❶ led数码管六位动态显示时分秒,有一位不亮,其他都正常,而且1-9数字中有一位数字动态显示不出来
设计题目:
数字钟的设计与仿真
二.设计要求:
(1)设计一个有“时”、“分”、“秒”(12小时59分59秒)显示,且有校时功能的电子钟;
(2)显示采用六只LED数码管分别显示时分秒;
(3)时间的小时、分可手动调整;
(4)采用+5V电源供电。
三.题目分析:
根据题目,我们可以分析出:数字电子钟是由多块数字集成电路构成的,其中有振荡器,分频器,校时电路,计数器,译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器,不同进制的计数器产生计数,译码器和显示器进行显示,通过校时电路实现对时,分的校准。
1)振荡器又包括由集成电路555与RC组成的多谐振荡器,用石英晶体构成的振荡器和由逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。三种方案如下图所示:
方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
555与RC组成的多谐振荡器图
方案二:振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
石英晶体振荡器图
方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。
门电路组成的多谐振荡器图
集成电路555与RC组成的多谐振荡器电路:如果精度要求不高,则可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如上图所示。设振荡频率f=1KHz,R为可调电阻,微调R1可以调出1KHz输出。
石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7~2KΩ之间;对于CMOS门则常在10~100MΩ之间。
由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关,而且还取决于门电路的阈值电压VTH,由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响,因此频率稳定性较差,只能用于对频率稳定性要求不高的场合。
综上所述,因为本电路对精度没有较高的要求,因此,我们选用由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。
2)校时器的方案有如下两种:
方案一:通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图1所示为所设计的校时电路。
图 1方案一校正电路图
方案二:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成,基本RS触发器的功能是产生单脉冲,主要作用是起防抖动作用。未拨动开关K时,“与非”门G2的一个输入端接地,基本RS触发器处于“1”状态,这是数字钟正常工作,“分”进位脉冲能进入“分”计数器。拨动开关K时,“与非”门G1的一个输入端接地,于是基本RS触发器转为“0”状态。秒状态可以直接进入“分”计数器,而“分”进位脉冲被阻止进入,因而能较快地校准分计数器的计数值。校准后,将校正开关恢复原位,数字钟继续进行正常计时工作。
图 2 方案二校正电路
通过比较可知,方案一和方案二相比,防抖动措施更好,更完备,但电路也更为复杂,成本也更高,通过比较选择方案一,既能实现防抖动功能,做出事物也更经济一些。
四.总体方案:
本电路是以555定时器组成多谐振荡器作为频率发生器,多谐振荡器产生1000HZ的振荡波,经过分频器分频,分解成1HZ的脉冲波,随后经过秒计数器,秒计时器是60进制计数器,当计数器计数到60时产生进位脉冲,到分计数器。分计数器也是60进制计数器,当分计数器计数到60时,再次产生更高一级的进位脉冲,脉冲送到时计数器,实现了分向时的进位。当需要进行校时时,打开对应的开关,进行对应位置上的校时,此时计数进位脉冲无效。
而计数器的工作是通过外接时钟脉冲CP的作用下,秒的个位加法计数器开始记数,通过译码器和数码显示管显示数字即计数器。当经过10个脉冲信号后,秒个位计数器完成一次循环,秒十位计数器的CP与秒个位计数器的CP同步,秒个位计数器的Qcc使得秒十位的P和T端同时为1,从而秒十位开始计数,秒十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,秒十位数字加1。当经过60个脉冲信号,秒部分完成一个周期,分钟个位计数器的CP通过秒十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,分钟个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,分钟的个位数字加1。分部分的工作方式与秒部分完全相同。当经过3600个脉冲信号,分钟部分完成一个周期,小时个位计数器的CP通过分十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,小时个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,小时的个位数字加1。当小时个位部分完成一个周期,小时十位计数器的CP与小时个位计数器的CP同步, 小时个位计数器的Qcc使得小时十位的P和T端同时为1,从而小时十位开始计数,小时十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,小时的十位数字加1。当小时十位部分计数到2同时小时的个位部分计数到4,小时个位计数器的清零端和十位计数器的清零端通过小时个位计数器的Q2和小时十位计数器的Q1与非得到信号,小时部分清零,从而完成了1次24小时计时。
五.具体实现:
(1) 数字时钟基本原理的逻辑框图如下图3所示:
由图3我们可以看出,振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果经过“时”、“分”、“秒”,译码器,显示器显示时间。其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器,由不同进制的计数器,译码器和显示电路组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以“时”,“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器,译码器,显示器构成;“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器,译码器,显示器构成;校时电路实现对时,分的校准。
(2)数字钟的原理图如附一图所示,其功能原理均与系统方框图的一致。
六.各部分定性说明以及定量计算:
1.振荡器
秒发生电路---振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说,振荡器的频率越高,计时精度就越高,但耗电量将越大。所以,在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。
在此设计中,我采用的是精度不高的,由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。其具体电路如下图4所示:
图4 振荡器电路图
555定时器是一个模拟与数字混合型的集成电路。555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。它们的结构及工作原理基本相同。通常,双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5~16V,最大负载电流可达200mA;CMOS定时器电源电压范围为3~18V,最大负载电流在4mA以下。
555的引脚图如下图5所示:
图5
555的内部电路和功能如下图6所示:
图6
上面图6 是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。
它的各个引脚功能如下:
1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
3脚:输出端Vo
2脚: 低触发端
6脚:TH高触发端
4脚: 是直接清零端。当 端接低电平,则时基电路不工作,此时不论 、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为
的情况下,其功能如下表:
555定时器的功能表
清零端
高触发端TH 低触发端
Qn+1 放电管T 功能
0
0 导通 直接清零
1
0 导通 置0
1
1 截止 置1
1
Qn 不变 保持
接通电源后,电容C1被充电,vC上升,当vC上升到大于2/3VCC时,触发器被复位,放电管T导通,此时v0为低电平,电容C1通过R2和T放电,使vC下降。当vC下降到小于1/3VCC时,触发器被置位,v0翻转为高电平。电容器C1放电结束,所需的时间为 :
当C1放电结束时,T截止,VCC将通过R1、R2向电容器C1充电,vC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时为:
当vC上升到2/3VCC时,触发器又被复位发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波,其频率为 :
本设计中,由电路图可知R1、R2和C的值,然后再根据f的公式可以算出:其输出的频率为f=1KHz.
2.分频器
分频器的功能主要有两个:一个是产生标准秒脉冲信号;二是提供功能扩展电路所需要的信号,如仿电台报时用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。
本设计中,由于振荡器产生的信号频率太高,要得到标准的秒信号,就需要对所得的信号进行分频。这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。
其电路图如下图7所示:
图7 分频器电路图
74LS90的引脚图及其功能图如下图所示:
74LS90引脚图
74LS90 功能表
3.计数器
本设计所采用的是十进制计数器74SL160,根据时分秒各个部分的的不同功能,设计成不同进制的计数器。秒的个位,需要10进制计数器,十位需6进制计数器(计数到59时清零并进位),秒部分设计与分钟的设计完全相同;时部分的设计为当时钟计数到24时,使计数器的小时部分清零,从而实现整体循环计时的功能。
74LS160功能表和真值表如下表1和表2所示:
表1
输入 输出
(CR) ̅ (LD) ̅ CTT CTP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3
0 × × × × × × × × 0 0 0 0
1 0 × × ↑ D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3
1 1 1 1 ↑ × × × × 计数
1 1 0 × × × × × × 触发器保持,CO=0
1 1 × 0 × × × × × 保持
表2
74LS160的真值表
CLK Q
Q
Q
Q
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 0 0 0 0
74LS160的引脚介绍如下表3所示:
表3
74LS160逻辑符号 各引脚顿的名称
D D D D
置数端
Q Q Q Q
输出端
EP ET 工作状态控制端
LD 预置数控制端
RD 异步置零(复位)端
CO 进位输出端
CLK 信号输入端
计数部分:利用74LS160芯片和74LS00芯片组成的计数器,它们采用异步连接,利用外接标准1Hz脉冲信号进行计数。
显示部分: 将六片74LS160的Q0Q1Q2Q3脚分别接到实验箱上的数码显示管上,根据脉冲的个数显示时间。
秒信号经过计数器之后分别得到显示电路,以便实现用数字显示时、分、秒的要求,计时电路共分三部分:计秒、计分和计时。其中,计秒和计分都是60进制,而计时为24进制,可以采用十进制计数器74LS160实现24进制、60进制计数器。
(1)六十进制计数
由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到60秒时产生一个进位信号,所以,选用2片74LS160和一片74LS00组成六十进制计数器,采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。
秒部分具体设计如图8所示:
图8
秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器,当计数到59时清零并重新开始计数。如图所示个位1脚接高电平,7脚、9脚及10脚接1,当7脚和10脚同时为1时计数器处于计数工作状态。个位11脚和秒的十位的2脚相接,十位的9脚、10脚、7脚分别和个位的1脚相接。个位计数器由Q3Q2Q1Q0(0000)2增加到(1001)2时产生进位,从而实现10进制计数和进位功能,秒的十位在计数至0110时由与非门反馈清零实现6进制。
分钟部分设计与秒完全相同。
(2)二十四进制计数器:
选用2片74LS160和一片74LS00组成24进制计数器,采用反馈归零的方法来实现24进制计数。当十位为0010且个位为0100时使两芯片异步清零。
小时部分具体设计如图9所示:
图9
4.译码器、显示器
译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同,译码电路也不同。74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI,灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时,74LS48出去全1。
本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。
本实验采用实验箱中的74LS48译码器和共阴极显示器组成的显示系统。
5.校时电路
数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时,采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。
对校时电路的要求是 :
1)在小时校正时不影响分和秒的正常计数 。
2)在分校正时不影响秒和小时的正常计数 。
如图10所示,当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。需要注意的是,校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路,开关S1或S2为“0”或“1”时,可能会产生抖动,为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制。
校时电路图 图10
校时开关的功能表如下:
校时开关的功能表
S1 S2 功能
1 1 计数
0 1 校分
1 0 校时
6.整点报时电路
整点报时,只报时不报分。从59分50秒起,每隔2s发出一次信号,连续五次,最后一次结束时即达到正点。其原理图如下所示:
图11
电路图如下图12所示:
图12
综合以上多个电路,将其连接起来,就组成了一个具有时、分、秒计时功能,能够手动校时、校分,并且整点报时的数字电子钟。
七.实验仿真:
在电子电路计算机仿真软件Multisim中进行调试和仿真数字电子钟,得到的仿真电路图如附二图所示。
由仿真电路实验知道了当高频信号经过分频器后得到标准的秒脉冲信号,进入60进制的“秒”计时,“秒”的分位进入60进制的“分”计时,最后,由分的“时”进位进入24进制的“时”计时。再加上由门电路和开关构成的校时电路对电路的“时”,“分”进行校时,从而得到正确的时间的。
八.元器件清单
(1)74LS160( 6片) (2)74LS00(15片)
(3)数码显示器(6片) (4)74LS90(3片)
(5)74LS30(1片) (6)74LS04(1片)
(7)74LS02(1片) (8)555计时器(1片)
(9)可变电容(1个) (10)电容(2片)
(11)蜂鸣器(1个) (12)电阻(2个)
(13)数字电路实验箱 (14)+5V电源若干
(15)导线,开关若干。
九.设计心得体会
在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解,锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。对自己以后的学习和工作有很大的帮助。
刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手,脑子里比较浮躁和零乱。但通过一段时间的努力,通过重温数电,模电等电子技术的书籍,还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献,再加之在老师的指导和周围同学的帮助下,使我对自己的本设计有了熟练的掌握。
在整个的设计过程中我充满了渴望和用心。记得在精工实习的时候,也是用满腔的热情来完成各项实习任务,并在每项实习项目中都达到了优秀的成绩。 所以,我相信自己的实际动手能力,并一向的加强自己在这方面的努力。在这次的电子技术设计中亦是如此,用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节,不断的在图书管查看相关资料和期刊文献,特别在网络上也收收获了很多新鲜的东西。这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。
虽然,在本设计中所用的方案不是最好的,但我想其中的原理是最基本的;虽然其中可能出现误差,不过在杨老师的答疑课上,这些问题还是基本解决了。
最后,我要衷心的感谢杨老师给了我一次实践的机会和平时在学习上的莫大帮助,让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足,通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道,这让我感到了要学习的东西还有很多很多。因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础,阔广知识面。碰到的问题越让人绝望,解决问题之后的喜悦程度就越高。作为工科类的学生,以后工作了难免要碰到许许多多的问题,不要绝望,坚持,直到看到胜利的曙光。
十.参考文献
李中发主编. 电子技术. 北京:中国水利水电出版社.
毛期俭主编. 数字电路与逻辑设计实验及应用. 北京: 人民邮电出版社.
吕思忠,施齐云主编. 数字电路实验与课程设计. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.
阎石主编.数字电子技术基础(第四版). 北京:高等教育出版社.
黄智伟主编. 电子电路计算机仿真设计与分析. 北京:电子工业出版社.
程勇主编. Multisim10电路仿真实例讲解. 北京: 人名出版社.
彭介华主编. 电子技术课程设计指导. 北京:高等教育出版社.
卢结成、高世忻等编. 电子电路实验及应用课题设计. 合肥:中国科学技术大学出版社.
梁宗善主编. 电子技术基础课程设计. 武汉:华中理工大学出版社.
欧阳星明主编. 数字系统逻辑设计. 北京:电子工业出版社.
李中发主编. 电子技术基础课程设计. 武汉:华中理工大学出版社.
❷ 要求设计一个简易的数字频率计,其信号是给定的比较稳定的脉冲信号。
没有问题,简易的数字频率计我可以给。
❸ 用verilog编写LED循环显示控制电路(数字电子技术) 分不是问题....
设计题目:数字钟的设计与仿真二.设计要求: (1)设计一个有“时”、“分”、“秒”(12小时59分59秒)显示,且有校时功能的电子钟; (2)显示采用六只LED数码管分别显示时分秒; (3)时间的小时、分可手动调整; (4)采用+5V电源供电。三.题目分析: 根据题目,我们可以分析出:数字电子钟是由多块数字集成电路构成的,其中有振荡器,分频器,校时电路,计数器,译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器,不同进制的计数器产生计数,译码器和显示器进行显示,通过校时电路实现对时,分的校准。 1)振荡器又包括由集成电路555与RC组成的多谐振荡器,用石英晶体构成的振荡器和由逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。三种方案如下图所示:方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。 555与RC组成的多谐振荡器图 方案二:振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。 石英晶体振荡器图方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。 门电路组成的多谐振荡器图集成电路555与RC组成的多谐振荡器电路:如果精度要求不高,则可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如上图所示。设振荡频率f=1KHz,R为可调电阻,微调R1可以调出1KHz输出。石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7~2KΩ之间;对于CMOS门则常在10~100MΩ之间。由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关,而且还取决于门电路的阈值电压VTH,由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响,因此频率稳定性较差,只能用于对频率稳定性要求不高的场合。综上所述,因为本电路对精度没有较高的要求,因此,我们选用由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。 2)校时器的方案有如下两种:方案一:通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图1所示为所设计的校时电路。 图 1方案一校正电路图 方案二:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成,基本RS触发器的功能是产生单脉冲,主要作用是起防抖动作用。未拨动开关K时,“与非”门G2的一个输入端接地,基本RS触发器处于“1”状态,这是数字钟正常工作,“分”进位脉冲能进入“分”计数器。拨动开关K时,“与非”门G1的一个输入端接地,于是基本RS触发器转为“0”状态。秒状态可以直接进入“分”计数器,而“分”进位脉冲被阻止进入,因而能较快地校准分计数器的计数值。校准后,将校正开关恢复原位,数字钟继续进行正常计时工作。 图 2 方案二校正电路通过比较可知,方案一和方案二相比,防抖动措施更好,更完备,但电路也更为复杂,成本也更高,通过比较选择方案一,既能实现防抖动功能,做出事物也更经济一些。四.总体方案: 本电路是以555定时器组成多谐振荡器作为频率发生器,多谐振荡器产生1000HZ的振荡波,经过分频器分频,分解成1HZ的脉冲波,随后经过秒计数器,秒计时器是60进制计数器,当计数器计数到60时产生进位脉冲,到分计数器。分计数器也是60进制计数器,当分计数器计数到60时,再次产生更高一级的进位脉冲,脉冲送到时计数器,实现了分向时的进位。当需要进行校时时,打开对应的开关,进行对应位置上的校时,此时计数进位脉冲无效。而计数器的工作是通过外接时钟脉冲CP的作用下,秒的个位加法计数器开始记数,通过译码器和数码显示管显示数字即计数器。当经过10个脉冲信号后,秒个位计数器完成一次循环,秒十位计数器的CP与秒个位计数器的CP同步,秒个位计数器的Qcc使得秒十位的P和T端同时为1,从而秒十位开始计数,秒十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,秒十位数字加1。当经过60个脉冲信号,秒部分完成一个周期,分钟个位计数器的CP通过秒十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,分钟个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,分钟的个位数字加1。分部分的工作方式与秒部分完全相同。当经过3600个脉冲信号,分钟部分完成一个周期,小时个位计数器的CP通过分十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,小时个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,小时的个位数字加1。当小时个位部分完成一个周期,小时十位计数器的CP与小时个位计数器的CP同步, 小时个位计数器的Qcc使得小时十位的P和T端同时为1,从而小时十位开始计数,小时十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,小时的十位数字加1。当小时十位部分计数到2同时小时的个位部分计数到4,小时个位计数器的清零端和十位计数器的清零端通过小时个位计数器的Q2和小时十位计数器的Q1与非得到信号,小时部分清零,从而完成了1次24小时计时。五.具体实现: (1) 数字时钟基本原理的逻辑框图如下图3所示: 由图3我们可以看出,振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果经过“时”、“分”、“秒”,译码器,显示器显示时间。其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器,由不同进制的计数器,译码器和显示电路组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以“时”,“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器,译码器,显示器构成;“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器,译码器,显示器构成;校时电路实现对时,分的校准。 (2)数字钟的原理图如附一图所示,其功能原理均与系统方框图的一致。六.各部分定性说明以及定量计算: 1.振荡器秒发生电路---振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说,振荡器的频率越高,计时精度就越高,但耗电量将越大。所以,在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。在此设计中,我采用的是精度不高的,由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。其具体电路如下图4所示: 图4 振荡器电路图 555定时器是一个模拟与数字混合型的集成电路。555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。它们的结构及工作原理基本相同。通常,双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5~16V,最大负载电流可达200mA;CMOS定时器电源电压范围为3~18V,最大负载电流在4mA以下。 555的引脚图如下图5所示: 图5 555的内部电路和功能如下图6所示: 图6 上面图6 是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。它的各个引脚功能如下: 1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。 8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚:输出端Vo 2脚: 低触发端 6脚:TH高触发端 4脚: 是直接清零端。当 端接低电平,则时基电路不工作,此时不论 、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。 5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。 7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为 的情况下,其功能如下表: 555定时器的功能表清零端 高触发端TH 低触发端 Qn+1 放电管T 功能 0 0 导通 直接清零 1 0 导通 置0 1 1 截止 置1 1 Qn 不变 保持 接通电源后,电容C1被充电,vC上升,当vC上升到大于2/3VCC时,触发器被复位,放电管T导通,此时v0为低电平,电容C1通过R2和T放电,使vC下降。当vC下降到小于1/3VCC时,触发器被置位,v0翻转为高电平。电容器C1放电结束,所需的时间为 : 当C1放电结束时,T截止,VCC将通过R1、R2向电容器C1充电,vC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时为: 当vC上升到2/3VCC时,触发器又被复位发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波,其频率为 : 本设计中,由电路图可知R1、R2和C的值,然后再根据f的公式可以算出:其输出的频率为f=1KHz. 2.分频器分频器的功能主要有两个:一个是产生标准秒脉冲信号;二是提供功能扩展电路所需要的信号,如仿电台报时用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。本设计中,由于振荡器产生的信号频率太高,要得到标准的秒信号,就需要对所得的信号进行分频。这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。其电路图如下图7所示: 图7 分频器电路图 74LS90的引脚图及其功能图如下图所示: 74LS90引脚图 74LS90 功能表 3.计数器本设计所采用的是十进制计数器74SL160,根据时分秒各个部分的的不同功能,设计成不同进制的计数器。秒的个位,需要10进制计数器,十位需6进制计数器(计数到59时清零并进位),秒部分设计与分钟的设计完全相同;时部分的设计为当时钟计数到24时,使计数器的小时部分清零,从而实现整体循环计时的功能。 74LS160功能表和真值表如下表1和表2所示: 表1 输入 输出 (CR) ? (LD) ? CTT CTP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 1 0 × × ↑ D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 1 1 1 1 ↑ × × × × 计数 1 1 0 × × × × × × 触发器保持,CO=0 1 1 × 0 × × × × × 保持 表2 74LS160的真值表 CLK Q Q Q Q 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 0 0 0 0 74LS160的引脚介绍如下表3所示:表3 74LS160逻辑符号 各引脚顿的名称 D D D D 置数端 Q Q Q Q 输出端 EP ET 工作状态控制端 LD 预置数控制端 RD 异步置零(复位)端 CO 进位输出端 CLK 信号输入端 计数部分:利用74LS160芯片和74LS00芯片组成的计数器,它们采用异步连接,利用外接标准1Hz脉冲信号进行计数。显示部分: 将六片74LS160的Q0Q1Q2Q3脚分别接到实验箱上的数码显示管上,根据脉冲的个数显示时间。秒信号经过计数器之后分别得到显示电路,以便实现用数字显示时、分、秒的要求,计时电路共分三部分:计秒、计分和计时。其中,计秒和计分都是60进制,而计时为24进制,可以采用十进制计数器74LS160实现24进制、60进制计数器。(1)六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到60秒时产生一个进位信号,所以,选用2片74LS160和一片74LS00组成六十进制计数器,采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。 秒部分具体设计如图8所示: 图8 秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器,当计数到59时清零并重新开始计数。如图所示个位1脚接高电平,7脚、9脚及10脚接1,当7脚和10脚同时为1时计数器处于计数工作状态。个位11脚和秒的十位的2脚相接,十位的9脚、10脚、7脚分别和个位的1脚相接。个位计数器由Q3Q2Q1Q0(0000)2增加到(1001)2时产生进位,从而实现10进制计数和进位功能,秒的十位在计数至0110时由与非门反馈清零实现6进制。分钟部分设计与秒完全相同。(2)二十四进制计数器:选用2片74LS160和一片74LS00组成24进制计数器,采用反馈归零的方法来实现24进制计数。当十位为0010且个位为0100时使两芯片异步清零。小时部分具体设计如图9所示: 图9 4.译码器、显示器译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同,译码电路也不同。74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI,灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时,74LS48出去全1。本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。本实验采用实验箱中的74LS48译码器和共阴极显示器组成的显示系统。 5.校时电路数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时,采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。对校时电路的要求是 : 1)在小时校正时不影响分和秒的正常计数 。 2)在分校正时不影响秒和小时的正常计数 。如图10所示,当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。需要注意的是,校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路,开关S1或S2为“0”或“1”时,可能会产生抖动,为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制。 校时电路图 图10 校时开关的功能表如下: 校时开关的功能表 S1 S2 功能 1 1 计数 0 1 校分 1 0 校时 6.整点报时电路 整点报时,只报时不报分。从59分50秒起,每隔2s发出一次信号,连续五次,最后一次结束时即达到正点。其原理图如下所示: 图11 电路图如下图12所示: 图12 综合以上多个电路,将其连接起来,就组成了一个具有时、分、秒计时功能,能够手动校时、校分,并且整点报时的数字电子钟。七.实验仿真:在电子电路计算机仿真软件Multisim中进行调试和仿真数字电子钟,得到的仿真电路图如附二图所示。由仿真电路实验知道了当高频信号经过分频器后得到标准的秒脉冲信号,进入60进制的“秒”计时,“秒”的分位进入60进制的“分”计时,最后,由分的“时”进位进入24进制的“时”计时。再加上由门电路和开关构成的校时电路对电路的“时”,“分”进行校时,从而得到正确的时间的。八.元器件清单(1)74LS160( 6片) (2)74LS00(15片)(3)数码显示器(6片) (4)74LS90(3片)(5)74LS30(1片) (6)74LS04(1片)(7)74LS02(1片) (8)555计时器(1片)(9)可变电容(1个) (10)电容(2片)(11)蜂鸣器(1个) (12)电阻(2个)(13)数字电路实验箱 (14)+5V电源若干(15)导线,开关若干。九.设计心得体会 在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解,锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。对自己以后的学习和工作有很大的帮助。刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手,脑子里比较浮躁和零乱。但通过一段时间的努力,通过重温数电,模电等电子技术的书籍,还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献,再加之在老师的指导和周围同学的帮助下,使我对自己的本设计有了熟练的掌握。在整个的设计过程中我充满了渴望和用心。记得在精工实习的时候,也是用满腔的热情来完成各项实习任务,并在每项实习项目中都达到了优秀的成绩。 所以,我相信自己的实际动手能力,并一向的加强自己在这方面的努力。在这次的电子技术设计中亦是如此,用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节,不断的在图书管查看相关资料和期刊文献,特别在网络上也收收获了很多新鲜的东西。这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。虽然,在本设计中所用的方案不是最好的,但我想其中的原理是最基本的;虽然其中可能出现误差,不过在杨老师的答疑课上,这些问题还是基本解决了。最后,我要衷心的感谢杨老师给了我一次实践的机会和平时在学习上的莫大帮助,让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足,通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道,这让我感到了要学习的东西还有很多很多。因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础,阔广知识面。碰到的问题越让人绝望,解决问题之后的喜悦程度就越高。作为工科类的学生,以后工作了难免要碰到许许多多的问题,不要绝望,坚持,直到看到胜利的曙光。 十.参考文献 李中发主编. 电子技术. 北京:中国水利水电出版社. 毛期俭主编. 数字电路与逻辑设计实验及应用. 北京: 人民邮电出版社. 吕思忠,施齐云主编. 数字电路实验与课程设计. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社. 阎石主编.数字电子技术基础(第四版). 北京:高等教育出版社. 黄智伟主编. 电子电路计算机仿真设计与分析. 北京:电子工业出版社. 程勇主编. Multisim10电路仿真实例讲解. 北京: 人名出版社. 彭介华主编. 电子技术课程设计指导. 北京:高等教育出版社. 卢结成、高世忻等编. 电子电路实验及应用课题设计. 合肥:中国科学技术大学出版社. 梁宗善主编. 电子技术基础课程设计. 武汉:华中理工大学出版社. 欧阳星明主编. 数字系统逻辑设计. 北京:电子工业出版社. 李中发主编. 电子技术基础课程设计. 武汉:华中理工大学出版社. 回答时间:2011-10-23 4:19:57
❹ 救护车蜂鸣器的设计论文verilog
1 救护车警铃电路的设计; 内容要求;用 NE556 时基电路及电阻,电容等元器件设计一个低频 对高频调制的救护车警铃电路,调整合理参数使警铃效果较好。 提交形式;电路,论文,PPT 数据;模拟电路教材,Mutisim 仿真软件。 邮箱;songzhuxia.163.com 1 1.时基电路使用说明 556 定时器的电源电压范围较宽,可在+5~+16 范围内使用(若为CMOS 的555 芯片则电压 范围在+3~+18V 内) 电路的输出有缓冲器,因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路,包括能直接推动 蜂鸣器等器件。 本实验所使用的电源电压Vcc=+5V。 封面:按统一的格式(由教材科印发)参考文 文章格式: 页面设置:A4、页边距:上下左右各2.5 厘米,页眉页脚各1.5 厘米。 文章题目:宋体、二号、居中、段前30 磅、段后10 磅 文摘:楷体、五号、左缩进2 字符、悬挂2 字符、右缩进2 字符、行距1.25 倍。 目录:楷体、五号、左右对齐,中间隔以小园点、行距1.25 倍。 正文:宋体、小四号、行距1.25 倍。 一级标题:宋体、四号、加粗、行距1.25 倍。 二级标题:宋体、小四号、加粗、行距1.25 倍。 3J 标题:宋体、小四号、行距1.25 倍。 表序表题:宋体、小五号、表格上方居中。 图序图题:宋体、小五号、图位下方居中。 参考文献:宋体、小五号、左对齐。的电源电压Vcc=+5V。 1.封面 2.中外文摘要或设计总说明 3.目录 4.正文 5.致谢 6.参考文献 7.附录 此类毕业论文主要分为提纲。。 设计原理。。。设计思路。。。相关知识。。 装置器材。。设计步骤。。。设计原理图。。。设计心得几个部分。。。 提纲就是标题 目录之类 将你后面要阐述的内容定好页码 让老师看起来有条 理 设计原理应该是课堂所学 设计思路可有可无 相关知识 装置器材 设计步骤 原 理图 这些可以去找相关资料 最后设计心得就自己发挥一下吧 说八千字又没 人 会去数 这些内容打印一下十几张纸左右吧 只要装订整齐 保证OK 2 一、实验目的 1.掌握555 时基电路的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用。 2.学会分析和测试用 555 时基电路构成的多谐振荡器,单稳态触发器,R-S 触发器等三种 典型电路。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.器件 NE556,(或LM556,5G556 等) 双时基电路 1 片 二极管1N4148 2 只 电位器22K,1K 2 只 电阻、电容 若干 扬声器 一支 三、实验内容 1.555 时基电路功能测试 本实验所用的 555 时基电路芯片为 NE556,同一芯片上集成了二个各自独立的 555 时基电 路,图中各管脚的功能简述如下: TH 高电平触发端:当TH 端电平大于2/3Vcc,输出端OUT 端低电平,DIS 端导通。 TR 低电平触发端:当TR 端电平小于1/3Vcc,OUT 端呈现高电平,DIS 端关断。 R 复位端:R=0,OUT 端输出低电平,DIS 端导通。 VC 控制电压端:VC 接不同的电压值可以改变TH,TR 的触发电平值。 DIS 放电端:其导通或关断为RC 回路提供了放电或充电的通路。 OUT 输出端: 表21.1 TH TR R OUT DIS X X L L 导通 >2/3Vcc >1/3Vcc H L 导通 <2/3Vcc >1/3Vcc H 原状态 原状态 <2/3Vcc <1/3Vcc H H 芯片的功能如表21.1 所示,管脚如图21.1 所示,功能简图如图21.2 所示。 3 (1)按图21.3 接线,可调电压取自电位器分压器。 (2)按表21.1 逐项测试其功能并记录。 图21.3 2.555 时基电路构成的多谐振荡器,电路如图21.4 所示。 (1)按图接线。图中元件参数如下: R 1 =15KΩ R 2 =5KΩ C1=0.033μ F C2=0.1μ F (2)用示波器观察并测量OUT 端波形的频率。 (3)若将电阻值改为R 1 =15KΩ ,R 2 =10KΩ ,电容C 不变,上述的数据有何变化? (4)根据上述电路的原理,充电回路的支路是 R 1 R 2 C 1 ,放电回路的支路是 R 2 C 1 ,将电路略 作修改,增加一个电位器R W 和两个引导二极管,构成图21.5 所示的占空比可调的多谐振荡 器。 图21.1 图21.4 4 其占空比q 为 q=R 1 /(R 1 +R 2 ) 改变R W 的位置,可调节q 值。 合理选择元件参数(电位器选用22KΩ ),使电路的占空比q=0.2,调试正脉冲宽度为0.2ms。 调试电路,测出所用元件的数值,估算电路的误差。 3.555 构成的单稳态触发器 图21.5 图21.6 (1)按图 21.6 接线,图中 R=10KΩ ,C1=0.01F,V1 是频率约为 10KHZ 左右的方波时,用双 踪示波器观察OUT 端相对于V1 的波形,并测出输出脉冲的宽度T W 。 (2)调节V1 的频率,分析并记录观察到的OUT 端波形的变化。 (3)若想使T W =10S,怎样调整电路?测出此时各有关的参数值。 4.555 时基电路构成的R-S 触发器 实验如图21.7 所示。 (1)先令VC 端悬空,调节R,S 端的输入电平值,观察 Vo 的状态切换时,R、S 端的电平值。 (2)若要保持Vo 端的状态不变,用实验法测定 R、S 端 应在什么电平范围内? 整理实验数据,列成直值表的形式。R-SFF 比较,逻辑电 平,功能等有何异同。 (3)若在VC 端加直流电压Vc-v,并令Vc-v 分别为2V,4V 时,测出此时Vo 状态保持和 切换时R、S 端应加的电压值是多少?试用实验法测定。 5.应用电路 图21.7 5 图21.8 所示用556 的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。 (1)参考实验内容2 确定图21.8 中未定元件参数。 (2)按图接线,注意扬声器先不接。 (3)用示波器观察输出波形并记录。 (4)接上扬声器,调整参数到声响效果满意。 6.时基电路使用说明 556 定时器的电源电压范围较宽,可在+5~+16 范围内使用(若为CMOS 的555 芯片则电压 范围在+3~+18V 内) 电路的输出有缓冲器,因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路,包括能直接推动 蜂鸣器等器件。 本实验所使用的电源电压Vcc=+5V。 四、四、实验报告 1.按实验内容各步要求整理实验数据。 2.画出实验内容3 和5 中的相应波形图。 3.画出实验内容5 最终调试满意的电路图并标出各元件参数。 4.总结时基电路基本电路及使用方法。
❺ 求高频课程设计心得
第二节 主要元件介绍
晶体管:是一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
半导体三极管:是内部含有两个PN结,外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用,应用十分广泛。半导体三极管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。晶体管有三个极;双极性晶体管的三个极,分别由N型跟P型组成发射极(Emitter)、基极 (Base) 和集电极(Collector);场效应晶体管的三个极,分别是源极 (Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。晶体管因为有三种极性,所以也有三种的使用方式,分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地(又称路最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面,其次是阻抗匹配、讯号转换……等,晶体管在电路中是个很重要的组件,许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。
石英晶体振荡器:石英谐振器简称为晶振,它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动,当交变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时,振动便变得很强烈,这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性,就可以用石英谐振器取代LC(线圈和电容)谐振回路、滤波器等。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点,被应用于家用电器和通信设备中。
石英谐振器按引出电极情况来分有双电极型、三电极型和双对电极型几种。石英谐振器因具有极高的频率稳定性,故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件,如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等,石英晶体成本较高,故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。
频率范围很宽,频率稳定度在10-4~10-12范围内,经校准一年内可保持10-9的准确度,高质量的石英晶体振荡器,在经常校准时,频率准确可达10-11. 石英晶体振荡器特点:在振荡频率上,闭合回路的相移为2nπ。开始加电时,电路中唯一的信号是噪声。满足振荡相位条件的频率噪声分量以增大的幅度在回路中传输,增大的速率由附加分量,即小信号,回路益增和晶体网络的带宽决定。幅度继续增大,直到放大器增益因有源器件(自限幅)的非线性而减小或者由于某一自动电平控制而被减小。在稳定状态下,闭合回路的增益为1。
第五章 心得体会
通过这一周的课程设计,使我加强对高频电子技术电路的理解,学会查寻资料﹑方案比较,以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力,创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会,锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化;通过典型电路的设计与制作,加深对基本原理的了解,增强我的实践能力。
该课程设计使我建立无线电发射机的整机概念,了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响,能正确设计、计算发射机的各个单元电路:主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大器。初步掌握小型调幅波发射机的调整及测试方法。
在设计电路时,要首先将总体电路分成若干个不子模块,使每个模块有各自的不同的任务;再对各相对简单的子模块进行单独设计;最后将各个子电路组合在一起完成整个电路。这样做法分工明确,层次清晰,使设计者能更宏观的把握设计的总体步骤 。而且设计单独的子电路降低了工作难度,使设计工作更有条理性。在设计过程中,使用这种方法进行多人团队合作设计,每个人都可有明确的分工,可以很大程度上提高团队合作效率 。在检查电路时,也可根据各种情况分析是哪个子系统出了问题,再单独检查该出问题系统,可以提高检查的效率。增强了用protel绘制原理图的能力,对画图的步骤和方法进行了复习巩固。
在设计过程中,深刻明白了只动脑和动手做之间的天壤之别。原本设想的完美的东西一动手做起来就困难重重,各种想象不到的困难都出现在眼前。认识到只有动手做才能发现问题,遇到问题不能只空想要动手实践,从实际中发现问题。回顾整个漫长复杂的设计过程,耐心毅力和恒心是不可少的。而以后我必将面对更多更加复杂的设计工作,此次设计过程对我的各个方面都有了许多积极的影响,使我做事情更加细心有耐心。这次设计过程啊让我认识到了只有付出才能有收获,看着做完的电路图,让我感到以往的付出都是值得的。只要耕耘就会有收获。我收获的不仅仅是完成了一次任务,更重要的是让我更清楚的认识了自己的不足,锻炼了自己的能力。
为期一周的电子课程设计即将结束,回顾这一周真是收益匪浅。通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和用protel连接图,以前对知识的了解仅限于理论知识,而且是有的能够理会,有的却保持是懂非懂的状态。对于器件就不知道有什么用途,也就更加难以理解。但这一周之后,我对电子技术有了更深的理解,知道了自己的不足,同时也明白了所学知识的重要性,培养了自己对课程学习的兴趣。
最后,我能顺利完成这次课程设计,不仅要感激老师平时的教导,尤要感谢指导老师的耐心指导,使他的指导才让我们的设计更加完善合理,并让我们从中学到很多实践知识。
❻ 三相交流电路试验结论如何写
《数字电路实验与课程设计》实验教学大纲
2004版
课程名称及性质:数字电路实验与课程设计 必修课
英文名称: Digital Circuit Experiment and Course Design
课程编号:050223
课程类别:技术、专业基础
课程总学时:32
实验学时:32
开设学期:5、6
面向专业:电子信息科学与技术
第一部分:实验
一、实验目的和任务
本课程目的是使学生掌握数字电路的基础理论,培养学生设计组合、时序及模数/数模转换电路和设计综合应用电路的能力,并能够在查阅器件手册的基础上,熟悉各类数字电路元件的特点及应用。使学生初步具有数字电路设计、制作、调试能力,并具有数字系统设计的思想。
二、实验教学的基本要求
学生应掌握数制的概念和转换方法,掌握组合逻辑电路的基本特点与设计方法,掌握时序逻辑电路、脉冲波型产生电路、模数/数模转换电路的基本特点与设计方法以及典型时序逻辑电路的工作原理与分析方法,会使用多种常用的器件手册,了解查找数字电路器件的常用途径,了解常用数字电路器件的分类,了解各类数字电路器件的物理特性,了解器件接口技术,并在此基础上,逐步熟悉常用数字电路器件的特性及应用,掌握数字电路的制作及调试,熟悉常用仪器的使用方法。 能够正确识别常用数字电路器件,能绘制电路原理图,掌握数字电路的布线规则、掌握电路的调试与故障的分析和排除。
三、实验项目基本情况
(16学时)
序
号
实验项目名称
内容提要
实验
学时
实验
类型
实验地点
1
组合逻辑电路设计与调试
门电路、编码、译码等逻辑电路设计与调试
4
设计
31#375
2
触发时序电路设计与调试
触发器、计数器、移位寄存器应用电路与调试
6
设计
31#375
3
脉冲波形产生电路设计与调试
555时基电路及其应用设计与调试
3
设计
31#375
4
模数/数模转换电路设计与调试
D/A 、A/D转换器 应用设计与调试
3
设计
31#375
四、考核方式
平时实验表现占该门实验课最终成绩的70%,实验报告成绩占该门实验课最终成绩的30%。
平时实验主要考察学生对实验电路的设计难易程度、电路连接调试、问题解决的能力,是否能够达到设计要求;
实验报告主要考察学生对实验涉及的理论知识的掌握,对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析,并能够合理的解释实验中出现的问题,正确判断实验的成功、失败。
五、实验教材或实验指导书
《数字电路实验与课程设计》 孟宇 主编
第二部分:课程设计
一、课程设计的性质和目的
本课程不仅要求学生获得电子技术方面的理论知识以及掌握理论设计方法,还要培养学生理论联系实际的能力。本课程的课程设计环节,就是通过学生自己设计、搭建和调试电路,使学生对所学的理论知识有更深一步的理解,同时提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、课程设计的基本要求
1.掌握常用中、小规模集成电路芯片(如:逻辑门电路、译码器、数据选择器、计数器、寄存器等)的使用方法。
2.掌握逻辑电路的基本设计步骤(包括组合逻辑电路部分与时序逻辑电路部分),以及整体电路的实现方法。
3.具有一定的分析、寻找和排除电路常见故障的能力。
4.能正确使用常用电子仪器、仪表(如:万用表、示波器、时序信号发生器等)。
5.独立写出具有理论分析及设计方案论证的、并通过搭建电路调试验证其设计是正确的课程设计报告。
三、设计课题及内容和要求(16学时)
1.设计并实现一个数字频率计
本课题要求设计并实现一个数字频率计,设计参数自选,用于测量信号的频率,并用十进制数字显示。
2.设计并实现自主实验课题
该课题要求利用所学数字电路知识,实现自拟课题设计功能并调试成功,设计难度与1设计题目相当。
以上题目任选一个。
三、课程设计时间安排
实验前3周拟定、修改设计报告,第4周开题报告,第5周实验。
四、课程设计报告书写规范
完成设计任务后,在课程设计的最后阶段,需要总结全部设计工作,写出完整、规范的设计报告,在指定的时间内提交指导教师。课程设计报告要求有完整的格式,具体如下:
论文分三部分——前置部分、主体部分和后置部分。
(一)前置部分:这一部分包括题目、作者(单位)、摘要、关键词。
题目要恰当、准确地反映论文的内容。
作者单位要写全校、院(系)名称及班级学号。
摘要是论文内容的概括与简述,应包括研究课题的创新思想和创新成果及其理论价值和现实意义。
关键词要准确、精练。
(二)主体部分:这一部分包括引言、正文、结论,是论文的正式部分。
引言作为论文的第一段,要简单说明选题的背景和意义、准备解决的问题及主要工作内容等。
正文是论文的主要部分,应包括课题的总体方案设计、方案论证及实现、数据分析处理、实验效果及理论分析等。
结论作为论文的最后一段,是对课题研究最终的、总体的评价。结论中应明确本课题研究的创新点及创新成果、技术关键及技术难点、社会经济价值及研究方向的前景等。结论应该准确、完整、精练。
说明:论文的主体部分可以设标题(具体格式见附例)。文章的第一段就是引言,最后一段就是结论,中间各段就是正文。不必再加“引言”、“正文”、 “结论”等小标题。
(三)后置部分:
1、参考文献
参考文献作为论文的附录,附在论文的后面。参考文献是指在课题研究和论文撰写过程中对你有所启示和帮助的文献资料,包括著作、论文和网页。参考文献的列写格式如下:
[1]作者.著作名.出版地:出版社.出版年月
[2]作者.论文名.期刊或杂志名.期号
[3]网页(网址)
……
以上[1]、[2]为文献序号,其中[1]为著作的列写格式,[2]为论文的列写格式。
2、心得体会:
内容中可以对本综合训练如何开展和进行提出自己的意见和建议。
(四)要求:
①个人独立撰写,每人一份,
②字数:主体部分不少于3000字,摘要150—200字,关键词3—6个。
③版面安排:按A4纸排版。页边距为:上、下各25mm,左35mm,右30mm;
段间距及字间距:标准;行间距:单倍行距;页码:底部居中;作者(单位)占一行,其前、后各空一行(小四号);主体部分与前置部分、后置部分之间各空一行;不做封面,不设页眉、页脚及页边框。
④字号选择:(见附例)。
五、成绩评定
课程设计的考核结果按优秀、良好、中等、及格和不及格来评价。
对设计任务理解透彻,能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务,得出设计结果,并按时提交准确、完整、规范的设计报告,可评为优秀;按照设计任务要求能够顺利地完成任务,得出结果,按时提交较完整的、符合要求的设计报告,可评定为良好;按照设计要求完成了硬件线路的连接,基本完成了任务要求,提交符合要求的设计报告,可评为中等;基本完成设计目标,但不够完善,可能有若干小的缺陷,在帮助下能够完成任务要求,提交设计报告,可评为及格;不能完成指定的要求和任务,未提交设计报告的,评为不及格。
六、参考资料
1.“数字电路实验与课程设计实验指导书” 孟宇编
2.“电子技术基础”(数字版) 康华光编
❼ 中介频率对测频,测周的作用
简易频率计
一、设计任务与要求
1.设计制作一个简易频率测量电路,实现数码显示。
2.测量范围:10Hz~99.99KHz
3.测量精度: 10Hz。
4. 输入信号幅值:20mV~5V。
5. 显示方式:4位LED数码。
二、方案设计与论证
频率计是用来测量正弦信号、矩形信号、三角形信号等波形工作频率的仪器,根据频率的概念是单位时间里脉冲的个数,要测被测波形的频率,则须测被测波形中1S里有多少个脉冲,所以,如果用一个定时时间1S控制一个闸门电路,在时间1S内闸门打开,让被测信号通过而进入计数译码器电路,即可得到被测信号的频率fx。
任务要求分析:
频率计的测量范围要求为10Hz~99.99KHz,且精度为10Hz,所以有用4片10进制的计数器构成1000进制对输入的被测脉冲进行计数;要求输入信号的幅值为20mV~5V,所以要经过衰减与放大电路进行检查被测脉冲的幅值;由于被测的波形是各种不同的波,而后面的闸门或计数电路要求被测的信号必须是矩形波,所以还需要波形电路;频率计的输出显示要经过锁存器进行稳定再通过4位LED数码管进行显示。
经过上述分析,频率计电路设计的各个模块如下图:
方案一:
根据上述分析,频率计定时时间1s可以通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1000Hz的脉冲,再进行分频成1Hz即周期为1s的脉冲,再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s;放大电路通过与非门、非门和二极管组成;闸门电路用一个与门,只有在定时脉冲为高电平时输入信号才能通过与门进入计数电路计数;计数电路可以通过5个十进制的计数器组成,计数器再将计的脉冲个数通过锁存器进行稳定最后通过4个LED数码显像管显示出来。
方案二:
频率计定时时间1s可以直接通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲,再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s;放大电路可以直接用一个具有放大功能的施密特触发器对输入的信号进行放大,其他模块的电路和方案一的相同。
通过对两种方案的分析,为了减少总的电路的延迟时间,提高测量精确度,所以选择元件少的第二种方案。
三、单元电路设计与参数计算
时基电路:
用555_VIRTUAL定时器和电容、电阻组成多谐振荡器产生1Hz的脉冲,根据书中的振荡周期 : T=(R1+R2)C*ln2 取C=10uF,R1=2KΩ,T=1s,计算得:R2=70.43KΩ,再通过T触发器T_FF把脉冲正常高电平为1s的脉冲,元件的连接如下:
经示波器仿真,产生的脉冲的高电平约为1S。
放大电路:
用一个74HC14D_4V的含放大功能的施密特触发器对输入脉冲进行放大,把输入信号放大成4V的矩形脉冲,其放大效果如下图:
闸门电路:
用一个与门74LS08作为脉冲能否通过的闸门,当定时信号Q为高电平时,闸门打开,输入信号进入计数电路进行计数,否则,其不能通过闸门。
计数电路:
计数电路用5(4)片74192N计数器组成(10000)进制的计数电路,74192N是上升沿有效的,来一个脉冲上升沿,电路记一次数,所以计数的范围为0~99999(5000)。但计数1S后要对计数器进行清零或置零,在这里用清零端,高电平有效,当计数1S后,Q为低电平,Q’为高电平,所以用Q’作为清零信号,接线图如下:
锁存显示电路:
当计数电路计数结束时,要把计得脉冲数锁存通过数码显示管稳定显示出来。锁存器用2片74ls273,时钟也是上升沿有效,当Q为下降沿时,Q’恰好是上升沿,所以用Q’作为锁存器的时钟,恰能在计数结束时把脉冲数锁存显示,电路的接线图如下:
四、总电路工作原理及元器件清单
1.总原理图
2.电路完整工作过程描述(总体工作原理)
555组成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲,经过T触发器成高电平时间为1S的脉冲,高电平脉冲打开闸门74LS08N,让经施密特触发器74HC14D放大的被测脉冲通过,进入计数器进行1S的计数。当计数结束时,T触发器为下降沿,Q’刚好为上升沿,触发锁存器工作,让计数器输出的信号通过锁存器锁存显示,同时,高电平’信号对计数电路进行清零,此后,电路将循环上述过程,但对于同一个被测信号,在误差的允许范围内,LED上所显示的数字是稳定的。
3.元件清单
元件序号 型号 主要参数 数量 备注
1 74192 5 加法计数器
2 74LS273 2 锁存器
3 DCD_HEX 4 LED显示器
4 555_VIRTUAL 1 定时器
5 T_FF 1 T触发器
6 CAPACITOR_RATED 电容10Uf、额定电压50V 1 电容
7 CAPACITOR_RATED 电容10Nf、额定电压10V 1 电容
8 RES 阻值2KΩ 1
9 RES 阻值 1
10 74LS08 1 双输入与门
11 74HC14D_4V 1 施密特触发器,放大电压4V
12 AC_VOLTAGE 1 可调的正弦脉冲信号
五、仿真调试与分析
把各个模块组合起来后,进行仿真调试以达到任务要求。
① 在信号输入端输入10Hz的交流脉冲,仿真,结果如下:
说明仿真的结果准确
② 在信号输入端输入300Hz的交流脉冲,仿真,结果如下:
仿真结果准确
③ 在信号输入端输入3KHz正弦脉冲,仿真,结果如下:
④输入20KHz的正弦脉冲,仿真,结果如下:
仿真结果结果与实际的结果相差20Hz,这说明频率越高,误差越大。经分析,这是由于各个元器件存在着延迟时间,1S的脉冲,经过各个元器件的延迟,计数时间会大于1s,频率越高,误差越大,所以计数的时间要稍微小于1S,调小时基电路的R3为70.23KΩ,仿真,结果如下:
还是存在误差,经过多次调节R3仿真,最后确定R3为70.06 KΩ时对于各个频率的测试都比较准确,20KHz时仿真结果如下:
所以R3为70.06KΩ是测得的各个频率值都比较准确,且电路设计都符合测任务要求。
六、结论与心得
在这次课程设计的过程中,我收获不少。首先,我学会了把一个电路分成模块去设计,最后再整合,这样可以把一个复杂的电路简单化了,并且这样方便与调试与修改;其次,设计有助了我去自学一些元器件的功能,去运用它;再次,我也初步会用multisim设计电路;最后,这次课程设计也提高了我查找问题、思考问题和解决问题的能力,还锻炼了我的耐性。
在这次课程设计中也遇到了很多问题,首先,是对元器件了解不多,对于要实现某种功能不知道用那一种元件,所以问同学,上网收索,再了解这种元件的逻辑功能,学会去用它;其次,不大会用电路设计,一开始用EWB设计,对模块仿真可以,但整合整个原理图仿真却不行,通过示波器观察输出波形发现脉冲走了一小段却停止了,以为是电路有问题,就查找了很多遍才找出问题,原来在那个仿真时是不允许存在两个信号,所以重新用multisim设计,才可以;最后,在用multisim仿真高频率时仿真速度极慢,所以调整了的仿真最大步长,但问题又出现了,信号紊乱,数码管显示数字不一,然后就猜想会不会是元件的问题,太高频率元件来不及反应就输出结果,但上网寻找答案,原来是的仿真步长会影响仿真的精确度,所以,某一范围的频率仿真,要用相应的最大仿真步长。
这个题目的设计花了自己不少心血,有时甚至一整天在弄,但是当自己成功地设计
❽ 《电子技能与实训》课程总结。
电子技能与实训教学基本要求
(54学时)一、课程性质和任务本课程任务是使学生掌握从事电子电器应用与维修工作所必需的电子基本工艺和基本技能,初步形成解决实际问题的能力,为学习其他专业知识和职业技能打下基础。二、课程教学目标(一) 知识教学目标1. 了解电工电子仪表、仪器的基本结构及正确使用与维护;2. 掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法;3. 理解常用电子电路和简单电子整机电路的分析、检测与常见故障排除方法;4. 掌握电子电路安装的工艺知识。(二) 能力培养目标1. 能正确使用常用电工电子仪表、仪器;2. 能正确阅读分析电路原理图和设备方框图,并能根据原理图绘制简单印刷电路;3. 初步学会借助工具书、设备铭牌、产品说明书及产品目录等资料,查阅电子元器件及产品有关数据、功能和使用方法;4. 能按电路图要求,正确安装、调试单元电子电路、简单整机电路;5. 处理电子设备的典型故障。(三) 思想教育目标1. 具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神;2. 加强爱岗敬业意识和职业道德意识。三、教学内容和要求基 础 模 块
(一) 常用电子仪器、仪表的使用与维护1. 了解常用电子仪器、仪表的结构;2. 理解常用电子仪器、仪表的基本功能;3. 掌握常用电子仪器、仪表的使用方法和注意事项。(二) 常用电子元器件的识别与检测1. 理解常用电子元器件的型号和主要参数;2. 理解常用电子元器件的识别和分类方法;3. 掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。(四) 印刷电路板的手工制作1. 理解印刷电路图绘制知识;2. 掌握印刷电路板手工制作工艺要求。(五) 分压式电流负反馈偏置放大电路的安装调试与维修1. 了解电路元器件焊接方法;2. 掌握静态工作点调试方法及动态测试方法;3. 掌握常见电路故障的分析方法。(六) 由集成运算放大器组成的小型温度控制器的安装调试与故障排除1. 了解集成运算放大器的外形及结构;2. 理解集成运算放大器的管脚识别方法和管脚功能及主要参数;3. 掌握集成运算放大器焊接方法及注意事项。(七) 集成音频功率放大电路的安装调试与故障排除1. 理解集成音频功率放大电路的管脚功能及主要参数;2. 掌握最大输出功率、效率、失真度、幅频特性检测方法。(八) 直流稳压电源的安装调试与故障排除1. 理解三端稳压器外形、管脚识别和主要参数;2. 掌握纹波电压、稳压系数、调压范围和调节方法。(九) 简易四路声光报警器的安装调试与故障排除1. 了解集成与非门、非门逻辑功能;2. 理解声光报警器电路原理与调试方法。选 用 模 块(一) 家用调光台灯电路的安装调试与故障排除1. 了解晶闸管、单结晶体管的工作特性、识别与检测方法;2. 理解触发电压、输出电压的测试方法和调压方法。(二) 高、低频音乐信号发生器的安装调试与故障排除1. 了解常见电路的振荡条件、音乐集成电路外形及管脚功能;2. 理解高频、低频信号产生的方法和调试方法。(三) 由555组成的变音警笛电路的安装调试与故障排除1. 理解555管脚功能及主要参数;2. 理解电路的调试方法。(四) 简单实用的电池充电器电路的安装调试与故障排除1. 理解充电电路结构与工作原理;2. 学会电路的调试方法并能排除简单故障。(五) 双调光蘑菇灯电路的安装调试1. 了解双向晶闸管、双向二极管工作特性及主要参数;2. 理解电路调试方法。(六) 石英晶体遥控发射器的安装调试1. 了解石英晶体工作特性及主要参数;2. 理解电路工作原理。(七) 实用稳压电源的安装调试1. 理解实用稳压电源工作原理;2. 理解稳压、调压测试方法。(八) 数字钟的安装调试与故障排除1. 理解555时基电路的结构及作用;2. 理解由十进制计数器构成六十进制、二十四进制计数器的方法;3. 了解集成计数器、译码器及逻辑门电路的管脚功能。实践教学模块
(一) 基本实训1. 常用电子仪器、仪表使用与维护会正确操作和维护常用电子仪器、仪表。2. 常用电子元器件的识别与检测
能识别常用电子元器件;会用万用表检测电阻、电位器、电感器及常用开关;会用万用表检测常用半导体电子元器件。3. 印刷电路板的手工制作会根据工艺要求手工制作指定电路的印刷电路板。4. 分压式电流负反馈偏置放大电路的安装调试与维修能按工艺要求正确安装焊接电路;会用有关仪器、仪表对电路进行静态、动态调整和测试;能排除电路出现的常见故障。5. 由集成运算放大器组成的小型温度控制器的安装调试与故障排除会按工艺要求正确安装电路;会进行温控调试;能排除电路中出现的常见故障。
6. 集成音频功率放大电路的安装调试与故障排除会正确识别集成音频功率放大电路管脚;能正确安装电路并会进行调试和检测;能排除电路中出现的常见故障。7.直流稳压电源的安装调试与故障排除会正确识别和检测桥堆和三端集成稳压器;能正确安装电路,能正确测量稳压性能、调压范围;能排除常见故障。8. 简易四路声光报警器的安装调试与故障排除会正确识别并应用四路输入集成与非门和六非门集成器件;会绘制正确的印刷电路图和按工艺制作印刷电路板,并能正确安装电路;能排除常见故障。
(二) 选用实训
1. 家用调光台灯电路的安装调试与故障排除会检测晶闸管、单结晶体管;能正确安装电路、测试调压范围;能排除常见故障。
2. 高、低频音乐信号发生器的安装调试与故障排除会识别音乐集成电路管脚,并能正确应用;能正确安装电路;会测试高、低频输出波形;能排除常见故障。3. 由555组成的变音警笛电路的安装调试与故障排除会识别NE555管脚,正确应用其管脚;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。4. 简单实用的电池充电器电路的安装调试与故障排除能画出正确印刷电路图,并会制作印刷电路板;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。5. 双调光蘑菇灯电路的安装调试会检测双向晶闸管、双向二极管;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。
6. 石英晶体遥控发射器的安装调试会对石英晶体进行检测,会对振荡线圈进行正确调整;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。
7. 实用稳压电源的安装调试会正确检测和使用三端可调式集成稳压器;会制作电源印刷电路板,并能正确安装电路和检测性能;能排除常见故障。8. 数字钟的安装调试与故障排除会正确使用相关集成器件;会正确安装数字钟电路,并能进行检测和调整。