電子電工綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電工電子綜合試驗(yàn) 數(shù)字計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué) 號：姓 名：學(xué) 院： 專 業(yè)：通信工程目錄一，實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蠖O(shè)計(jì)內(nèi)容簡介四，電路工作原理簡述三，設(shè)計(jì)電路總體原理框圖五，各單元電路原理及邏輯設(shè)計(jì)1.脈沖發(fā)生電路2.計(jì)時(shí)電路和顯示電路3.報(bào)時(shí)電路4.較分電路六引腳圖及真值表七 收獲體會及建議八 設(shè)計(jì)參考資料一，實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?， 掌握常見集成電路實(shí)現(xiàn)單元電路的設(shè)計(jì)過程。2， 了解各單元再次組合新單元的方法。3， 應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)0000”5959”的可整點(diǎn)報(bào)時(shí)的數(shù)字計(jì)時(shí)器二，設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介：1， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信號源的單元電路。（）2， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)0000”5959”計(jì)時(shí)器單元電路。3， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)快速

2、校分單元電路。含防抖動電路（開關(guān)k1,頻率F2,校分時(shí)秒計(jì)時(shí)器停止）。4， 加入任意時(shí)刻復(fù)位單元電路（開關(guān)K2）。5， 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元電路（產(chǎn)生5953”,5955”,5957”,三低音頻率F3,5959”一高音頻率F4）。三，設(shè)計(jì)電路總體原理框圖設(shè)計(jì)框圖：四，電路工作原理簡述電路由振蕩器電路、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路和報(bào)時(shí)電路組成。振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)過十二級分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器通過“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間，將分秒計(jì)時(shí)器分開，加入快速校分電路與防抖動電路，并控制秒計(jì)時(shí)器停止工作。較分電路實(shí)現(xiàn)對“分”上數(shù)值的控制，而不受秒十位是否進(jìn)位的

3、影響，在60進(jìn)制控制上加入任意時(shí)刻復(fù)位電路。報(bào)時(shí)電路通過1kHz或2kHz的信號和要報(bào)時(shí)的時(shí)間信號進(jìn)行“與”的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的頂點(diǎn)報(bào)時(shí)的，通過兩個(gè)不同頻率的脈沖信號使得在不同的時(shí)間發(fā)出不同的聲響。五，各單元電路原理及邏輯設(shè)計(jì)（1） 脈沖發(fā)生電路脈沖信號發(fā)生電路是危機(jī)時(shí)期提供技術(shù)脈沖，此次實(shí)驗(yàn)要求產(chǎn)生1HZ的脈沖信號。用NE555集成電路和CD4040構(gòu)成。555定時(shí)器用來構(gòu)成多諧振蕩器，CD4040產(chǎn)生幾種頻率為后面電路使用。實(shí)驗(yàn)電路如下（自激多諧振蕩電路,周期矩形波發(fā)生電路）震蕩周期T=0.695(R1+2*R2)C，其中R1=1K，R2=3K，C=0.047uf， 計(jì)算T=228.67*10-

4、6 s ，f=4373.4Hz產(chǎn)生的脈沖頻率為4KHz,脈沖信號發(fā)生電路 和CD4040連接成如圖所示的電路，則從Q12 輸出端可以得到212 分頻信號F1,即1Hz的信號，Q11 可以得到F2 即2Hz的信號提供給D觸發(fā)器CP和校分信號，Q3輸出分頻信號500Hz，Q2輸出1KHz提供給報(bào)時(shí)電路二，秒計(jì)時(shí)電路應(yīng)用CD4518及74LS00可以設(shè)計(jì)該電路，CD4518是異步清零，所以在進(jìn)行分和秒十位計(jì)數(shù)的時(shí)候，需要進(jìn)行清零，而在個(gè)位計(jì)數(shù)的時(shí)候不需要清零。所以Cr2=2QcQb,Cr4=4Qc4QB。當(dāng)秒個(gè)位為1001時(shí)，秒十位要實(shí)現(xiàn)進(jìn)位，此時(shí)需要EN2=1Qd，同理分的個(gè)位時(shí)鐘EN3=2Qc，

5、分十位時(shí)鐘端EN4=3Qd。因此，六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器邏輯電路如下圖所示校分保持秒位信號清零信號F1=1HZ清零信號清零清零信號三，譯碼器顯示電路由CD45112的邏輯功能表可以知道，將CD4511的輸出端的信號接入雙字共陰顯示器對應(yīng)的引腳即可顯示我們所需要的數(shù)字。接入電阻為了防止電流過大而燒壞數(shù)碼管?？梢詰铱诊@示器的小數(shù)點(diǎn)引腳，此次實(shí)驗(yàn)不顯示小數(shù)點(diǎn)，電路如下圖四，控制電路1， 校分電路校分電路是用來對分計(jì)數(shù)器的快速校分，此時(shí)，分計(jì)數(shù)器不受秒進(jìn)位的影響，秒計(jì)數(shù)器可保持。D觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的，其他時(shí)刻則保持不變，可以構(gòu)成防顫抖電路。校分電路如下圖：校分開關(guān)秒計(jì)時(shí)器個(gè)位時(shí)鐘端分計(jì)時(shí)器個(gè)位時(shí)鐘端秒計(jì)時(shí)器

6、十位進(jìn)位端F2=2HZ2， 復(fù)位電路采用觸發(fā)器對清零電路實(shí)現(xiàn)防抖動。電路圖如下18， 正常狀態(tài)下，開關(guān)處于高電平的時(shí)候電路工作，處于低電平的時(shí)候，Q輸出為低電平，利用計(jì)時(shí)電路對秒和分的十位清零。輸出Q輸出高電平的時(shí)候，CD4518接收清零信號，對秒和分的個(gè)位進(jìn)行清零F2=2HZ清零開關(guān)分 秒十位清零端分 秒個(gè)位清零端五，報(bào)時(shí)電路根據(jù)要求，電路實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元電路（產(chǎn)生5953”,5955”,5957”,三低音頻率F3,5959”一高音頻率F4）。低音時(shí)傳到蜂鳴器的信號F1為500HZ,高音時(shí)傳到蜂鳴器的信號為1000HZ，電路如下圖六，完整計(jì)時(shí)器電路的邏輯圖六引腳圖及真值表(1)CD4511（

7、四線-七段譯碼器）引腳布局圖CD4511邏輯功能表輸入輸出DCBAgfedcba字符測燈××××××滅零×消隱鎖存××××顯示LE時(shí)數(shù)據(jù)譯碼(2)CD4518（雙四位同步BCD碼加法計(jì)數(shù)器）引腳布局圖邏輯說明，CD451是常用的8421BCD碼加法計(jì)數(shù)器。每片CD4518集成電路中集成了兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示CD4518邏輯功能表輸入輸出CrCPEN清零1××0000計(jì)數(shù)01BCD碼加法記數(shù)保持0×0保持計(jì)數(shù)00BCD碼加法記數(shù)保持

8、01×保持(3)74LS74（雙D觸發(fā)器）引腳布局圖74LS74邏輯功能表輸入輸出CP清零××置“”××送“”送“”保持×保持不允許××不確定（4）74LS00（二入與非門）及邏輯功能表（5）74LS21（四入與門）及邏輯功能表（6）NE555引腳布局 NE555邏輯功能表（7）CD4040引腳布局圖2，邏輯功能說明CD4040是一種常用的12分頻集成電路，當(dāng)輸入某一頻率的方波信號時(shí)，其12個(gè)輸出端的輸出信號分別為該輸入信號頻率的2-1 2-12 ，在電路中與NE555組合構(gòu)成脈沖發(fā)生電路，VDD 電源輸入端，Vs

9、s接地端，CP為輸入端，CR為清零端。（8）74LS20引腳布局圖及邏輯功能表（9）LED顯示字（共陰）及邏輯功能表元器件清單 工具（剪刀、鑷子、剝線鉗 插板 一套 導(dǎo)線 名稱型號數(shù)量顯示字共陰3譯碼器CD45113BCD碼計(jì)數(shù)器CD45182四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS1611分頻器CD40601D觸發(fā)器74LS741非門CD40691二入與非門74LS001四入與門74LS212二入或門74LS321晶振32768Hz1開關(guān)2蜂鳴器1電容10p120p122u2電阻470110k122M11003七 收獲體會及建議 這次實(shí)驗(yàn)需要自己查找實(shí)驗(yàn)資料，自己畫電路圖，自己規(guī)劃電路元件的布局，在一定程度上來說還是比較復(fù)雜的。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，更需要我們較強(qiáng)的動手能力，當(dāng)然不可缺少的是要心平氣和，切記急躁，認(rèn)真的一根導(dǎo)線一根導(dǎo)線的正確連接。由于這次實(shí)驗(yàn)的電路連線比較多，為了能比較清晰準(zhǔn)確的連接每個(gè)器件，不漏線，不多線。我采用首先連接器件自身引腳，然后再依次把器件與其他器件的連接用線連接，這樣就不容易出現(xiàn)連線錯(cuò)誤。而且，所有的地線都接在離器件最近的位置。在這個(gè)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的理論知識還有一些沒有完全掌握，導(dǎo)致還是不能很好的結(jié)合實(shí)驗(yàn)來應(yīng)用，盡管第一次的電路連接正確，但我卻沒有看出顯示器本身的故障，耽誤了不少時(shí)間