引腳懸空。 試燈步驟：將每個(gè)CD451

7、1上側(cè)915管腳鏈接共陰雙字顯示器，下側(cè)的3管腳接地，觀察每個(gè)顯示器是否顯示出8，若不顯示，觀察七段中不顯示的一段，找出對(duì)應(yīng)的管腳和電阻進(jìn)行調(diào)整。2.脈沖發(fā)生器電路 脈沖發(fā)生電路為計(jì)時(shí)電路提供數(shù)據(jù)脈沖，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用NE555器件構(gòu)成一自激多諧振蕩器。將NE555輸出頻率接入有CD4040所構(gòu)成的分頻電路中，其輸出Q12=1HZ作為秒針的輸入脈沖，Q11=2HZ作為校分電路的輸入脈沖，Q3、Q2分別為報(bào)時(shí)電路的輸入脈沖。 脈沖發(fā)生電路3.六-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路（分位、秒位）用CD4518和門電路實(shí)現(xiàn)六-十進(jìn)制計(jì)數(shù)，有兩種接入方式：（1）清零端輸入1，EN=1且CP端輸入時(shí)鐘信號(hào)；（2）EN端輸入時(shí)鐘

8、信號(hào)且CP=0時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。為了減少由于延時(shí)而產(chǎn)生的誤差，采用直接進(jìn)位時(shí)鐘由EN端輸入的接入方式。因?yàn)檩敵龆薗DQCQBQA （即下圖中的DCBA）是從0000到1001的循環(huán)，所以當(dāng)使用其作為分和秒的個(gè)位進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)不需對(duì)其進(jìn)行反饋清零；而用其進(jìn)行分和秒的十位計(jì)數(shù)時(shí)，由于CD4518是異步清零，需要在 QC QB =11時(shí)對(duì)其進(jìn)行清零。 輸入信號(hào)清零信號(hào)分計(jì)時(shí)器 秒計(jì)時(shí)器 計(jì)時(shí)電路4.整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 電路具有如下要求，蜂鳴器要能夠在59分53秒、55秒、57秒發(fā)出低音（頻率f3500Hz），而在59分59秒發(fā)出高音（頻率f41000Hz）。根據(jù)要求,得到下表:時(shí)刻分十位分個(gè)位秒十位秒個(gè)位m8

9、m7m6m5m4m3m2m1s8s7s6s5s4s3s2s159分53秒010110010101001159分55秒010110010101010159分57秒010110010101011159分59秒0101100101011001 經(jīng)化簡,可得: 其中f3500Hz，f41000Hz。 74LS21的輸出端接蜂鳴器。報(bào)時(shí)電路5.校分電路（防抖動(dòng))運(yùn)用74LS74芯片與門電路實(shí)現(xiàn)。校分時(shí)，秒針停止計(jì)數(shù)，分針以2HZ的頻率計(jì)數(shù)。校分電路中輸出端直接與分計(jì)時(shí)器的個(gè)位EN端相連接。正常計(jì)時(shí)狀態(tài)下，開關(guān)連接高電平，此時(shí)右邊的Q端輸出高電平，總輸出端的信號(hào)與秒的十位的進(jìn)位信號(hào)相同。當(dāng)開關(guān)連接低電平時(shí)

10、，Q端輸出低電平，總輸出端輸出信號(hào)為2Hz的時(shí)鐘信號(hào)；而秒計(jì)時(shí)器的個(gè)位CP端為1，狀態(tài)保持不變，即秒計(jì)時(shí)器不工作。 防抖動(dòng)電路：由于D觸發(fā)器的輸出端只在時(shí)鐘的上升沿變化，而其他時(shí)刻保持上一次的電平不變，故可以在校分電路用其構(gòu)成防抖動(dòng)電路，避免不穩(wěn)定信號(hào)造成的干擾。校分電路6.清零電路清零電路的作用時(shí)當(dāng)正常工作時(shí)，當(dāng)分計(jì)時(shí)器或是秒計(jì)時(shí)器的十位到6，即QcQB=11時(shí)，相應(yīng)的分計(jì)時(shí)器或秒計(jì)時(shí)器的清零端Cr（包括十位和個(gè)位）都進(jìn)行清零功能。由于CD4518的清零端Cr是高電平有效，所以開關(guān)接0（接地）時(shí)有清零作用，正常工作時(shí)接1（接高電平）。 清零電路六 創(chuàng)新設(shè)計(jì)及總結(jié)做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)，想起了上學(xué)期做的

11、數(shù)電和模電實(shí)驗(yàn)相較而言之，之前的實(shí)驗(yàn)簡直可以說是不值一提。上學(xué)期感覺很頭疼的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在看起來十分的容易，最起碼工程量沒有那么大。不過換個(gè)角度來看，可以說是在上一學(xué)期數(shù)電知識(shí)和一些小實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上才得以能夠完成這次電子電工綜合試驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)給我最大感受就是線路復(fù)雜，也許在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的設(shè)計(jì)電路時(shí)不覺得線路復(fù)雜，可是在連實(shí)物時(shí)才深刻地感受到線路的復(fù)雜。雖然在實(shí)驗(yàn)前有提醒過自己要有細(xì)心，耐心，可是起初還好，在進(jìn)行到一半的時(shí)候就覺得煩躁了。由于布局不合理的原因，導(dǎo)致線路連接極其復(fù)雜，導(dǎo)致了一天的時(shí)間白白浪費(fèi)。所以說，布局是否合理對(duì)線路的連接及電路功能能否實(shí)現(xiàn)起到至關(guān)重要的作用。通過本次多功能數(shù)字計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，對(duì)于稍具規(guī)模的集成電路有了初步的了解。而此次實(shí)驗(yàn)與之前最大的不同就是原來的實(shí)驗(yàn)只能算上“半成品”，而這次通過對(duì)這些“半成品”的組合，拼接而完成了一件具有實(shí)際功能的“成品 ”?？梢哉f，這次實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)“從理論到實(shí)踐”有了初步的認(rèn)識(shí)與了解，更透徹的意識(shí)到理論的重要性，而不僅僅是紙上談兵。這次實(shí)驗(yàn)還是可能會(huì)受到一些信號(hào)干擾，性能不是很穩(wěn)定（所以對(duì)于蜂鳴器所發(fā)出的聲音的音調(diào)高低難以區(qū)分），應(yīng)該盡