數(shù)字日歷倒計時牌電路課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　課 程 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　題 目 數(shù)字日歷倒計時牌電路的設(shè)計

2、 </p><p>　　學(xué) 號 </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)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　題目</b></p><p>　　數(shù)字日歷倒計時牌電路的設(shè)計

4、 </p><p><b>　　任務(wù)與要求</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　　實際以基準脈沖信號產(chǎn)生電路；</p><p>　　能進行日、時、分、秒的倒計時以及獨立

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

6、lt;p>　　按照要求撰寫課程設(shè)計報告。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計目的…………………………………………… 4</p><p>　　設(shè)計任務(wù)和要求…………………………………… 4</p><p>　　總體設(shè)計方案……………………………………… 5</p><

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

8、t;/p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><p>　　1、鞏固和加深對數(shù)字電子電路基本知識的理解，學(xué)會認識和使用一些簡單的電子元器件，如74系列芯片，555定時器，二極管，電阻，常用芯片，蜂鳴器，數(shù)碼管，進一步熟悉對電路仿真軟件Multism 7的使用，提高綜合運用本課程所學(xué)知識的能力，為以后學(xué)其他課程打下一定基礎(chǔ)。</p><p>

9、;　　2、通過自己思考、上網(wǎng)查資料，詢問指導(dǎo)老師，和小組討論完成電路的設(shè)計以及電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計計算和選取元器件、電路組裝、調(diào)試和檢測等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用電路的分析方法和工程設(shè)計方法，對課程設(shè)計有一定的理解。</p><p>　　3、通過本次課程設(shè)計學(xué)會簡單電路的實驗調(diào)試和性能指標的測試方法，提高學(xué)生動手能力和獨立思考能力和進行數(shù)字電子電路實驗的基本技能。</p><p>

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

11、實際電路并調(diào)試通過；</p><p>　　按照要求撰寫課程設(shè)計報告。</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　　實際以基準脈沖信號產(chǎn)生電路；</p><p>　　能進行日、時、分、秒的倒計時以及獨立的時間顯示電路。</p><p><b>　　三、總體設(shè)計方案&

12、lt;/b></p><p>　　最開始我們小組共設(shè)計了兩套方案，第一套是以74LS192為主要計數(shù)芯片的100倒計時電路和24小時計時時鐘電路，以74LS47驅(qū)動共陰極數(shù)碼管來完成顯示，以數(shù)字實驗箱來提供秒脈沖和5V電源及接地。后來又設(shè)計了以74LS90為計數(shù)芯片的時鐘電路，但經(jīng)過討論和仔細分析后，統(tǒng)一選擇了74LS192為計數(shù)芯片。</p><p>　　本方案共分為六個模塊，譯碼

13、電路，數(shù)碼顯示電路，倒計時電路，時鐘電路，控制電路。其中最主要的是倒計時模塊和時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)計與分析</p><p>　　1、8421BCD碼遞減計數(shù)器</p><p>　　計數(shù)器選用中規(guī)模繼承74LS192進行設(shè)計較

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

15、原理是：只有當?shù)臀?端發(fā)出借位脈沖時，高位計數(shù)器才作減計數(shù)。當高、低位計數(shù)器處于全零，且=0時，置數(shù)端2=0，計數(shù)器完成并行置數(shù)，在端的輸入時鐘脈沖作用下，計數(shù)器再次進入下一循環(huán)減計數(shù)。</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　小時的個位和十位分別指數(shù)N1=0011和N=0010。它的計數(shù)原理是：當清零后，來一個CP，個位和十位本該置數(shù)9，當兩個

16、高位D接上一個與非門以后，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,個位置數(shù)0011。（見圖2）</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　其天數(shù)為100進制計數(shù)器，原理類似小時的置數(shù)。（見圖3）</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　

17、2、8421BCD碼加法計數(shù)器</p><p>　　加法計數(shù)的原理與減法的計數(shù)原理類似。</p><p>　　工作原理：當=1，CR=0時，若時鐘脈沖加入到端，且=1，則計數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計數(shù)功能，當加計數(shù)到9時，端發(fā)出進位下跳脈沖；秒計數(shù)的十位為6進制計數(shù)，N=0110，個位為十進制數(shù)，當十位計數(shù)到6時，QB，QC輸出為高電平，通過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只是一個暫態(tài)，故數(shù)碼管不會顯示6；同理，分的十位也置數(shù)為5。小時的個位和十位分別為4進制數(shù)和2進制數(shù)，當高位計數(shù)到0010，低位計數(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來驅(qū)動共陽極數(shù)碼管顯示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個數(shù)字，需要注意的是選用共陰極數(shù)碼管用74LS48來驅(qū)動，選用共陽極數(shù)碼管用74LS47來驅(qū)動，千萬不能搞混。共陽極數(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)碼管上方標有CA表示此數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，CA接高電平（3V—5V左右），標有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個單刀雙擲開關(guān)和一個或門構(gòu)成。</p><p>

22、　　開關(guān)J8和J4為主開關(guān)，當J1，J7連在一起時，則J8同時控制倒計時和時鐘電路的CP輸入，J8接地時，與CP一或，由于或門為低電平有效，則DOWN由CP控制，開始計數(shù)，當J1或J7斷開時，若給低電平，則開始計數(shù)，若給高電平，則停止計數(shù)，可以實現(xiàn)獨立暫停或計數(shù)。同理，由J4，J5，J2,J3,J6構(gòu)成的開關(guān)組可完成統(tǒng)一或獨立的清零。如圖：</p><p><b>　　圖9</b></

23、p><p>　　五、電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　電路的實際安裝過程非常的復(fù)雜，它不像電路仿真那樣非常的精確，有可能會出現(xiàn)很大的誤差，這一點我深有體會。我們設(shè)計的電路原理非常簡單，但是使用的芯片數(shù)量太多，達33塊之多，所以在連電路的時候，我們不得不分模塊，分階段來完成它。在這過程中，我遇到可不計其數(shù)的困難。對于有些小問題，或許幾分鐘就能解決掉，但遇到一些復(fù)雜的問題，要花上好幾個小時才能

24、解決掉，最糟糕的是你不知道問題出在哪兒，也就無從下手，需要的就是耐心和信心了。</p><p>　　在整個過程中遇到的問題大致有：</p><p>　　1、連線過程中導(dǎo)線沒連接上，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，然后插進面包板里，多用點勁兒都沒事，確保連好。</p><p>　　2、數(shù)碼管始終不

25、亮，換一個還是不行；首先看用的譯碼器是否正確，47驅(qū)動共陽極管，48驅(qū)動共陰極管，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，換一個即可。</p><p>　　3、192芯片清零端不工作；原因可能是芯片沒接VCC和地端，或者是清零的線接錯了，仔細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、因是連接兩個模塊之間的導(dǎo)線沒接好，電源的正負極沒接對，調(diào)換即可。關(guān)閉電源開關(guān)，然后再開，多試幾次。</p><p>　　秘訣就是：小心為宜，謹慎為妙，不急不慢，戒驕戒躁，步步為營。</p><p>　　六、實驗儀器及元器件清單</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>　　單刀雙擲開關(guān) 10個</p

28、><p>　　發(fā)光二級管 2個</p><p>　　面包板 4塊</p><p>　　數(shù)碼管 15個</p><p>　　實驗箱 一臺</p><p>　　導(dǎo)線

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

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

31、線是個細致活，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，不能太粗，也不能太細，選擇多長為宜，怎樣繞線，怎樣選擇不同顏色的線來區(qū)分不同的電路，如果導(dǎo)線使用的好，排布的好的話，將對檢查電路有事半功倍的效果。</p><p>　　通過這次兩周的課程設(shè)計，我學(xué)到了很多，彌補了自己數(shù)字電路方面知識的不足，又增長了新的知識，又培養(yǎng)了自己的耐心，讓我獲益匪

32、淺。我覺得以后應(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><