电路原理实验报告答案

A. 电路原理实验报告册背面能写吗

左侧振动单路，右侧放大电路。振荡频率由C1\C2\R2\R3确定。

B. 数字电路设计实验报告（5选1即可）

目录
1 设计目的 3
2 设计要求指标 3
2.1 基本功能 3
2.2 扩展功能 4
3．方案论证与比较 4
4 总体框图设计 4
5 电路原理分析 4
5.1数字钟的构成 4
5.1.1 分频器电路 5
5.1.2 时间计数器电路 5
5.1.3分频器电路 6
5.1.4振荡器电路 6
5.1.5数字时钟的计数显示电路 6
5.2 校时电路 7
5.3 整点报时电路 8
6系统仿真与调试 8
7.结论 8
参考文献 9
实验作品附图 10

数字钟

摘要：
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习，特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习，我们已经具备了设计小规模集成电路的能力，借由本次设计的机会，充分将所学的知识运用到实际中去。
本次课程设计要求设计一个数字钟，基本要求为数字钟的时间周期为24小时，数字钟显示时、分、秒，数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒。供扩展的方面涉及到定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、定时启闭路灯等。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1 设计目的
1．掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2．熟悉集成元器件的选择和集成电路芯片的逻辑功能及使用方法。
3．掌握面包板结构及其接线方法
4．熟悉仿真软件的使用。
2 设计要求及指标
2．1基本功能
1）时钟显示功能，能够正确显示“时”、“分”、“秒”。
2）具有快速校准时、分、秒的功能。
3）用555定时器与RC组成的多谐振荡器产生一个标准频率（1Hz）的方波脉冲信号。
2．2扩展功能
1）用晶体振荡器产生一个标准频率（1Hz）的脉冲信号。
2）具有整点报时的功能。
3）具有闹钟的功能。
4）……

3、方案论证与比较
本设计方案使用555多谐振荡器来产生1HZ的信号。通过改变相应的电阻电容值可使频率微调，不必使用分频器来对高频信号进行分频使电路繁复。虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确性高，由于设计方便，操作简单，成为了设计时的首选，但是由于与实验中使用的555芯片产生的脉冲相比较，利用晶振产生的脉冲信号更加的稳定，同过电压表的测量能很好的观察到这一点，同时在显示上能够更加接进预定的值，受外界环境的干扰较少，一定程度上优于使用555芯片产生信号方式。我们组依然同时设计了555和晶振两个信号产生电路。（本实验报告中着重按照原方案设计的555电路进行说明）
4、 系统设计框图
数字式计时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。在本设计中555振荡器及其相应外部电路组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。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计数器、译码器、显示器构成。其原理框图如图1.1所示。

5、电路原理分析

5.1数字钟的构成
数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.在此使用555振荡器组成1Hz的信号。

数字钟原理框图（1.1）

5．1.1振荡器电路
555定时器组成的振荡器电路给数字钟提供一个频率为1Hz的方波信号。其中OUT为输出。

5.1.2时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器.

5.1.3分频器电路
通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级2进制计数器来实现。例如，将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768（ ），即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。

5.1.4振荡器电路
利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容C1被充电，当电压上升到一定数值时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电，不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期。

5.1.5数字时钟的计数显示控制
在设计中，我们使用的是74**160十进制计数器，来实现计数的功能，实验中主要用到了160的置数清零功能（特点：消耗一个时钟脉冲），清零功能（特点：不耗时钟脉冲），在上级160控制下级160时候通过组合电路（主要利用与非门）实现，在连接电路的时候要注意并且强调使能端的连接，其将影响到整一个电路的是否工作。

电路的控制原理如下：
秒钟由个位向十位进位：0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001实现个位的计数，采用的是置数的方式（利用RCO端口），当电路计数到1001的时候采用一个二输入与非门接上级输入的高位和低位输出作为下级的信号，实现了秒区的个位和十位的显示与控制。设计中注意到接的是一个与非门而不是与门，目标在产生一个时钟脉冲。实现正确的显示。
由秒区向分区的显示控制：
基本原理同上，在秒区十位向时区个位显示的时：0000—0001—0010—0011—0100—0101产生了六个脉冲的时候向下级输出一个时钟脉冲，利用的还是与非门，目标仍是实现正确的计时显示。
分区的显示及整体电路反馈清零：
当数值显示达到：23：59的时候要实现清零的工作，采用CLR清零的方式反馈清零。具体设计接出控制端的9，5，3，2用十六进制表示后高电平对应引脚接与非，将非门输出信号的值反馈给各个160芯片的清零端（CLR）既可以实现清零了。

5.2 校时功能的实现
当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正.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功能,因此,应截断分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.
在实验实现过程中使用的是通过开关（普通开关）来实现高低电平的切换，手动赋予需要的高低电平来实现脉冲的供给，将脉冲提供到所需要的输入（CLK）端口，实现校时，仿真过程中能够正常校时并且在校时的时候达到了预定的效果；而在我们进入实际电路连接的时候，利用开关（手控导线点触实现）来实现校时再不像仿真那样的精确了，原因分析是由于使用的是普通的开关同时利用的是手动的对CLK端口赋予脉冲信号，在实现手动生成脉冲信号的过程中产生了扰动，即相当于产生了多个的脉冲信号对需要的数码管进行校时，如此，并没有达到仿真的精确效果，但是在实验中通过改进电路的校时方式，不是用手触开关产生脉冲信号（如若需用手触则需要使用一个锁存器实现去抖动，才能够在脉冲生成时候不产生干扰的脉冲，实现正常的校时），而是使用信号发生器实现信号的提供，对需要校时的数码管在相对应的CLK端口提供脉冲信号实现校时，利用此方式实现校时则比手触开关方式效果要好。

5.3 报时的实现
报时功能的实现原理较为简单，即对所需要报时的输出量进行控制，并对控制产生的信号作为LED显示的信号源，电路连接中要注意到的是在实现LED显示的时候最好连接上一个保护电阻对LED灯器到保护的作用。例如我们的校时时间是 23：59，0010—0011—0101—1001；利用相应的门电路实现满足端口输出是上述条件的时候进行报时即可。

6、系统仿真与调试

7、结论
学贵以致用，通过几天的数字钟设计过程，将从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的电子电路仿真设计,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。在当前金融危机大的社会背景下，能够增加自身砝码的不仅仅是一纸文凭证书，更为重要的是毕业生是否能够适应社会大潮流的需要，契合企业的要求即又较硬的动手操作及设计能力。此次的设计作业不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养，为自己以后的学习方向的明确了重点。
另外在这次实验中我们遇到了不少的问题针对不同的问题我们采取不同的解决方法，最终一一解决设计中遇到的问题。还有在实验设计中我们曾遇到多块芯片以及数码管损坏的情况造成了数字钟的显示没有达到预期的效果，或是根本不显示，通过错误排除最终确认是元件问题，并向老师咨询跟换元件最终的到解决。在我们曾经遇到不懂的问题时，利用网上的资源，搜索查找得到需要的信息。

62

C. 串联电路规律的实验报告

最终结论：串联电路中电压的规律：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和 实验报告:【学生分析】 通过前面的学习，学生已经知道了串、并联电路中电流的规律和电压表的使用。学生对科学探究已经有了初步的认识，本节课可以让学生仿照探究串并联电路中电流的规律的学习过程进行本节的探究。 【教学目标】 根据全面提高学生素质的总体目标与课程标准的要求以及学生已有的认识基础，我确定了本节的教学目标如下： 1．知识与技能： （1）通过探究实验，得出串、并联电路中电压的规律，学习科学探究的方法； （2）在实验过程中，训练学生连接电路、正确识记、使用电压表的基本技能。 2．过程与方法： （1）通过观察和实验，探究串、并联电路中电压的规律，提高学生对问题的探究能力； （2）通过学生的亲自实验，培养他们初步的观察能力、动手操作的实验能力和对实验结论的归纳总结的概括能力。 3．情感态度和价值观： （1）通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神； （2）通过同学们共同探究的实验过程，培养学生严谨的科学态度和协作精神。 【教学重点】 通过实验探究串、并联电路中电压的规律。 【教学难点】 组织指导学生在探究过程中认真观察，仔细分析，归纳得出恰当的结论。 【教具准备】 电池组、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、电压表、投影仪。 【设计理念】 1．在串、并联电路中电压规律的探究过程中，通过给学生创设问题的情景，充分调动学生的积极性，使学生去讨论、猜想、设计实验方案并动手做实验，让学生成为串、并联电路中电压的规律的“发现者”，课堂的主人翁，使本节课的教学过程如研究课题那样去进行。 2．在整个教学过程中，教师是学生的合作者、引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨其思维。 3．教学的真正目的是让学生探索规律，获得研究、思维的方法，然后通过方法的获得以及运用方法探索、创造的过程，使学生形成对科学研究有亲近热爱、和谐相融的情感，具有乐于探索物理现象和日常生活中的物理学原理的科学精神。因此，本节课将把思维程序作为贯穿整个教学过程的主线，教给学生一种研究问题的思维方法，从而培养学生的多种能力，尤其是创造能力，达到教学的真正目的。 【教学过程】 一、创设情景，引入新课 1．教师引导：请同学们在纸上画出你熟悉的串、并联电路图。 2．学生画图，教师巡视，选出较好的图，用投影仪放大。 3．教师引导： （1）同学们观察自己画出的串、并联电路图。 （2）你已经了解了串、并联电路的哪些知识，还想知道哪些内容，还有什么问题？ 4．学生回答： （1）串联电路中的电流处处相等；并联电路中干路中的总电流等于各支路中电流之和。 （2）电流表工作的时候必须串联在电路中。 5．学生提问： （1）串联电路中的电压有什么样的关系？也和电流一样，处处相等吗？ （2）并联电路中的电压有什么样的关系？也和电流一样，干路中的总电压等于各支路中电压之和吗？ 二、进行新课，探究新知 1．猜想或假设： （1）教师引导： 这位同学提出了很好的问题，我们先来一起研究串联电路中的电压有什么关系。同学们可以大胆猜想，你认为串联电路中的电压有什么样的关系？会是什么呢？ （2）学生猜想或假设： 学生A：我认为串联电路中电压的关系应该和电流的关系相同，也是处处相等。 学生B：我们认为灯泡大的地方电压大，灯泡小的地方电压就小。 学生C：我们认为电压应该从电源正极出发，沿着电流的方向越来越小。因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”，力量会越用越小。 学生D：串联电池组的电压等于各个电池的电压之和，串联电路各点的电压之和也应该等于两点间的总电压。 …… 2．设计实验 （1）教师引导：同学们做出了各种猜想、各样假设，真实的结果到底是什么？请同学们用实验来求证。大家先来设计实验。 （2）学生设计实验： （学生讨论，教师巡视了解） （3）教师引导：各组可以简单说明你们的设计方案。 （4）学生汇报设计方案： 第一组：我们组选择两只不同的灯泡，选三块电压表，同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压，比较结果。 第二组：我们计划用三节电池，选择两只完全相同的灯泡，分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较。 第三组：我们组选择三只差别较大的灯泡，分别测量每只灯泡的电压，每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压。 第四组：我们计划选四只灯泡，两只一组，先将两只灯泡串联接入电路，分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压。然后再换上另外两只灯再次测量。 第五组：我们想选择两只灯泡，一块电压表，象测电流那样分别测出A、B、C各点的电压，然后进行比较。 （5）教师引导： 老师觉得同学们的设计都很好。不过要提醒大家一点，你的设计一定要有书面的内容，你要怎么做，你是怎么做的，你得出了什么样的结果，以便于自己检查和与别人交流做更好的改进。 （6）学生补充设计方案：各组同学补充设计实验电路和实验数据表格。 （7）教师引导：很好！同学们进一步完善自己的设计方案后，可以进行实验。建议大家在实验中更换不同的小灯泡，进行重复测量，并在时间允许的情况下探究并联电路中电压的规律。 3．实验论证： （1）学生分组实验，教师巡视指导 要求同学们注意仪器使用的规范性。特别是电压表正、负接线柱连接正确，量程要选择合适，读数时要弄清分度值，读数准确。原始数据的记录要实事求是如实记录，不许随意改动。实验中出现的问题要记录下来，以便查找、分析原因。 （2）分析和论证： 教师引导： 同学们认真分析你们测量出的数据。测量结果说明了什么？你得出了什么样的结论？和你原来的猜想一致吗？ 学生汇报实验现象： 学生A：我们用的是两只完全相同的小灯泡，测出每只小灯泡两端的电压相等，并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等。 学生B：我们用两只不同的灯泡串联，测出每只灯泡的电压不同，但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压。 学生C：我们用的是三只差别较大的小灯泡，测出来每只灯泡的电压都不同，但每两只灯泡电压的和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等，三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压。 学生D：我们先用两只小灯泡测，然后又换了两只不同的小灯泡测。尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样，但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等，且都差不多等于电源电压。 学生E：做完串联，我们还将两只小灯泡并联起来，分别测它们的电压，结果电压表指针指的是同一个位置。 学生F：我们也测并联了，相同的两只小灯泡电压相同，不同的两只小灯泡电压也相同。 学生G：我们从两只灯泡并联开始，一直增加到四只小灯泡并联，测出来的结果几乎不变。 学生H：我们在原来两只小灯泡串联的基础上给其中的一只灯泡并联了第三只小灯泡，结果并联的两只小灯泡两端的电压相等。 …… 教师引导：同学们这种勇于探索的精神非常好，归纳大家的实验，可以得到一般结论吗？ 学生A：不管怎样选择灯泡，不论如何进行测量，尽管测出的数据不相同，但是有一个共同点就是同一个串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压且等于电源电压。 学生B：通过实验可以得到结论： 串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等。 4、交流与评估： （1）教师引导：同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了串联电路中电压的规律，祝贺同学们得到了一个正确的结论。不过，对同学们来讲获得结论的过程更重要。请大家对自己的探究活动过程进行回顾，认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题，还有什么新的发现？ （2）学生交流评估1： 学生A：我开始将电压表连接错了。现在我知道了，电压表的正负接线柱必须连接正确，否则接通电源后，指针反偏，并且速度很快，很容易将电压表指针打弯。 学生B：电压表的量程选择也很重要。如果选择的量程太大，指示值很小，几乎不能读数，如果选择的量程太小，指针偏出了刻度盘外。 学生C：我们连电压表的时候，先不接死，合上开关，迅速“试触”一下，大概估计好量程再连接，很省事，一次就差不多能选对。 学生D：读数也很重要。我第一次读数，读出一只小灯泡的电压值比电源电压还大，原来电压表接的是小量程，我是按大量程的刻度读出来的。 学生E：我将电压表接在了一根导线两端，结果灯都亮了，可是电压表读数是零，为什么呢？ 学生F：我不小心将电压表串联在了电路中，灯全不亮，电压表却有指示值，和电源电压几乎一样大。 学生G：我们是将电路连接正确了，电压表也有指示，就是灯不亮，换了另外一个灯泡还是不亮，用手按住才亮起来。 学生H：我们组开始做时，有一只灯亮，另一只灯不亮，测电压时，亮着的灯有指示值，不亮的灯两端电压为零。 …… （3）学生交流评估2： 教师引导： 同学们发现了这么多的问题，说明大家一定是很认真地去做了。养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要，希望同学们以后继续努力。刚才提到的问题，请同学们互相讨论，看能不能找出问题的原因。 学生讨论： （教师巡视并参加同学们的讨论） 学生A：电压表接在一根导线的两端，中间没有用电器，相当于“一”点，所以电压表示数为零。 学生B：将灯泡用手按着才能亮，我觉得是因为没有接触好，另外的问题我不知道。 教师引导：同学们一定非常想知道这些问题的答案，那就在以后的学习中努力，相信你一定会有收获的。在同学们的交流中我注意到许多同学都用了“几乎相等”这个词，而不是说“相等”，为什么呢？ 学生C：因为它们相差很小，但又不完全相等。 教师引导：能分析出其中的原因吗？ 学生D：因为读数或用表测量的过程中有一些偏差。 教师引导：同学们的表现都很棒。现在需要同学们根据你们的探究过程写一份科学探究的小报告。 学生完成探究报告：教师巡视，选择完成较好的，利用投影和同学们交流、小结。 三、归纳小结，深化目标，布置作业 1．小结本课的知识点。 （1）串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 （2）并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等。 2．告诉学生：大家实验做得很好，得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。从而激发学生的探索热情。 【板书设计】 串联电路中电压的规律：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 并联电路中电压的规律：并联电路各支路电压相等。

D. 电路分析，叠加原理的验证，实验报告中的思考题，求解答，谢谢！

1，实验中，不能将不作用在电源短接，这样相当于电源短路，会把电源内烧坏的，实验中，容应把不作用在电压源移除，用导线替代。

2，叠加原理只适用于线性电路，二极管不是线性器件，所以叠加原理不适用。

比如下面的电路：用叠加法是无法得到正确结果的.