數(shù)字邏輯課設(shè)-秒計時器的設(shè)計課件

洛陽理工學(xué)院程設(shè)計報告課程名稱數(shù)字邏輯課程設(shè)計設(shè)計題目 秒計時器電路的設(shè)計專 業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)班 級 里 學(xué) 號 ** 姓 名 ** 完成日期 2015年** 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：秒計時器電路的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容與要求：.課題分析，收集設(shè)計相關(guān)的文獻資料，從整體上把握課題設(shè)計方案。.根據(jù)系統(tǒng)總體要求，設(shè)計原理框圖。.使用中小規(guī)模數(shù)字集成電路完成秒計時器制作，電路要求：(1)電源打開時，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進行正常運行，計時器開始遞增計數(shù)，循環(huán)00?59的秒計時。(2)按下清零開關(guān)，計數(shù)器進行置數(shù)，完成復(fù)位功能。(3)按下暫停開關(guān)，暫停計時；彈起暫停開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。(4)完成電路焊接調(diào)試，達到設(shè)計任務(wù)的各項技術(shù)指標(biāo)。指導(dǎo)教師：**2015年1月5日課程設(shè)計評語成績:指導(dǎo)教師:洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告目錄TOC\o"1-5"\h\z1設(shè)計任務(wù)及要求 1設(shè)計目的 1設(shè)計任務(wù) 1電路要求 12設(shè)計方案 2秒計時器的功能和結(jié)構(gòu) 2\o"CurrentDocument"功能 2\o"CurrentDocument"結(jié)構(gòu) 2秒計時器的器件選擇 33秒定時器的硬件電路設(shè)計 4整體電路 4各模塊原理分析 4頻率發(fā)生器設(shè)計 4分頻電路設(shè)計 4加計數(shù)器電路設(shè)計 5譯碼器電路設(shè)計 5顯示電路設(shè)計 6暫停電路設(shè)計 6復(fù)位電路設(shè)計 74電路制作與測試 7電路制作 7注意事項 7焊接工藝 8電路調(diào)試 9電路檢測U 94.4.2電路調(diào)試 95心得體會 96參考文獻 10洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告1設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計目的在學(xué)完了《數(shù)字邏輯》課程的基本理論后，能夠綜合運用所學(xué)知識設(shè)計和制作實際需要的簡單電子電路，系統(tǒng)地進行電子電路的工程實踐訓(xùn)練，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問題解決問題的能力設(shè)計任務(wù).課題分析，收集設(shè)計相關(guān)的文獻資料，從整體上把握課題設(shè)計方案。.根據(jù)系統(tǒng)總體要求，設(shè)計原理框圖。.使用中小規(guī)模數(shù)字集成電路完成秒計時器制作。1.3電路要求(1)電源打開時，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進行正常運行，計時器開始遞增計數(shù)，循環(huán)00?59的秒計時。(2)按下清零開關(guān)，計數(shù)器進行置數(shù)，完成復(fù)位功能。(3)按下暫停開關(guān)，暫停計時；彈起暫停開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。(4)完成電路焊接調(diào)試，達到設(shè)計任務(wù)的各項技術(shù)指標(biāo)。洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告2設(shè)計方案秒計時器的功能和結(jié)構(gòu)功能本課題研究的數(shù)字計時器，應(yīng)滿足經(jīng)濟、實用的特點。經(jīng)濟和實用這兩個因素就要求了這種計時器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)計時、暫停、清零的功能，還應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單且有可擴展的其他功能。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)框架如圖2.1所示: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。同步加計數(shù)模塊：將輸入的信號轉(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)碼管顯示計數(shù)。暫停模塊：按下暫停開關(guān)實現(xiàn)計時停在當(dāng)前狀態(tài)。清零模塊：按下復(fù)位鍵，實現(xiàn)重新計數(shù)的功能。洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告秒計時器的器件選擇主要元件有5個數(shù)字集成電路（CD45432個；CD45181個；CD40401個；CD40601個）、2個一七段數(shù)碼管和發(fā)光二極管、32.768HZ晶振，開關(guān)以及電阻若干。秒計時器元件清單名稱位號參數(shù)數(shù)量1/4W電阻R1?R14、R191K151/4W電阻R15、R18220K21/4W電阻R16、R171M2二極管D5、D61N41482發(fā)光二極管D3LED1瓷片電容C1103P1申,解電容C2220UF1晶振XT32.768KHZ1ICU1U2CD45432ICU3CD45181ICU4CD40601ICU5CD40401輕觸開關(guān)S3普通輕觸開關(guān)1數(shù)碼管D1、D20.5英寸一位2自鎖開關(guān)S1、S27*72電源接線座CON2P1PCB電路板1膠袋6*91說明紙1圖2.2秒計時器器件單

洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告3秒定時器的硬件電路設(shè)計3.1整體電路整體電路圖如圖3.1所示:RIO1KRll1K1LED-g%產(chǎn)1K尸1KR14比￡RIO1KRll1K1LED-g%產(chǎn)1K尸1KR14比￡LDVDDCfBgDeAdPHcBIbVSSaLDVDDCfBgDeAdPHcBIbVSSa152f142g132e122d112c102b92a圖3.1電路原理圖3.2各模塊原理分析頻率發(fā)生器設(shè)計使用32.KHz的晶振來產(chǎn)生頻率。圖3.1頻率發(fā)生器分頻電路設(shè)計分頻電路的設(shè)計首先使用CD4060芯片將輸入的頻率信號進行14分頻，輸出的頻率又將作為CD4060的輸入再次進行分頻，最終的到1HZ/s的頻率。MR-1■CTG■口TGMR-1■CTG■口TG34567&91230000000010101洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告圖3.2分頻電路加計數(shù)器電路設(shè)計本次設(shè)計所用的芯片為CD4818,對于“A”：只要輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元1A翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)1A為1，1D為0時，每輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元1B翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)1A=1B=1時，每輸入一個時鐘脈1沖C翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)1=1B=1C=1或1A=1D=1時，每輸入一個時鐘脈沖1D翻轉(zhuǎn)一次。這樣從初始狀態(tài)（“0”態(tài)）開始計數(shù)，每輸入10個時鐘脈沖，計數(shù)單元便自動恢復(fù)到“0”態(tài)。對于“B”：當(dāng)2B=2C=1時恢復(fù)到“0”態(tài)。在2B和2C分別接了一個二極管，當(dāng)兩個同時為1的時候由于二極管的但想到同形式的輸出的信號為低電平，并使得復(fù)位端為有效電平高電平，即達到清零的作用。U5B[￡他4148本1N4148■4518BD5V1m￡l1m￡lVCC—— :;圖3.3加計數(shù)器3.24譯碼器電路設(shè)計 ：；.I 二據(jù)」：惜:::本次電路設(shè)計中驅(qū)動數(shù)碼管顯示器使用用了兩個cD」543芯片還分別驅(qū)動兩個共陰極的數(shù)碼管將輸入的:BCD碼轉(zhuǎn)換成輸出的顯示段碼。個共陰極的數(shù)碼管將輸入的:BCD碼轉(zhuǎn)換成輸出的顯示段碼。8BD-5U：：：：：：：讓LD端保持高電平上1端和PH端保持低電平使得顯示從0-9和0-6之間循環(huán)。洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告圖3.4驅(qū)動電路顯示電路設(shè)計：中GND:一：圖3.5顯示電路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：中GND:一：圖3.5顯示電路 Wv- tkfl——VW— tkf)I —I]■■■-fkn■-LI----fk￡i'''—wv— fkD■■■暫停電路設(shè)計 Wv 暫停電路的設(shè)計的實質(zhì)是讓秒計時器暫停工作，即停止頻率的產(chǎn)生,故在頻率產(chǎn)生的地方加上一個開關(guān)，來控制頻率的產(chǎn)生；當(dāng)開關(guān)閉合時晶振就工作，斷開時就停止工作；此時其他部件的狀態(tài)保持不變，已達到暫停的目的。

洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告圖3.6暫停電路復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位電路中，用了一個輕觸開關(guān)來控制；讓開關(guān)與VCC相連，并連到兩個計數(shù)器的復(fù)位端。兩個個計數(shù)器的復(fù)位端是高電平有效，當(dāng)按鍵按下時就能使復(fù)位端產(chǎn)生高電平，使其工作，以達到清零的目的。EKEEKE4電路制作與測試電路制作注意事項(1)在拿到電路PCB焊接板時，要先看看電路板的排布，然后根據(jù)焊接步驟，將元器件安裝一個焊接一個，焊接前要注意元器件的正負極，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，對于手工安裝，應(yīng)分批安裝。(3)安裝電解電容時，注意正負極，其外表面上有減號的一側(cè)的引腳是負極，或長引腳是負極也可以；7洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告（4）焊接芯片時，要注意缺口方向，切勿焊反了。焊接工藝a.焊接步驟：1）浸潤：焊接部位首先達到焊接的工作溫度時助焊劑首先融化，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）各元器件按照圖紙的制定位置孔距進行插裝、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）焊點的外觀要求形狀以焊點的為界，左右對稱，錫點呈內(nèi)弧形；焊料量均勻適當(dāng)，錫點表明要圓滿、光滑、無針孔、無松香漬、無毛刺；潤濕度小于30。2）焊點的技術(shù)要求具有一定的機械強度，保證被焊件在受到振動和沖擊時，不出現(xiàn)松動。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。洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告4.2電路調(diào)試電路檢測調(diào)試前，先將焊好的電路板對照電路圖認真核對一遍，不要有錯誤、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，需要使用萬用表進行測試，避免電路中出現(xiàn)短路，將芯片燒壞，以及檢測電路中是否有元器件正負極接反了。4.4.2電路調(diào)試（1）電源打開時，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進行正常運行，計時器開始遞增計數(shù)，循環(huán)00?59的秒計時。（2）按下清零開關(guān)，計數(shù)器進行置數(shù)，完成復(fù)位功能。（3）按下暫停開關(guān)，暫停計時；彈起暫停開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。5心得體會本次我們實習(xí)的內(nèi)容是秒計時器的設(shè)計，我們做的是一種簡單的60秒的計時器，這是一次對所學(xué)的內(nèi)容進行的一次綜合性訓(xùn)練。不僅要求對電路的原理搞懂，而且還應(yīng)掌握一定的電路焊接技巧。***洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計報告6參考文獻[1]歐陽星明.數(shù)字邏輯[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2009[2