數(shù)字邏輯課設(shè)-秒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)

/洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)課程名稱___________________________________數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)秒計(jì)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目___________________________________秒計(jì)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)___________________________________計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)＊＊班級(jí)___________________________________＊＊＊＊學(xué)號(hào)___________________________________＊＊**姓名___________________________________**2015年＊*完成日期________________________2015年＊*

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書秒計(jì)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：________________________________________秒計(jì)時(shí)器電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：1。課題分析，收集設(shè)計(jì)相關(guān)的文獻(xiàn)資料,從整體上把握課題設(shè)計(jì)方案.2.根據(jù)系統(tǒng)總體要求，設(shè)計(jì)原理框圖.3。使用中小規(guī)模數(shù)字集成電路完成秒計(jì)時(shí)器制作，電路要求：(1）電源打開時(shí)，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行，計(jì)時(shí)器開始遞增計(jì)數(shù),循環(huán)00～59的秒計(jì)時(shí)。（2）按下清零開關(guān)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行置數(shù)，完成復(fù)位功能。（3)按下暫停開關(guān)，暫停計(jì)時(shí)；彈起暫停開關(guān)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。(4）完成電路焊接調(diào)試，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。指導(dǎo)教師：＊＊201課程設(shè)計(jì)評(píng)語成績：指導(dǎo)教師：_______________年月日目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc409094815”1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 11。1設(shè)計(jì)目的 1HYPERLINK\l”_Toc409094817"1.2設(shè)計(jì)任務(wù) 1_Toc409094820”2.1秒計(jì)時(shí)器的功能和結(jié)構(gòu) 2HYPERLINK\l”_Toc409094821"2。1。1功能 2HYPERLINK\l”_Toc409094822”2.1。2結(jié)構(gòu) 2_Toc409094824"3秒定時(shí)器的硬件電路設(shè)計(jì) 4_Toc409094827”3.2.1頻率發(fā)生器設(shè)計(jì) 4HYPERLINK\l”_Toc409094828”3。2.2分頻電路設(shè)計(jì) 4HYPERLINK\l”_Toc409094829”3。2。3加計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 5_Toc409094831"3。2。5顯示電路設(shè)計(jì) 7HYPERLINK\l”_Toc409094832”3.2.6暫停電路設(shè)計(jì) 7HYPERLINK\l”_Toc409094833”3。2。7復(fù)位電路設(shè)計(jì) 74電路制作與測(cè)試 84。1電路制作 8HYPERLINK\l”_Toc409094836”4.1。1注意事項(xiàng) 84.1.2焊接工藝 84。2電路調(diào)試 9HYPERLINK\l”_Toc409094839”4.2。1電路檢測(cè) 9HYPERLINK\l”_Toc409094840”4.4。2電路調(diào)試 10HYPERLINK\l”_Toc409094841”5心得體會(huì) 10HYPERLINK\l”_Toc409094842"6參考文獻(xiàn) 111設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)目的在學(xué)完了《數(shù)字邏輯》課程的基本理論后，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)和制作實(shí)際需要的簡單電子電路,系統(tǒng)地進(jìn)行電子電路的工程實(shí)踐訓(xùn)練,鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問題解決問題的能力1。2設(shè)計(jì)任務(wù)1。課題分析，收集設(shè)計(jì)相關(guān)的文獻(xiàn)資料,從整體上把握課題設(shè)計(jì)方案.2。根據(jù)系統(tǒng)總體要求,設(shè)計(jì)原理框圖。3。使用中小規(guī)模數(shù)字集成電路完成秒計(jì)時(shí)器制作。1.3電路要求（1）電源打開時(shí)，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行,計(jì)時(shí)器開始遞增計(jì)數(shù)，循環(huán)00～59的秒計(jì)時(shí)。（2）按下清零開關(guān)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行置數(shù)，完成復(fù)位功能.（3）按下暫停開關(guān)，暫停計(jì)時(shí);彈起暫停開關(guān),計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。（4）完成電路焊接調(diào)試,達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

2設(shè)計(jì)方案2。1秒計(jì)時(shí)器的功能和結(jié)構(gòu)2.1。1功能本課題研究的數(shù)字計(jì)時(shí)器，應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)和實(shí)用這兩個(gè)因素就要求了這種計(jì)時(shí)器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)時(shí)、暫停、清零的功能，還應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單且有可擴(kuò)展的其他功能.2.1。2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)框架如圖2.1所示：顯示顯示模塊譯碼模塊分頻模塊同數(shù)步莫加塊計(jì)清零模塊暫停模塊頻產(chǎn)率生模塊圖2.1計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)框架圖它主要包括以下幾大模塊，功能如下所述：頻率產(chǎn)生模塊：用于產(chǎn)生32.768KHZ的頻率.分頻模塊：用于將產(chǎn)生的頻率轉(zhuǎn)換成1KHZ的頻率。同步加計(jì)數(shù)模塊：將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成8421碼，并送到譯碼器.譯碼器模塊：將輸入的BCD碼（8421碼）轉(zhuǎn)換成7位斷碼顯示模塊:通過數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)。暫停模塊:按下暫停開關(guān)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)停在當(dāng)前狀態(tài)。清零模塊:按下復(fù)位鍵，實(shí)現(xiàn)重新計(jì)數(shù)的功能.2。2秒計(jì)時(shí)器的器件選擇

主要元件有5個(gè)數(shù)字集成電路（CD45432個(gè)；CD45181個(gè)；CD40401個(gè)；CD40601個(gè)）、2個(gè)一七段數(shù)碼管和發(fā)光二極管、32。768HZ晶振，開關(guān)以及電阻若干.圖2。2秒計(jì)時(shí)器器件單

3秒定時(shí)器的硬件電路設(shè)計(jì)3。1整體電路整體電路圖如圖3.1所示：圖3。1電路原理圖3.2各模塊原理分析3.2。1頻率發(fā)生器設(shè)計(jì)使用32.KHz的晶振來產(chǎn)生頻率.圖3.1頻率發(fā)生器3。2。2分頻電路設(shè)計(jì)分頻電路的設(shè)計(jì)首先使用CD4060芯片將輸入的頻率信號(hào)進(jìn)行14分頻，輸出的頻率又將作為CD4060的輸入再次進(jìn)行分頻，最終的到1HZ/s的頻率.圖3。2分頻電路3。2.3加計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)所用的芯片為CD4818，對(duì)于“A”：只要輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)單元1A翻轉(zhuǎn)一次;當(dāng)1A為1，1D為0時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)單元1B翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)1A=1B=1時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈1沖C翻轉(zhuǎn)一次;當(dāng)1=1B=1C=1或1A=1D=1時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖1D翻轉(zhuǎn)一次。這樣從初始狀態(tài)（“0"態(tài)）開始計(jì)數(shù)，每輸入10個(gè)時(shí)鐘脈沖,計(jì)數(shù)單元便自動(dòng)恢復(fù)到“0”態(tài)。對(duì)于“B”：當(dāng)2B=2C=1時(shí)恢復(fù)到“0”態(tài).在2B和2C分別接了一個(gè)二極管，當(dāng)兩個(gè)同時(shí)為1的時(shí)候由于二極管的但想到同形式的輸出的信號(hào)為低電平,并使得復(fù)位端為有效電平高電平，即達(dá)到清零的作用.圖3.3加計(jì)數(shù)器3.2。4譯碼器電路設(shè)計(jì)本次電路設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示器使用用了兩個(gè)CD4543芯片，來分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)共陰極的數(shù)碼管將輸入的BCD碼轉(zhuǎn)換成輸出的顯示段碼。讓LD端保持高電平,BI端和PH端保持低電平使得顯示從0-9和0-6之間循環(huán).圖3.4驅(qū)動(dòng)電路3。2.5顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路采用了共陰極的數(shù)碼管來作為顯示器.其每一段之前都加了一個(gè)1千歐姆的電阻來限制電流，以保證數(shù)碼管能夠正常的顯示。圖3.5顯示電路3.2。6暫停電路設(shè)計(jì)暫停電路的設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是讓秒計(jì)時(shí)器暫停工作,即停止頻率的產(chǎn)生，故在頻率產(chǎn)生的地方加上一個(gè)開關(guān)，來控制頻率的產(chǎn)生；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)晶振就工作，斷開時(shí)就停止工作;此時(shí)其他部件的狀態(tài)保持不變，已達(dá)到暫停的目的。圖3.6暫停電路3。2。7復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路中，用了一個(gè)輕觸開關(guān)來控制;讓開關(guān)與VCC相連，并連到兩個(gè)計(jì)數(shù)器的復(fù)位端。兩個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器的復(fù)位端是高電平有效,當(dāng)按鍵按下時(shí)就能使復(fù)位端產(chǎn)生高電平，使其工作，以達(dá)到清零的目的.圖3。6復(fù)位電路4電路制作與測(cè)試4。1電路制作4。1。1注意事項(xiàng)(1)在拿到電路PCB焊接板時(shí),要先看看電路板的排布，然后根據(jù)焊接步驟，將元器件安裝一個(gè)焊接一個(gè),焊接前要注意元器件的正負(fù)極，安裝正確；（2）正確插入元件：按照從低到高、從小到大的順利安裝，極性要符合規(guī)定，對(duì)于手工安裝，應(yīng)分批安裝。

(3）安裝電解電容時(shí)，注意正負(fù)極,其外表面上有減號(hào)的一側(cè)的引腳是負(fù)極，或長引腳是負(fù)極也可以;

(4）焊接芯片時(shí)，要注意缺口方向，切勿焊反了.

4.1.2焊接工藝a。焊接步驟：1）浸潤：焊接部位首先達(dá)到焊接的工作溫度時(shí)助焊劑首先融化,然后焊錫融化并于被焊元件和焊盤表面接觸;2)流淌：液態(tài)的焊錫充滿整個(gè)焊盤和焊縫,將助焊劑排除。3）合金：流淌的焊錫與被接元件和焊盤表面產(chǎn)生合金。4）凝結(jié)：移開電烙鐵，溫度下降，液態(tài)焊錫冷卻凝固變成固態(tài),從而將元件固定在焊盤上。b。工藝要求1）各元器件按照?qǐng)D紙的制定位置孔距進(jìn)行插裝、焊接。2）電阻插裝焊接：臥式電阻應(yīng)緊貼電路板插裝焊接，立式電阻應(yīng)在離電路板1－2mm處插裝焊接。3）電容插裝焊接：陶瓷電容應(yīng)在離電路板4－6mm處插裝焊接，電解電容應(yīng)在離電路板1－2mm處焊接。4）二極管插裝焊接：臥式二極管應(yīng)在離電路板3－5mm處插裝焊接，立式二極管應(yīng)在離電路板1－2mm（塑封)和2－3mm(玻璃封)處插裝焊接.5）集成電路插座插裝焊接：應(yīng)緊貼電路板插座焊接。c.元件焊接的要求手工焊接是利用電烙鐵加熱焊料和被焊金屬,實(shí)現(xiàn)金屬間牢固連接的一種焊接工藝技術(shù)，其工藝簡單，不受使用場(chǎng)合和條件的限制,尤其是在電子產(chǎn)品的調(diào)試維修中占有重要的位置，因此，掌握手工焊接工藝依然是電子產(chǎn)品裝配人員的基本技能.1)焊點(diǎn)的外觀要求形狀以焊點(diǎn)的為界，左右對(duì)稱,錫點(diǎn)呈內(nèi)弧形；焊料量均勻適當(dāng)，錫點(diǎn)表明要圓滿、光滑、無針孔、無松香漬、無毛刺;潤濕度小于30。2）焊點(diǎn)的技術(shù)要求具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，保證被焊件在受到振動(dòng)和沖擊時(shí),不出現(xiàn)松動(dòng)。保證其良好、可靠的電氣性能。具有一定的大小、光澤和清潔美觀的外表。4.2電路調(diào)試4。2。1電路檢測(cè)調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照電路圖認(rèn)真核對(duì)一遍，不要有錯(cuò)誤、漏洞、短路、元器件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。在焊接完成之后,上電調(diào)試之前，需要使用萬用表進(jìn)行測(cè)試，避免電路中出現(xiàn)短路，將芯片燒壞,以及檢測(cè)電路中是否有元器件正負(fù)極接反了。4.4。2電路調(diào)試(1）電源打開時(shí),數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00"，系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行，計(jì)時(shí)器開始遞增計(jì)數(shù),循環(huán)00～59的秒計(jì)時(shí)。(2）按下清零開關(guān)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行置數(shù)，完成復(fù)位功能。(3）按下暫停開關(guān),暫停計(jì)時(shí)；彈起暫停開關(guān)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。5心得體會(huì)本次我們實(shí)習(xí)的內(nèi)容是秒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，我們做的是一種簡單的60秒的計(jì)時(shí)器,這是一次對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行的一次綜合性訓(xùn)練。不僅要求對(duì)電路的原理搞懂