電路原理實驗報告答案

A. 電路原理實驗報告冊背面能寫嗎

左側振動單路，右側放大電路。振盪頻率由C1\C2\R2\R3確定。

B. 數字電路設計實驗報告（5選1即可）

目錄
1 設計目的 3
2 設計要求指標 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴展功能 4
3．方案論證與比較 4
4 總體框圖設計 4
5 電路原理分析 4
5.1數字鍾的構成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時間計數器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振盪器電路 6
5.1.5數字時鍾的計數顯示電路 6
5.2 校時電路 7
5.3 整點報時電路 8
6系統模擬與調試 8
7.結論 8
參考文獻 9
實驗作品附圖 10

數字鍾

摘要：
數字鍾是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械式時鍾相比具有更高的准確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。
數字鍾從原理上講是一種典型的數字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前，數字鍾的功能越來越強，並且有多種專門的大規模集成電路可供選擇。
從有利於學習的角度考慮，這里主要介紹以中小規模集成電路設計數字鍾的方法。
經過了數字電路設計這門課程的系統學習，特別經過了關於組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習，我們已經具備了設計小規模集成電路的能力，藉由本次設計的機會，充分將所學的知識運用到實際中去。
本次課程設計要求設計一個數字鍾，基本要求為數字鍾的時間周期為24小時，數字鍾顯示時、分、秒，數字鍾的時間基準一秒對應現實生活中的時鍾的一秒。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數字鍾及擴大其應用，有著非常現實的意義。
1 設計目的
1．掌握數字鍾的設計、組裝與調試方法。
2．熟悉集成元器件的選擇和集成電路晶元的邏輯功能及使用方法。
3．掌握麵包板結構及其接線方法
4．熟悉模擬軟體的使用。
2 設計要求及指標
2．1基本功能
1）時鍾顯示功能，能夠正確顯示「時」、「分」、「秒」。
2）具有快速校準時、分、秒的功能。
3）用555定時器與RC組成的多諧振盪器產生一個標准頻率（1Hz）的方波脈沖信號。
2．2擴展功能
1）用晶體振盪器產生一個標准頻率（1Hz）的脈沖信號。
2）具有整點報時的功能。
3）具有鬧鍾的功能。
4）……

3、方案論證與比較
本設計方案使用555多諧振盪器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調，不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振盪器沒有石英晶體穩定度和精確性高，由於設計方便，操作簡單，成為了設計時的首選，但是由於與實驗中使用的555晶元產生的脈沖相比較，利用晶振產生的脈沖信號更加的穩定，同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點，同時在顯示上能夠更加接進預定的值，受外界環境的干擾較少，一定程度上優於使用555晶元產生信號方式。我們組依然同時設計了555和晶振兩個信號產生電路。（本實驗報告中著重按照原方案設計的555電路進行說明）
4、 系統設計框圖
數字式計時器一般由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器等幾部分組成。在本設計中555振盪器及其相應外部電路組成標准秒信號發生器，由不同進制的計數器、解碼器和顯示器組成計時系統。秒信號送入計數器進行計數，把累計的結果以『時』、『分』、『秒』的數字顯示出來。『時』顯示由二十四進制計數器、解碼器、顯示器構成，『分』、『秒』顯示分別由六十進制計數器、解碼器、顯示器構成。其原理框圖如圖1.1所示。

5、電路原理分析

5.1數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率(1HZ)進行計數的計數電路.由於計數的起始時間不可能與標准時間一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定.在此使用555振盪器組成1Hz的信號。

數字鍾原理框圖（1.1）

5．1.1振盪器電路
555定時器組成的振盪器電路給數字鍾提供一個頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。

5.1.2時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器,分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成,其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器,而根據設計要求,時個位和時十位計數器為24進制計數器.

5.1.3分頻器電路
通常，數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號輸入，需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路，一般採用多級2進制計數器來實現。例如，將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768（ ），即實現該分頻功能的計數器相當於15級2進制計數器。

5.1.4振盪器電路
利用555定時器組成的多諧振盪器接通電源後，電容C1被充電，當電壓上升到一定數值時裡面集成的三極體導通，然後通過電阻和三極體放電，不斷的充放電從而產生一定周期的脈沖，通過改變電路上器件的值可以微調脈沖周期。

5.1.5數字時鍾的計數顯示控制
在設計中，我們使用的是74**160十進制計數器，來實現計數的功能，實驗中主要用到了160的置數清零功能（特點：消耗一個時鍾脈沖），清零功能（特點：不耗時鍾脈沖），在上級160控制下級160時候通過組合電路（主要利用與非門）實現，在連接電路的時候要注意並且強調使能端的連接，其將影響到整一個電路的是否工作。

電路的控制原理如下：
秒鍾由個位向十位進位：0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實現個位的計數，採用的是置數的方式（利用RCO埠），當電路計數到1001的時候採用一個二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號，實現了秒區的個位和十位的顯示與控制。設計中注意到接的是一個與非門而不是與門，目標在產生一個時鍾脈沖。實現正確的顯示。
由秒區向分區的顯示控制：
基本原理同上，在秒區十位向時區個位顯示的時：0000—0001—0010—0011—0100—0101產生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鍾脈沖，利用的還是與非門，目標仍是實現正確的計時顯示。
分區的顯示及整體電路反饋清零：
當數值顯示達到：23：59的時候要實現清零的工作，採用CLR清零的方式反饋清零。具體設計接出控制端的9，5，3，2用十六進製表示後高電平對應引腳接與非，將非門輸出信號的值反饋給各個160晶元的清零端（CLR）既可以實現清零了。

5.2 校時功能的實現
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正.通常,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數通路,然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端,校正好後,再轉入正常計時狀態即可.
根據要求,數字鍾應具有分校正功能,因此,應截斷分個位的直接計數通路,並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中.
在實驗實現過程中使用的是通過開關（普通開關）來實現高低電平的切換，手動賦予需要的高低電平來實現脈沖的供給，將脈沖提供到所需要的輸入（CLK）埠，實現校時，模擬過程中能夠正常校時並且在校時的時候達到了預定的效果；而在我們進入實際電路連接的時候，利用開關（手控導線點觸實現）來實現校時再不像模擬那樣的精確了，原因分析是由於使用的是普通的開關同時利用的是手動的對CLK埠賦予脈沖信號，在實現手動生成脈沖信號的過程中產生了擾動，即相當於產生了多個的脈沖信號對需要的數碼管進行校時，如此，並沒有達到模擬的精確效果，但是在實驗中通過改進電路的校時方式，不是用手觸開關產生脈沖信號（如若需用手觸則需要使用一個鎖存器實現去抖動，才能夠在脈沖生成時候不產生干擾的脈沖，實現正常的校時），而是使用信號發生器實現信號的提供，對需要校時的數碼管在相對應的CLK埠提供脈沖信號實現校時，利用此方式實現校時則比手觸開關方式效果要好。

5.3 報時的實現
報時功能的實現原理較為簡單，即對所需要報時的輸出量進行控制，並對控制產生的信號作為LED顯示的信號源，電路連接中要注意到的是在實現LED顯示的時候最好連接上一個保護電阻對LED燈器到保護的作用。例如我們的校時時間是 23：59，0010—0011—0101—1001；利用相應的門電路實現滿足埠輸出是上述條件的時候進行報時即可。

6、系統模擬與調試

7、結論
學貴以致用，通過幾天的數字鍾設計過程，將從書本上學到的知識應用於實踐，學會了初步的電子電路模擬設計,雖然過程中遇到了一些困難，但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業素質的一種提高。當最終調試成功的時候也是對自己的一種肯定。在當前金融危機大的社會背景下，能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書，更為重要的是畢業生是否能夠適應社會大潮流的需要，契合企業的要求即又較硬的動手操作及設計能力。此次的設計作業不僅增強了自己在專業設計方面的信心，鼓舞了自己，更是一次興趣的培養，為自己以後的學習方向的明確了重點。
另外在這次實驗中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們採取不同的解決方法，最終一一解決設計中遇到的問題。還有在實驗設計中我們曾遇到多塊晶元以及數碼管損壞的情況造成了數字鍾的顯示沒有達到預期的效果，或是根本不顯示，通過錯誤排除最終確認是元件問題，並向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經遇到不懂的問題時，利用網上的資源，搜索查找得到需要的信息。

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C. 串聯電路規律的實驗報告

最終結論：串聯電路中電壓的規律：串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和 實驗報告:【學生分析】 通過前面的學習，學生已經知道了串、並聯電路中電流的規律和電壓表的使用。學生對科學探究已經有了初步的認識，本節課可以讓學生仿照探究串並聯電路中電流的規律的學習過程進行本節的探究。 【教學目標】 根據全面提高學生素質的總體目標與課程標準的要求以及學生已有的認識基礎，我確定了本節的教學目標如下： 1．知識與技能： （1）通過探究實驗，得出串、並聯電路中電壓的規律，學習科學探究的方法； （2）在實驗過程中，訓練學生連接電路、正確識記、使用電壓表的基本技能。 2．過程與方法： （1）通過觀察和實驗，探究串、並聯電路中電壓的規律，提高學生對問題的探究能力； （2）通過學生的親自實驗，培養他們初步的觀察能力、動手操作的實驗能力和對實驗結論的歸納總結的概括能力。 3．情感態度和價值觀： （1）通過學生探究活動，激發學生學習興趣，培養學生熱愛科學、積極研究、探索科學知識的精神； （2）通過同學們共同探究的實驗過程，培養學生嚴謹的科學態度和協作精神。 【教學重點】 通過實驗探究串、並聯電路中電壓的規律。 【教學難點】 組織指導學生在探究過程中認真觀察，仔細分析，歸納得出恰當的結論。 【教具准備】 電池組、小燈泡（帶燈座）、開關、導線若干、電壓表、投影儀。 【設計理念】 1．在串、並聯電路中電壓規律的探究過程中，通過給學生創設問題的情景，充分調動學生的積極性，使學生去討論、猜想、設計實驗方案並動手做實驗，讓學生成為串、並聯電路中電壓的規律的「發現者」，課堂的主人翁，使本節課的教學過程如研究課題那樣去進行。 2．在整個教學過程中，教師是學生的合作者、引導者和參與者。教學過程是師生交流、共同發展的互動過程。當學生遇到困難時，教師要和學生一起猜想、分析，從中點撥其思維。 3．教學的真正目的是讓學生探索規律，獲得研究、思維的方法，然後通過方法的獲得以及運用方法探索、創造的過程，使學生形成對科學研究有親近熱愛、和諧相融的情感，具有樂於探索物理現象和日常生活中的物理學原理的科學精神。因此，本節課將把思維程序作為貫穿整個教學過程的主線，教給學生一種研究問題的思維方法，從而培養學生的多種能力，尤其是創造能力，達到教學的真正目的。 【教學過程】 一、創設情景，引入新課 1．教師引導：請同學們在紙上畫出你熟悉的串、並聯電路圖。 2．學生畫圖，教師巡視，選出較好的圖，用投影儀放大。 3．教師引導： （1）同學們觀察自己畫出的串、並聯電路圖。 （2）你已經了解了串、並聯電路的哪些知識，還想知道哪些內容，還有什麼問題？ 4．學生回答： （1）串聯電路中的電流處處相等；並聯電路中幹路中的總電流等於各支路中電流之和。 （2）電流表工作的時候必須串聯在電路中。 5．學生提問： （1）串聯電路中的電壓有什麼樣的關系？也和電流一樣，處處相等嗎？ （2）並聯電路中的電壓有什麼樣的關系？也和電流一樣，幹路中的總電壓等於各支路中電壓之和嗎？ 二、進行新課，探究新知 1．猜想或假設： （1）教師引導： 這位同學提出了很好的問題，我們先來一起研究串聯電路中的電壓有什麼關系。同學們可以大膽猜想，你認為串聯電路中的電壓有什麼樣的關系？會是什麼呢？ （2）學生猜想或假設： 學生A：我認為串聯電路中電壓的關系應該和電流的關系相同，也是處處相等。 學生B：我們認為燈泡大的地方電壓大，燈泡小的地方電壓就小。 學生C：我們認為電壓應該從電源正極出發，沿著電流的方向越來越小。因為電壓是使電路中形成電流的某種「力量」，力量會越用越小。 學生D：串聯電池組的電壓等於各個電池的電壓之和，串聯電路各點的電壓之和也應該等於兩點間的總電壓。 …… 2．設計實驗 （1）教師引導：同學們做出了各種猜想、各樣假設，真實的結果到底是什麼？請同學們用實驗來求證。大家先來設計實驗。 （2）學生設計實驗： （學生討論，教師巡視了解） （3）教師引導：各組可以簡單說明你們的設計方案。 （4）學生匯報設計方案： 第一組：我們組選擇兩只不同的燈泡，選三塊電壓表，同時測量每隻燈泡和兩只燈泡的電壓，比較結果。 第二組：我們計劃用三節電池，選擇兩只完全相同的燈泡，分別測出每隻燈泡兩端的電壓和兩只燈的總電壓進行比較。 第三組：我們組選擇三隻差別較大的燈泡，分別測量每隻燈泡的電壓，每兩只燈泡的電壓和三隻燈泡的總電壓。 第四組：我們計劃選四隻燈泡，兩只一組，先將兩只燈泡串聯接入電路，分別測每隻燈泡的電壓和兩只燈泡總電壓。然後再換上另外兩只燈再次測量。 第五組：我們想選擇兩只燈泡，一塊電壓表，象測電流那樣分別測出A、B、C各點的電壓，然後進行比較。 （5）教師引導： 老師覺得同學們的設計都很好。不過要提醒大家一點，你的設計一定要有書面的內容，你要怎麼做，你是怎麼做的，你得出了什麼樣的結果，以便於自己檢查和與別人交流做更好的改進。 （6）學生補充設計方案：各組同學補充設計實驗電路和實驗數據表格。 （7）教師引導：很好！同學們進一步完善自己的設計方案後，可以進行實驗。建議大家在實驗中更換不同的小燈泡，進行重復測量，並在時間允許的情況下探究並聯電路中電壓的規律。 3．實驗論證： （1）學生分組實驗，教師巡視指導 要求同學們注意儀器使用的規范性。特別是電壓表正、負接線柱連接正確，量程要選擇合適，讀數時要弄清分度值，讀數准確。原始數據的記錄要實事求是如實記錄，不許隨意改動。實驗中出現的問題要記錄下來，以便查找、分析原因。 （2）分析和論證： 教師引導： 同學們認真分析你們測量出的數據。測量結果說明了什麼？你得出了什麼樣的結論？和你原來的猜想一致嗎？ 學生匯報實驗現象： 學生A：我們用的是兩只完全相同的小燈泡，測出每隻小燈泡兩端的電壓相等，並且每隻燈泡兩端電壓的和與測出的兩只燈泡的總電壓幾乎相等。 學生B：我們用兩只不同的燈泡串聯，測出每隻燈泡的電壓不同，但兩只小燈泡兩端電壓的和等於電源電壓。 學生C：我們用的是三隻差別較大的小燈泡，測出來每隻燈泡的電壓都不同，但每兩只燈泡電壓的和都和直接測得的這兩只燈泡的總電壓相等，三隻小燈泡電壓的和幾乎等於電源電壓。 學生D：我們先用兩只小燈泡測，然後又換了兩只不同的小燈泡測。盡管測出的四隻小燈泡的電壓都不一樣，但前一次測量的兩只小燈泡電壓的和與第二次測量的兩只小燈泡電壓的和幾乎相等，且都差不多等於電源電壓。 學生E：做完串聯，我們還將兩只小燈泡並聯起來，分別測它們的電壓，結果電壓表指針指的是同一個位置。 學生F：我們也測並聯了，相同的兩只小燈泡電壓相同，不同的兩只小燈泡電壓也相同。 學生G：我們從兩只燈泡並聯開始，一直增加到四隻小燈泡並聯，測出來的結果幾乎不變。 學生H：我們在原來兩只小燈泡串聯的基礎上給其中的一隻燈泡並聯了第三隻小燈泡，結果並聯的兩只小燈泡兩端的電壓相等。 …… 教師引導：同學們這種勇於探索的精神非常好，歸納大家的實驗，可以得到一般結論嗎？ 學生A：不管怎樣選擇燈泡，不論如何進行測量，盡管測出的數據不相同，但是有一個共同點就是同一個串聯電路中各個燈泡兩端電壓的和等於這幾個燈泡兩端的總電壓且等於電源電壓。 學生B：通過實驗可以得到結論： 串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。 並聯電路中的總電壓，等於各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。 4、交流與評估： （1）教師引導：同學們通過自己的努力和同伴的配合得出了串聯電路中電壓的規律，祝賀同學們得到了一個正確的結論。不過，對同學們來講獲得結論的過程更重要。請大家對自己的探究活動過程進行回顧，認真分析、思考在實驗過程中真正明白了哪些問題，還有什麼新的發現？ （2）學生交流評估1： 學生A：我開始將電壓表連接錯了。現在我知道了，電壓表的正負接線柱必須連接正確，否則接通電源後，指針反偏，並且速度很快，很容易將電壓表指針打彎。 學生B：電壓表的量程選擇也很重要。如果選擇的量程太大，指示值很小，幾乎不能讀數，如果選擇的量程太小，指針偏出了刻度盤外。 學生C：我們連電壓表的時候，先不接死，合上開關，迅速「試觸」一下，大概估計好量程再連接，很省事，一次就差不多能選對。 學生D：讀數也很重要。我第一次讀數，讀出一隻小燈泡的電壓值比電源電壓還大，原來電壓表接的是小量程，我是按大量程的刻度讀出來的。 學生E：我將電壓表接在了一根導線兩端，結果燈都亮了，可是電壓表讀數是零，為什麼呢？ 學生F：我不小心將電壓表串聯在了電路中，燈全不亮，電壓表卻有指示值，和電源電壓幾乎一樣大。 學生G：我們是將電路連接正確了，電壓表也有指示，就是燈不亮，換了另外一個燈泡還是不亮，用手按住才亮起來。 學生H：我們組開始做時，有一隻燈亮，另一隻燈不亮，測電壓時，亮著的燈有指示值，不亮的燈兩端電壓為零。 …… （3）學生交流評估2： 教師引導： 同學們發現了這么多的問題，說明大家一定是很認真地去做了。養成好的習慣要比得到一個正確的結論更重要，希望同學們以後繼續努力。剛才提到的問題，請同學們互相討論，看能不能找出問題的原因。 學生討論： （教師巡視並參加同學們的討論） 學生A：電壓表接在一根導線的兩端，中間沒有用電器，相當於「一」點，所以電壓表示數為零。 學生B：將燈泡用手按著才能亮，我覺得是因為沒有接觸好，另外的問題我不知道。 教師引導：同學們一定非常想知道這些問題的答案，那就在以後的學習中努力，相信你一定會有收獲的。在同學們的交流中我注意到許多同學都用了「幾乎相等」這個詞，而不是說「相等」，為什麼呢？ 學生C：因為它們相差很小，但又不完全相等。 教師引導：能分析出其中的原因嗎？ 學生D：因為讀數或用表測量的過程中有一些偏差。 教師引導：同學們的表現都很棒。現在需要同學們根據你們的探究過程寫一份科學探究的小報告。 學生完成探究報告：教師巡視，選擇完成較好的，利用投影和同學們交流、小結。 三、歸納小結，深化目標，布置作業 1．小結本課的知識點。 （1）串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。 （2）並聯電路中的總電壓，等於各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。 2．告訴學生：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數據。科學家也是這樣經過實驗探究、分析數據從而找出規律的。從而激發學生的探索熱情。 【板書設計】 串聯電路中電壓的規律：串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。 並聯電路中電壓的規律：並聯電路各支路電壓相等。

D. 電路分析，疊加原理的驗證，實驗報告中的思考題，求解答，謝謝！

1，實驗中，不能將不作用在電源短接，這樣相當於電源短路，會把電源內燒壞的，實驗中，容應把不作用在電壓源移除，用導線替代。

2，疊加原理只適用於線性電路，二極體不是線性器件，所以疊加原理不適用。

比如下面的電路：用疊加法是無法得到正確結果的.