數(shù)字日歷倒計(jì)時(shí)牌電路課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　專業(yè)班級(jí) </p><p>　　課 程 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　題 目 數(shù)字日歷倒計(jì)時(shí)牌電路的設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p

3、><b>　　2012年9月</b></p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　題目</b></p><p>　　數(shù)字日歷倒計(jì)時(shí)牌電路的設(shè)計(jì)

4、 </p><p><b>　　任務(wù)與要求</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　實(shí)際以基準(zhǔn)脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路；</p><p>　　能進(jìn)行日、時(shí)、分、秒的倒計(jì)時(shí)以及獨(dú)立

5、的時(shí)間顯示電路。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)思路清晰，給出總體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；</p><p>　　給出各單元電路設(shè)計(jì)及其原理；</p><p>　　結(jié)合軟件進(jìn)行電路仿真；</p><p>　　組裝實(shí)際電路并調(diào)試通過(guò)；</p>&

6、lt;p>　　按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)目的…………………………………………… 4</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)和要求…………………………………… 4</p><p>　　總體設(shè)計(jì)方案……………………………………… 5</p><

7、;p>　　功能模塊設(shè)計(jì)與分析……………………………… 5</p><p>　　電路的安裝與調(diào)試…………………………………11</p><p>　　實(shí)驗(yàn)儀器及元器件清單…………………………… 12</p><p>　　心得體會(huì)…………………………………………… 12</p><p>　　附錄一 系統(tǒng)電路圖…………………………………14&l

8、t;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、鞏固和加深對(duì)數(shù)字電子電路基本知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)和使用一些簡(jiǎn)單的電子元器件，如74系列芯片，555定時(shí)器，二極管，電阻，常用芯片，蜂鳴器，數(shù)碼管，進(jìn)一步熟悉對(duì)電路仿真軟件Multism 7的使用，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)的能力，為以后學(xué)其他課程打下一定基礎(chǔ)。</p><p>

9、;　　2、通過(guò)自己思考、上網(wǎng)查資料，詢問(wèn)指導(dǎo)老師，和小組討論完成電路的設(shè)計(jì)以及電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取元器件、電路組裝、調(diào)試和檢測(cè)等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法，對(duì)課程設(shè)計(jì)有一定的理解。</p><p>　　3、通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和性能指標(biāo)的測(cè)試方法，提高學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力和進(jìn)行數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)的基本技能。</p><p>

10、;<b>　　二、設(shè)計(jì)要求和任務(wù)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)思路清晰，給出總體設(shè)計(jì)框圖和總電路圖；</p><p>　　給出各單元電路設(shè)計(jì)及其原理；</p><p>　　結(jié)合軟件進(jìn)行電路仿真；</p><p>　　組裝

11、實(shí)際電路并調(diào)試通過(guò)；</p><p>　　按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　實(shí)際以基準(zhǔn)脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路；</p><p>　　能進(jìn)行日、時(shí)、分、秒的倒計(jì)時(shí)以及獨(dú)立的時(shí)間顯示電路。</p><p><b>　　三、總體設(shè)計(jì)方案&

12、lt;/b></p><p>　　最開(kāi)始我們小組共設(shè)計(jì)了兩套方案，第一套是以74LS192為主要計(jì)數(shù)芯片的100倒計(jì)時(shí)電路和24小時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)鐘電路，以74LS47驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管來(lái)完成顯示，以數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱來(lái)提供秒脈沖和5V電源及接地。后來(lái)又設(shè)計(jì)了以74LS90為計(jì)數(shù)芯片的時(shí)鐘電路，但經(jīng)過(guò)討論和仔細(xì)分析后，統(tǒng)一選擇了74LS192為計(jì)數(shù)芯片。</p><p>　　本方案共分為六個(gè)模塊，譯碼

13、電路，數(shù)碼顯示電路，倒計(jì)時(shí)電路，時(shí)鐘電路，控制電路。其中最主要的是倒計(jì)時(shí)模塊和時(shí)鐘模塊以及控制電路模塊。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　四、功能模塊設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　1、8421BCD碼遞減計(jì)數(shù)器</p><p>　　計(jì)數(shù)器選用中規(guī)模繼承74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)較

14、為簡(jiǎn)便，74LS192是十進(jìn)制可編</p><p>　　碼同步加/減計(jì)數(shù)功能。下圖是74LS192外引線排列圖與功能表：</p><p>　　工作原理：當(dāng)時(shí)鐘脈沖加入到端，且=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時(shí)，端發(fā)出借位下跳變脈沖。由74LS192組成的100天倒計(jì)時(shí)遞減計(jì)數(shù)器如下圖，其秒和分的十位預(yù)置數(shù)為N=（0101）8421BCD=（5）。（見(jiàn)圖2）它的計(jì)數(shù)

15、原理是：只有當(dāng)?shù)臀?端發(fā)出借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零，且=0時(shí)，置數(shù)端2=0，計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù)，在端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　小時(shí)的個(gè)位和十位分別指數(shù)N1=0011和N=0010。它的計(jì)數(shù)原理是：當(dāng)清零后，來(lái)一個(gè)CP，個(gè)位和十位本該置數(shù)9，當(dāng)兩個(gè)

16、高位D接上一個(gè)與非門以后，與非門輸出為低電平，接置數(shù)輸入端LOAD完成十位置數(shù)0010,個(gè)位置數(shù)0011。（見(jiàn)圖2）</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　其天數(shù)為100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，原理類似小時(shí)的置數(shù)。（見(jiàn)圖3）</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　

17、2、8421BCD碼加法計(jì)數(shù)器</p><p>　　加法計(jì)數(shù)的原理與減法的計(jì)數(shù)原理類似。</p><p>　　工作原理：當(dāng)=1，CR=0時(shí)，若時(shí)鐘脈沖加入到端，且=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)功能，當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時(shí)，端發(fā)出進(jìn)位下跳脈沖；秒計(jì)數(shù)的十位為6進(jìn)制計(jì)數(shù)，N=0110，個(gè)位為十進(jìn)制數(shù)，當(dāng)十位計(jì)數(shù)到6時(shí)，QB，QC輸出為高電平，通過(guò)74LS00的與非后輸出低電平，加到置數(shù)端&l

18、t;/p><p>　　LOAD完成置數(shù)功能，置入的數(shù)為0，由于置數(shù)不需要CP，0110只是一個(gè)暫態(tài)，故數(shù)碼管不會(huì)顯示6；同理，分的十位也置數(shù)為5。小時(shí)的個(gè)位和十位分別為4進(jìn)制數(shù)和2進(jìn)制數(shù)，當(dāng)高位計(jì)數(shù)到0010，低位計(jì)數(shù)到0100是，高位的QB和低位的QC接與非門的輸入端，與非門輸出為低電平，然后接到置數(shù)端LOAD，置0，然后繼續(xù)計(jì)數(shù)，如此循環(huán)。</p><p><b>　　圖5<

19、;/b></p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　譯碼電路</b></p><p>　　本方案用74LS47來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個(gè)數(shù)字，需要注意的是選用共陰極數(shù)碼管用74LS48來(lái)驅(qū)動(dòng)，選用共陽(yáng)極數(shù)碼管用74LS47來(lái)驅(qū)動(dòng)，千萬(wàn)不能搞混。共陽(yáng)極數(shù)

20、碼管CA接高電平，一般3V—5V之間皆可，共陰極數(shù)碼管CK接地，同時(shí)為了防止燒壞數(shù)碼管，在74LS47與數(shù)碼管之間接上排阻，大小約為200歐左右。如圖：</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　顯示模塊</b></p><p>　　顯示模塊主要由數(shù)碼管控制顯示數(shù)字0,1,2,3,4,5,6,7

21、,8,9，數(shù)碼管上方標(biāo)有CA表示此數(shù)碼管為共陽(yáng)極數(shù)碼管，CA接高電平（3V—5V左右），標(biāo)有CK表示共陰極數(shù)碼管，接地即可；</p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　控制模塊</b></p><p>　　控制模塊主要由10個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和一個(gè)或門構(gòu)成。</p><p>

22、　　開(kāi)關(guān)J8和J4為主開(kāi)關(guān)，當(dāng)J1，J7連在一起時(shí)，則J8同時(shí)控制倒計(jì)時(shí)和時(shí)鐘電路的CP輸入，J8接地時(shí)，與CP一或，由于或門為低電平有效，則DOWN由CP控制，開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)J1或J7斷開(kāi)時(shí)，若給低電平，則開(kāi)始計(jì)數(shù)，若給高電平，則停止計(jì)數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立暫?；蛴?jì)數(shù)。同理，由J4，J5，J2,J3,J6構(gòu)成的開(kāi)關(guān)組可完成統(tǒng)一或獨(dú)立的清零。如圖：</p><p><b>　　圖9</b></

23、p><p>　　五、電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　電路的實(shí)際安裝過(guò)程非常的復(fù)雜，它不像電路仿真那樣非常的精確，有可能會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，這一點(diǎn)我深有體會(huì)。我們?cè)O(shè)計(jì)的電路原理非常簡(jiǎn)單，但是使用的芯片數(shù)量太多，達(dá)33塊之多，所以在連電路的時(shí)候，我們不得不分模塊，分階段來(lái)完成它。在這過(guò)程中，我遇到可不計(jì)其數(shù)的困難。對(duì)于有些小問(wèn)題，或許幾分鐘就能解決掉，但遇到一些復(fù)雜的問(wèn)題，要花上好幾個(gè)小時(shí)才能

24、解決掉，最糟糕的是你不知道問(wèn)題出在哪兒，也就無(wú)從下手，需要的就是耐心和信心了。</p><p>　　在整個(gè)過(guò)程中遇到的問(wèn)題大致有：</p><p>　　1、連線過(guò)程中導(dǎo)線沒(méi)連接上，數(shù)碼管顯示不全，例如數(shù)碼管的a段始終不亮，清零也不行；辦法就是把導(dǎo)線的金屬頭多露出一些，一厘米左右最好，然后插進(jìn)面包板里，多用點(diǎn)勁兒都沒(méi)事，確保連好。</p><p>　　2、數(shù)碼管始終不

25、亮，換一個(gè)還是不行；首先看用的譯碼器是否正確，47驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極管，48驅(qū)動(dòng)共陰極管，然后看數(shù)碼管COM口是否接高或地，然后還有可能是譯碼器壞死不工作了，換一個(gè)即可。</p><p>　　3、192芯片清零端不工作；原因可能是芯片沒(méi)接VCC和地端，或者是清零的線接錯(cuò)了，仔細(xì)檢查后然后重新連接，或者芯片壞了，更換一塊即可。</p><p>　　4、線路連好后，分塊能工作，但整體卻不能工作；可能原

26、因是連接兩個(gè)模塊之間的導(dǎo)線沒(méi)接好，電源的正負(fù)極沒(méi)接對(duì)，調(diào)換即可。關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，然后再開(kāi)，多試幾次。</p><p>　　秘訣就是：小心為宜，謹(jǐn)慎為妙，不急不慢，戒驕戒躁，步步為營(yíng)。</p><p>　　六、實(shí)驗(yàn)儀器及元器件清單</p><p>　　74LS00D芯片 3塊</p><p>　　74LS04D芯片

27、 5塊</p><p>　　74LS32D芯片 1塊 </p><p>　　74LS47D芯片 15塊</p><p>　　74LS192D芯片 15塊</p><p>　　單刀雙擲開(kāi)關(guān) 10個(gè)</p

28、><p>　　發(fā)光二級(jí)管 2個(gè)</p><p>　　面包板 4塊</p><p>　　數(shù)碼管 15個(gè)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)</p><p>　　導(dǎo)線

29、 若干</p><p><b>　　七、心得體會(huì)</b></p><p>　　這是第一次做課程設(shè)計(jì)，也是第一次花費(fèi)這么長(zhǎng)時(shí)間和精力做一件自己都想不到會(huì)成功的事，毫無(wú)疑問(wèn)的是，中間遇到了很多棘手的問(wèn)題，在這過(guò)程中，有些問(wèn)題很容易就能解決，也只是一兩根導(dǎo)線的問(wèn)題，比如數(shù)碼管的某一段始終不亮，而其他能顯示，說(shuō)明導(dǎo)線有問(wèn)題。有些問(wèn)題則很難查

30、找，要花幾十分鐘甚至幾個(gè)小時(shí)才能搞定。比如192芯片清零端始終無(wú)效，而檢查導(dǎo)線也沒(méi)問(wèn)題，換芯片以后還是不行。</p><p>　　在連線過(guò)程中分心是很容易的事，而分心又是連錯(cuò)電路的主要原因，所以集中精力才能做好當(dāng)前工作，外界干擾易影響接電路，比如當(dāng)我們正在認(rèn)真連電路的過(guò)程中，別的小組又把電路完成了，這時(shí)就會(huì)想，別人怎么這么快呢？自己為什么不行，這種心態(tài)也易連錯(cuò)電路。</p><p>　　連

31、線是個(gè)細(xì)致活，拿到面包板后，得考慮如何排列芯片使其不緊湊也不松散，易連接導(dǎo)線，不易發(fā)生混淆，還要易拆卸和組裝、更換。使用導(dǎo)線時(shí)，不能太粗，也不能太細(xì)，選擇多長(zhǎng)為宜，怎樣繞線，怎樣選擇不同顏色的線來(lái)區(qū)分不同的電路，如果導(dǎo)線使用的好，排布的好的話，將對(duì)檢查電路有事半功倍的效果。</p><p>　　通過(guò)這次兩周的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，彌補(bǔ)了自己數(shù)字電路方面知識(shí)的不足，又增長(zhǎng)了新的知識(shí)，又培養(yǎng)了自己的耐心，讓我獲益匪

32、淺。我覺(jué)得以后應(yīng)該多參加這方面的訓(xùn)練，這比呆在教室有效率多了。</p><p><b>　　附錄一 系統(tǒng)電路圖</b></p><p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　圖11</b></p><p><b>　　圖12</b><