數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)與制作[共30頁(yè)]

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1、~ 30 ~ 南昌航空大學(xué) 14 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)與制作 南昌航空大學(xué)測(cè)光學(xué)院110812班 魏鑠巖  課程設(shè)計(jì)論文 題目：數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)與制作 學(xué)院：測(cè)試與光電工程學(xué)院 專業(yè)名稱：測(cè)控技術(shù)與儀器 學(xué)生姓名：魏鑠巖 班級(jí)學(xué)號(hào)：11081211 指導(dǎo)教師：金信鴻 二〇一四年六月 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)與制作 學(xué)生姓名：魏鑠巖班級(jí)：110812—11 指導(dǎo)老師：金信鴻 摘要：通過(guò)本電路掌握rs觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時(shí)針發(fā)生器及計(jì)時(shí)器，譯碼顯示單元電路的應(yīng)用，u1a，u1b構(gòu)成基本

2、rs觸發(fā)器，其作用是啟動(dòng)和停止秒表工作，按動(dòng)k2，u1a-3為高電平，u1b-6為低電平，計(jì)數(shù)停止。按動(dòng)k1，計(jì)數(shù)器清零并開始計(jì)數(shù)。U2a，u2b構(gòu)成微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其輸入觸發(fā)負(fù)脈沖加到計(jì)時(shí)器的清除端mr。其職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)。Ne555構(gòu)成多諧振蕩器，調(diào)節(jié)rl可以使得555輸出100hz的矩形波，u6，u7,u8構(gòu)成計(jì)數(shù)器及分屏器。74ls160為同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器.u8作為十分頻器，對(duì)100hz信號(hào)進(jìn)行十分頻，得10hz矩形波，即在其進(jìn)位輸出端tc取得0.1秒矩形脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器u6，u7接成8421碼十進(jìn)制形式。同時(shí)計(jì)數(shù)器u7又經(jīng)十分頻得到1秒的矩形脈沖信號(hào)作為u6的時(shí)針信

3、號(hào).計(jì)數(shù)器u6，u7分別作為秒表和0.1秒位數(shù)器他們的輸出端與譯碼單元的對(duì)應(yīng)輸入端連接，可現(xiàn)實(shí)0.1-9.9秒數(shù)字。U4，u5和數(shù)碼管形成顯示單元，74ls247為bcd碼輸入的四線-七段譯碼器，數(shù)碼管采用共陽(yáng)數(shù)碼管. 關(guān)鍵詞：rs觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時(shí)針發(fā)生器及計(jì)時(shí)器，譯碼顯示單元電路 指導(dǎo)老師簽名： 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì) （一）、任務(wù)和要求： 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字式秒表，要求如下： 1、用三位數(shù)碼管及一個(gè)LED發(fā)光二極管顯示秒表計(jì)時(shí)，格式如下： 秒十位 秒個(gè)位 秒十分位 ○ ↑ 分 開機(jī)時(shí)數(shù)碼管顯示000

4、，LED燈滅；當(dāng)計(jì)時(shí)超過(guò)59秒時(shí)，LED燈亮；計(jì)到1分59秒時(shí)，過(guò)一秒LED燈滅，同時(shí)數(shù)碼管重新計(jì)時(shí)顯示。計(jì)時(shí)最小單位為0.1秒。 2、具有如下功能鍵： 開始/清零鍵：按第一下時(shí)計(jì)時(shí)開始，同時(shí)顯示；按第二下，停止計(jì)時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)； 固定顯示鍵：按第一下時(shí)，顯示固定，但計(jì)時(shí)仍繼續(xù)；再按下時(shí)，顯示從新時(shí)間開始。 3、要求自制0.1秒信號(hào)源。 4、設(shè)計(jì)并制作本電路所用直流電源。 （二）、提示和參考文獻(xiàn) 直流穩(wěn)壓電源見(jiàn)參考資料P23 《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書》實(shí)驗(yàn)六 前言 課程設(shè)計(jì)是針對(duì)某一理論課程的要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)踐訓(xùn)練的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程中所

5、學(xué)的理論知識(shí)與時(shí)間緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 本次課程設(shè)計(jì)的數(shù)字式秒表的電路是利用不同功能的芯片和邏輯電路構(gòu)成的數(shù)字電路，其中所需的芯片如計(jì)數(shù)器、譯碼器、鎖存器等，它與我們所學(xué)的數(shù)電、模電密切相關(guān)。數(shù)字、模擬電子技術(shù)是電子、通信專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，其特點(diǎn)之一是實(shí)踐性強(qiáng)，因此電子電路課程設(shè)計(jì)也是其教學(xué)過(guò)程的重要組成部分。 課程設(shè)計(jì)的目的及意義： 1、基礎(chǔ)知識(shí)更深層次的理解和掌握； 2、邏輯思維的培養(yǎng)和鍛煉； 3、各學(xué)科之間的聯(lián)系與整合； 4、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和優(yōu)良的學(xué)習(xí)作風(fēng)； 5、培養(yǎng)各小組成員之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。 電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到如下基本要求： 1、綜

6、合運(yùn)用所學(xué)到的理論知識(shí)（比如數(shù)、模電）去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)課題； 2、通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力； 3、進(jìn)一步熟悉需用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用元器件的原則； 4、學(xué)會(huì)電子電路的安裝與調(diào)試技能； 5、進(jìn)一步熟悉各種電子儀器（如示波器）的正確使用方法； 6、學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告； 7、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 做課程設(shè)計(jì)的我們也應(yīng)該做到以上基本要求，努力完成此次課程設(shè)計(jì)，以達(dá)到此次課程設(shè)計(jì)的意義。在此非常感謝指導(dǎo)老師的耐心教導(dǎo)，以及組員們的竭力協(xié)作。 目錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 前言 2 1、方案的論證和選擇 5

7、 1.1整體結(jié)構(gòu)框圖 5 1.2設(shè)計(jì)方案 5 1.3 方案的選擇 7 2、單元電路的設(shè)計(jì) 7 2.1電源的設(shè)計(jì) 7 2.2 信號(hào)源的設(shè)計(jì)（0.1s） 8 2.3 控制電路的設(shè)計(jì) 8 2.3.1 開始/暫停計(jì)時(shí)開關(guān) 8 2.3.2 清零開關(guān) 9 2.4 顯示電路的設(shè)計(jì) 9 2.4.1 六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 10 2.4.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 11 2.4.3譯碼鎖存電路設(shè)計(jì) 12 3、軟件仿真 12 3.1 仿真軟件的介紹 12 3.1.1 multisim簡(jiǎn)介 12 3.1.2 proteus 7簡(jiǎn)介 12 3.2 電源的仿真 13 3.3 信號(hào)源仿真 14

8、 3.4顯示和控制電路的仿真 14 3.5 總體電路圖初稿 16 4、電路的裝調(diào)和數(shù)據(jù)分析 17 4.1電源的裝調(diào) 17 4.2信號(hào)源的裝調(diào) 17 4.3 顯示譯碼鎖存電路的裝調(diào) 17 4.4 控制電路的裝調(diào) 17 4.5整體電路裝調(diào) 18 4.6數(shù)據(jù)處理 18 4.7 改進(jìn)措施 18 5、總結(jié) 19 6、附錄： 21 6.1 總體電路圖 21 6.2 元器件清單 22 6.3 芯片管腳圖 23 參考文獻(xiàn)： 26 1、方案的論證和選擇 1.1整體結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)任務(wù)書的要求，我們的整體思路框圖如圖1所示： 圖1 數(shù)字秒表組成框圖 1.2設(shè)計(jì)方

9、案 這次我們組設(shè)計(jì)的數(shù)字秒表實(shí)際上是一個(gè)計(jì)數(shù)及其一些簡(jiǎn)單的控制電路，對(duì)10HZ頻率的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、鎖存、清零及其顯示。對(duì)10HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定，通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。但是在要求不高的情況下也可用555定時(shí)器構(gòu)成的信號(hào)源。再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分頻使之成為有用信號(hào)及10Hz信號(hào)，再用計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，用譯碼顯示電路進(jìn)行顯示，即可完成。 該系統(tǒng)是否能滿足最終要求最重要的是信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)是否穩(wěn)定，所以方案有以下兩種： 方案一 使用具有譯碼、鎖存功能CD4511，計(jì)數(shù)器74LS160來(lái)設(shè)計(jì)顯示控制部分 74LS160 555 74LS160 74LS160

10、CD4511 CD4511 CD4511 74LS76 方案二 使用單獨(dú)的芯片，譯碼驅(qū)動(dòng)器74LS47,鎖存器74LS373,計(jì)數(shù)器74LS160設(shè)計(jì)的顯示控制部分 555 74LS160 74LS160 74LS160 74LS160 74LS373 74LS47 74LS47 74LS373 74LS47 74LS373 1.3 方案的選擇 方案一和方案二的不同主要是譯碼和鎖存部分。方案一是用CD4511，該芯片集譯碼和鎖存于一體，使用的芯片少，使電路大大的簡(jiǎn)化，總體的設(shè)計(jì)比較合理。方案二使用了譯碼器和鎖存器獨(dú)立的設(shè)計(jì)，即譯碼器用74LS48，而

11、鎖存器用74LS373組合起來(lái)對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行操作，而且方案二多了一片74LS160，這片74LS160主要使用其清零端對(duì)二極管進(jìn)行清零操作。方案二總體來(lái)說(shuō)使用芯片較多，布線較麻煩。 最終考慮到實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有CD4511，于是只好采用方案二。 2、單元電路的設(shè)計(jì) 2.1電源的設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求必須接入是220v的交流電，而實(shí)驗(yàn)所用電源都使直流５ｖ，所以需要一個(gè)８－９ｖ的變壓器，變壓器只能轉(zhuǎn)化成交流電，故此處可使用整流電路加上濾波和穩(wěn)壓就可以得到所需電壓。它的一般設(shè)計(jì)步驟如下： 1. 變壓器得到可用交流電； 2. 經(jīng)過(guò)整流二極管對(duì)其整流； 3. 再用電容對(duì)其濾波； 4. 最后用7805穩(wěn)

12、壓系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)壓。 其電源的總電路圖如圖2所示： 圖2 電源電路圖 2.2 信號(hào)源的設(shè)計(jì)（0.1s） 555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路，用它能方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸器和多諧振蕩器。由于使用靈活方便，所以它在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)所需信號(hào)時(shí)頻率為10Hz的信號(hào)，故用555定時(shí)器做一個(gè)占空比為1/2，周期為0.1s的信號(hào)源，具體電路圖如圖3所示： 圖3 0.1s信號(hào)源 2.3 控制電路的設(shè)計(jì) 2.3.1 開始/暫停計(jì)時(shí)開關(guān) 本設(shè)計(jì)使用的是雙JK觸發(fā)器，屬下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器。它的1Q輸

13、出端接8D鎖存器74LS373的LE端來(lái)對(duì)譯碼器74LS47進(jìn)行鎖存, 當(dāng)下降沿到來(lái)的時(shí)候，從而達(dá)到固定顯示的目的。 2.3.2 清零開關(guān) JK觸發(fā)器的2Q輸出端接計(jì)數(shù)器74LS160的RD非端，當(dāng)下降沿到來(lái)的時(shí)候，從而使計(jì)數(shù)器清零。 通過(guò)接入脈沖式開關(guān)及其上拉電阻來(lái)產(chǎn)生脈沖，再將JK觸發(fā)器接成T觸發(fā)器，這樣保證了有單脈沖，之后電路狀態(tài)必翻。如圖4所示，J和K都必須接高電平保證觸發(fā)器成為一個(gè)T觸發(fā)器使之成為必翻電路。當(dāng)脈沖開關(guān)沒(méi)按下時(shí)時(shí)鐘信號(hào)是一個(gè)低電平;當(dāng)脈沖開關(guān)按下時(shí)時(shí)鐘信號(hào)由低電平變成高電平，導(dǎo)致Q也有相應(yīng)的變化。這樣就可以手動(dòng)控制電路狀態(tài)。 圖4 控制電路 2.4 顯示電

14、路的設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中使用最多的時(shí)序電路。它是由觸發(fā)器和控制門組成。它不僅可以用來(lái)計(jì)數(shù)，還可以用于數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算等。 計(jì)數(shù)器的種類繁多，分類方法也有多種。按計(jì)數(shù)器中的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)次序可分為異步和同步計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)器的編碼方法分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和其它進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)過(guò)程中的數(shù)字增減分為加法與減法計(jì)數(shù)器。本次課設(shè)所用的74LS160就是同步置數(shù)、異步清零的。因?yàn)?4LS160兼有異步清零和同步置數(shù)功能，所以置零法和置數(shù)發(fā)均可采用。由于置零法信號(hào)隨著計(jì)數(shù)器被置零而立即消失，所以置零信號(hào)持續(xù)時(shí)間極短，如果觸發(fā)器的復(fù)位速度有快有慢，則可能動(dòng)作慢的觸發(fā)器還未來(lái)得及復(fù)位，置零信號(hào)

15、已經(jīng)消失導(dǎo)致電路誤動(dòng)作，因此這種接法的電路可靠性不高。為了克服這一缺點(diǎn)在本次設(shè)計(jì)中采用置數(shù)法來(lái)設(shè)計(jì)電路。 2.4.1 六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 這部分是由74LS160N、74LS00N、74LS48、4205共陰數(shù)碼管和74LS373組成。由于74LS160N計(jì)數(shù)器是一個(gè)十進(jìn)制的、異步清零的，當(dāng)其第六個(gè)狀態(tài)到達(dá)時(shí)必須清零。設(shè)計(jì)時(shí)將74LS160的置數(shù)端全部接地，輸出端Q2,Q3端經(jīng)與非門接到LOAD端，使其第六個(gè)狀態(tài)到達(dá)時(shí)整體置零。具體電路圖如圖5所示： 圖5 六進(jìn)制電路圖 2.4.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 這部分是由74LS160N、74LS48、4205共陰數(shù)碼管和74LS373組

16、成。設(shè)計(jì)時(shí)將74LS160的置數(shù)端全部接地，由于74LS160是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器所以可以直接連接，LOAD接高電平。故電路如圖6所示： 圖6 十進(jìn)制電路 2.4.3譯碼鎖存電路設(shè)計(jì) 在數(shù)字系統(tǒng)中常常需要將測(cè)量或處理的結(jié)果直接顯示成十進(jìn)制數(shù)。為此，首先將BCD碼表示的結(jié)果送到譯碼器進(jìn)行譯碼，用它的輸出去驅(qū)動(dòng)顯示器件，由于顯示器的工作方式不同，對(duì)譯碼器的要求也就不同，譯碼器的電路也不同。具體接法在十進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)跟六進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)中都已連接好。根據(jù)74LS373所能實(shí)現(xiàn)的功能，在74LS373的OE端接地，LE端接控制端，受開關(guān)的控制，當(dāng)觸動(dòng)開關(guān)使下降沿到來(lái)，74LS373工作在鎖存狀態(tài)

17、下，從而達(dá)到鎖存的的功能。當(dāng)74LS373的LE端接高電平的話，芯片為直通的，輸入跟輸出保持一致。譯碼驅(qū)動(dòng)器74LS48驅(qū)動(dòng)的是共陰數(shù)碼管，所以接共陰數(shù)碼管。將芯片懸空的控制引腳統(tǒng)一接高電平以免引起誤差。具體圖形參照?qǐng)D5、圖6。 3、軟件仿真 3.1 仿真軟件的介紹 3.1.1 multisim簡(jiǎn)介 仿真軟件NI Circuit Design Suite(NI電路設(shè)計(jì)套件)是美國(guó)國(guó)家儀器有限公司(National Instrument簡(jiǎn)稱NI公司)下屬的Electronics Workbench Group推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路原理圖的圖形輸入、電路硬

18、件描述語(yǔ)言輸入方式、電路分析、電路仿真、仿真儀器測(cè)試、射頻分析、單片機(jī)分析、PCB布局布線、基本機(jī)械CAD設(shè)計(jì)等應(yīng)用。NI電路設(shè)計(jì)套件包含下列Electronics Workbench軟件產(chǎn)品：NI Multisim、NI Ultiboard和NI Multisim MCU Module（以前被稱為MultiMCU）。NI Multisim 10.1特點(diǎn)：豐富的元器件，提供了世界主流元件提供商的超過(guò)16000多種元件，同時(shí)能方便的對(duì)元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能。強(qiáng)大的仿真能力，以SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過(guò)Electronic

19、 workbench 帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ堋? 3.1.2 proteus 7簡(jiǎn)介 Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀

20、、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 3.2 電源的仿真 圖7 電源仿真圖 電源仿

21、真用multisim10.1進(jìn)行，可以穩(wěn)定輸出直流5v電壓，如圖7所示。 3.3 信號(hào)源仿真 圖8 信號(hào)源仿真圖 圖9 信號(hào)源波形圖 信號(hào)源仿真要求得到10Hz矩形波，用圖8所示電路在multisim10.1中仿真，就得到如圖9所示的矩形波。 3.4顯示和控制電路的仿真 由于顯示部分跟控制電路仿真時(shí)很難單獨(dú)來(lái)完成，所以將顯示控制部分一起仿真 圖10顯示控制電路圖 顯示控制電路圖是在Proteus 7中仿真，可得到實(shí)驗(yàn)要求顯示的電路如圖10，也可通過(guò)開關(guān)控制電路的開始、清零和鎖存。 3.5 總體電路圖初稿 仿真軟件中的空間有限，由于我們所使用的元器件比較多

22、，在proteus 7中很難清楚的表示出來(lái)，所以將電源部分省略。 圖11總體電路草圖 4、電路的裝調(diào)和數(shù)據(jù)分析 4.1電源的裝調(diào) 做電源時(shí)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)使用的是IN4007，在領(lǐng)器件時(shí)，考慮到使用整流橋方便，便更改為整流橋。但連接時(shí)，對(duì)整流橋不熟，便采用逐腳測(cè)試，試出了正確引腳接法。 4.2信號(hào)源的裝調(diào) 接好信號(hào)源紙都一直沒(méi)有輸出信號(hào)，我們檢查了連線沒(méi)有問(wèn)題之后，加發(fā)光二極管測(cè)試輸出信號(hào)，結(jié)果沒(méi)有顯示，經(jīng)過(guò)大家的分析，調(diào)整最后才發(fā)現(xiàn)原來(lái)是二極管接反了，改正之后信號(hào)源正常工作。 在信號(hào)源的輸出過(guò)程中測(cè)得信號(hào)源的輸出脈沖比0.1秒稍慢，這是由于在領(lǐng)元器件的時(shí)候我們需要使用的72

23、.15 KΩ的電阻沒(méi)有，結(jié)果我們領(lǐng)到得是75 KΩ的電阻，導(dǎo)致信號(hào)源的輸出稍有誤差。 4.3 顯示譯碼鎖存電路的裝調(diào) 在調(diào)試顯示部分的時(shí)候，我們?cè)O(shè)計(jì)仿真的時(shí)候用的是74LS48共陰驅(qū)動(dòng)譯碼器，在元器件清單上寫的是共陰數(shù)碼管，結(jié)果領(lǐng)器件時(shí)沒(méi)有74LS48只好用74LS47代替，在測(cè)試時(shí)數(shù)碼管一直不亮，在檢查連線沒(méi)有問(wèn)題之后，一致認(rèn)為是數(shù)碼管出現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)查閱資料跟請(qǐng)教同學(xué)，才知道數(shù)碼管應(yīng)該選用共陽(yáng)的，在替換了數(shù)碼管之后顯示部分才有所顯示。 在連線部分也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，將74LS47的輸出與BCD數(shù)碼管的輸入接錯(cuò)，導(dǎo)致我們的數(shù)字顯示為亂碼，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的檢查，我們將接錯(cuò)的線糾正了之后數(shù)碼管才正常

24、顯示。 4.4 控制電路的裝調(diào) 我們連好電路圖并檢查無(wú)誤，但是開關(guān)部分卻不起作用，經(jīng)過(guò)排查才發(fā)現(xiàn)時(shí)面包板的問(wèn)題，在移動(dòng)電路重新插好之后電路正常工作。在控制電路部分我們剛開始給JK觸發(fā)器的CLR直接接高電平，結(jié)果在測(cè)試的時(shí)候我們?cè)O(shè)置的開始開關(guān)不起作用，插上電源后計(jì)數(shù)器就直接開始計(jì)數(shù)，而且初始狀態(tài)并非000而是一個(gè)隨機(jī)的數(shù)字，說(shuō)明計(jì)數(shù)器剛一開始沒(méi)有達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)的指點(diǎn)，我們?cè)贑LR端加電阻接高電平加電容接地，使得初始狀態(tài)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)000。 4.5整體電路裝調(diào) 在整體電路的裝調(diào)過(guò)程中，將之前獨(dú)立的部分連接起來(lái)，將電源與信號(hào)源首先連接起來(lái)，然后將顯示及控制部分的接高

25、電平和低電平的地方跟電源連接好。再將信號(hào)源的輸出信號(hào)加在74LS160的CLK端，控制電路中JK觸發(fā)器的Q1端接74LS373的LE端從而達(dá)到鎖存的目的，Q2端接端，做為清零信號(hào)。 在整體電路的鏈接過(guò)程中，由于剛開始的時(shí)候各個(gè)模塊是相對(duì)獨(dú)立的，并且各部分的連線比較復(fù)雜，連線時(shí)要仔細(xì)認(rèn)真，各部分的連接線一定要接在對(duì)應(yīng)位置，布線要合理，面包板的空間比較有限，盡量使得布局看起來(lái)整齊簡(jiǎn)潔。 當(dāng)我們把各自的單元電路圖連接在一起時(shí)，就產(chǎn)生了問(wèn)題，數(shù)碼管雖然顯示正常，但與實(shí)際的秒表誤差太大，因此我們就想辦法，最后我們知道那是信號(hào)源的問(wèn)題，信號(hào)源的周期有點(diǎn)大，因此我們就調(diào)電位器，當(dāng)調(diào)到70K到75K之間的

26、時(shí)候，數(shù)碼管的顯示才與秒表的誤差不到1秒，最后一個(gè)問(wèn)題就是接通電源好數(shù)碼管顯示不是三個(gè)0，最后通過(guò)大家的意見(jiàn)，在JK觸發(fā)器上加了個(gè)RC振蕩回路后，再試以后，終于成功了。 4.6數(shù)據(jù)處理 因?yàn)槲覀冃枰?.1秒的信號(hào)源，占空比為1/2。由公式充電時(shí)間：T1=R1CLn2。 而放電時(shí)間：T2=R2CLn2。輸出脈沖的占空比為：Q=R1/R1+R2 當(dāng)Q=1/2時(shí)，R1=R2，電路的振蕩周期為：T=T1+T2=（R1+R2）CLn2=1/2 電容C=1uF，代入數(shù)值得:R1=R2=72.15K。 4.7 改進(jìn)措施 開始設(shè)計(jì)的控制電路給端直接加高電平，結(jié)果使得初始狀態(tài)不穩(wěn)定，最后在端加電阻

27、接高電平并且加電容接地，使得初始狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定值，再將Q2加到74LS160的端。 電路圖如圖12所示： 圖12清零改進(jìn)圖 5、總結(jié) 通過(guò)這次對(duì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)作，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念。在這次課程設(shè)計(jì)作業(yè)的過(guò)程中由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，理論基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題：在選則74LS160的進(jìn)位及連接方式時(shí)，還有74LS373和74LS47的工作原理及管腳圖的諸多方面；其次在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，拖了好久，比如所開關(guān)運(yùn)用觸發(fā)器的選擇上面等，同學(xué)們?cè)谶@方面的知識(shí)比較缺乏，幸好得到了同學(xué)的幫助，找到了方法，把問(wèn)題解決

28、了；再次，在控制電路中也遇到了很多問(wèn)題，比如說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)書上的要求的功能如何實(shí)現(xiàn)，怎樣用7476來(lái)實(shí)現(xiàn)控制電路，在同學(xué)的幫助下逐步解決了。這些都暴露出了前期我在這些方面知識(shí)的欠缺和經(jīng)驗(yàn)的不足，對(duì)于我來(lái)說(shuō)，收獲最大的是方法和能力。 這次課設(shè)是我們第一次使用仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，從這次的仿真中，我發(fā)現(xiàn)仿真和實(shí)際的電路也有不少差別，仿真的電路圖放在實(shí)際中不一定就可以用，因?yàn)榉抡孳浖?huì)幫你把一些細(xì)小部分自動(dòng)完善，但實(shí)際連接的電路就不能按照預(yù)定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，比如我們?cè)O(shè)計(jì)的顯示電路在仿真軟件中正常運(yùn)行著，但實(shí)際連好后，卻不能實(shí)現(xiàn)開機(jī)清零功能，最后我們?cè)谕瑢W(xué)的幫助之下把電路進(jìn)行了完善，才得到我們預(yù)期的電路。

29、 在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)我們?cè)诮?jīng)驗(yàn)方面十分缺乏，空有理論知識(shí)，沒(méi)有理性的知識(shí)，有些東西可能與實(shí)際脫節(jié)。我們最初的設(shè)計(jì)就因?yàn)槠鞑牡南拗贫鵁o(wú)法實(shí)現(xiàn)，而且通過(guò)對(duì)此課程的設(shè)計(jì)，我不但知道了以前不知道的理論知識(shí)，也鞏固了以前知道的知識(shí)。最重要的是在實(shí)踐中理解了書本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。也明白老師要求我們做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)的原因。教會(huì)我們?nèi)绾芜\(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題，提高我們的動(dòng)手能力。 總體來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得像課程設(shè)計(jì)這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的，它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái)，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)！ 6、附錄： 6.1 總體電路圖 6.2 元器件清

30、單 元器件名稱 型號(hào) 數(shù)量 JK觸發(fā)器 74LS76 1片 與非門 74LS00 1片 BCD七段數(shù)碼管 SM4105 3片 電阻 75KΩ、 1個(gè) 電阻 1KΩ 2個(gè) 面包板 2個(gè) 發(fā)光二極管 1個(gè) 導(dǎo)通二極管 1個(gè) 開關(guān) 2個(gè) 555定時(shí)器 1個(gè) 整流橋 1個(gè) 計(jì)數(shù)器 74LS160 4片 譯碼驅(qū)動(dòng)器 74LS47 3片 鎖存器 74LS373 2片 穩(wěn)壓管 7805 1個(gè) 陶瓷電容 1μF 2個(gè) 陶瓷電容 0.047μF 1個(gè)

31、陶瓷電容 0.01μF 1個(gè) 電解電容 2200μF 2個(gè) 電解電容 1000μF 1個(gè) 電位器 100KΩ 2個(gè) 變壓器 次級(jí)線圈的電壓為9v 1個(gè) 電源線 1條 導(dǎo)線 若干 6.3 芯片管腳圖 74LS47 74LS373 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 74LS00 1A 1B 2A 2B 2Y GND 3Y 3A 3B 4A 4B VCC 1Y 4Y 74LS00 74LS00是四二輸入與非門。 74LS16

32、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 74LS160 RD CP D1 GND EP VCC D0 15 16 D2 D3 LD ET Q3 Q2 Q1 Q0 CO RD LD ET EP CP D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 ↑ D C B A D C B A 1 1 0 保 持 1 1 0 保 持 1 1 1 1 ↑ 計(jì) 數(shù) 74LS160功能表 74LS76 74LS76芯片管腳圖 74LS76真值表 7805 其中1腳是輸入，2腳是接地，3腳是輸出。 BCD七段顯示數(shù)碼管 參考文獻(xiàn)： [1] 華成英，童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).四版.北京：高等教育出版社，2006. [2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).五版.北京：高等教育出版社，2006. [3] 何碧華.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.電工電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中心，2009.