數(shù)電實(shí)驗(yàn)報(bào)告-5

信息工程學(xué)院2013/2014學(xué)年第一學(xué)期課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)班級(jí)學(xué)號(hào)電信1201班12610103151093學(xué)生姓名常鵬飛指導(dǎo)教師候傳教1、目的、任務(wù)及要求1.1目的：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)和電路裝調(diào)實(shí)踐，驗(yàn)證所學(xué)專業(yè)理論，加深概念理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。1.2任務(wù)：數(shù)字秒表設(shè)計(jì)基本RS觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器譯碼顯示器555定時(shí)器計(jì)數(shù)/分頻器1.3電路裝配要求：(1)熟悉器件功能、管腳及應(yīng)用參數(shù)。(2)熟悉電路結(jié)構(gòu)、原理及工作特性。(3)掌握電路的靜態(tài)測(cè)試方法，包括：電路所用原件測(cè)試和芯片的測(cè)試。(4)動(dòng)態(tài)測(cè)試：用發(fā)光二極管和數(shù)碼管測(cè)試輸出結(jié)果。(5)故障分析、定位及排查。1.4設(shè)計(jì)報(bào)告要求：(1)畫出完整的電路圖，簡(jiǎn)述工作原理及涉及的核心知識(shí)點(diǎn)。(2)裝調(diào)電路前進(jìn)行電路特性仿真、得出電路仿真圖形。(3)測(cè)試結(jié)果并記錄。(4)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)。2、意義隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫莆毡匾碾姽る娮又R(shí)已經(jīng)成為當(dāng)代大學(xué)生特別是理工類大學(xué)生必備的素質(zhì)之一。電子秒表是日常生活中比較常見的電子產(chǎn)品，通過(guò)秒表的實(shí)訓(xùn)練習(xí)，我們可以更好的掌握這種素質(zhì)。這次設(shè)計(jì)中不但對(duì)以前的知識(shí)進(jìn)行鞏固，而且學(xué)會(huì)了更多的新知識(shí)，提高思維、強(qiáng)化動(dòng)手能力，能夠更好地適應(yīng)和走上工作崗位，為以后的就業(yè)打下一定的基礎(chǔ)。3、方案電子秒表主要有分頻器、計(jì)數(shù)模塊、功能控制模塊、勢(shì)能控制模塊和顯示輸出模塊組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，誤差范圍為0.1秒，為減小計(jì)時(shí)誤差，依次脈沖源產(chǎn)生100Hz信號(hào)。此信號(hào)用555計(jì)時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生。根據(jù)公式頻率f=1.44/[（R1+2R2）C1設(shè)置合適的阻容參數(shù)，使脈沖源產(chǎn)生100Hz的脈沖信號(hào)。(2).計(jì)數(shù)及譯碼顯示二—五—十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，首先用一個(gè)74LS90對(duì)多諧振蕩器產(chǎn)生的100Hz的脈沖信號(hào)進(jìn)行十分頻，然后，將輸出端QD取得周期為0.1S的矩形脈沖送入圖二中右邊的計(jì)數(shù)器中，圖中兩計(jì)數(shù)器都接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.1～0.9秒；1～9.9秒計(jì)時(shí)。(3).控制部分節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器選用一片74LS195構(gòu)成的三位環(huán)形計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。74LS195為四位單向移位寄存器,環(huán)形計(jì)數(shù)器的輸出Q0、Q1、Q2分別作為計(jì)數(shù)部分的清零信號(hào)、計(jì)時(shí)信號(hào)和停止信號(hào)。~CLR端外接的R、C加電清零電路，當(dāng)接通電源時(shí)，由于電容C兩端的電壓不能突變，故為低電平，環(huán)形清零。隨后UC被充電到+5V，清零信號(hào)撤消。電路中增加一個(gè)或非門使電路具有自啟動(dòng)功能。一個(gè)開關(guān)控制三種工作態(tài)。(4).脈沖發(fā)生器由基本RS觸發(fā)器構(gòu)成的單脈沖發(fā)生器為節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器提供時(shí)鐘脈沖。每按動(dòng)一次開關(guān)，Q端就產(chǎn)生一個(gè)單脈沖，用以控制三種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器,有直接置位、復(fù)位的功能。按動(dòng)按鈕開關(guān)A（接地），則輸出＝1；B復(fù)位后Q、狀態(tài)保持不變。再按動(dòng)按鈕開關(guān)A,則輸出由0變?yōu)?，使移位寄存器置入0001,為計(jì)數(shù)器清零。再次按動(dòng)B、A使移位寄存器向右移位，經(jīng)與多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖相與后開始計(jì)時(shí)，再次按動(dòng)B、A，移位寄存器的QC置1，使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。4、單元電路設(shè)計(jì)1.基本RS觸發(fā)器第一步：按動(dòng)按鈕開關(guān)K2（接地），則門1輸出＝1；門2輸出Q＝0，K2復(fù)位后Q、狀態(tài)不變。第二步：再按動(dòng)按鈕開關(guān)K1,則Q由0變?yōu)?，門5開啟,為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。由1變0，送出負(fù)脈沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。第三步：基本RS觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表工作單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)Vi由RS觸發(fā)器端提供，輸出負(fù)脈沖VO通過(guò)非門加到計(jì)數(shù)器清除端R。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)。3.時(shí)鐘發(fā)生器555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器,是一種性能較好時(shí)鐘源。調(diào)節(jié)電位器，使在輸出端獲得矩形波信號(hào)。當(dāng)基本RS觸發(fā)器Q＝1時(shí)，門5開啟，此時(shí)50HZ脈沖信號(hào)通過(guò)門5作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器①的計(jì)數(shù)輸入端CP2。4.計(jì)數(shù)及譯碼顯示二—五—十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元。計(jì)數(shù)器①接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50HZ的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端QD取得周期為0.1S的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器②的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器②及計(jì)數(shù)器③接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.1～0.9秒；1～99秒計(jì)時(shí)。計(jì)數(shù)器①接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50HZ的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端QD取得周期為0.1S的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器②的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器②及計(jì)數(shù)器③接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.1～0.9秒；1～99秒計(jì)時(shí)。計(jì)數(shù)器①接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50HZ的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端QD取得周期為0.1S的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器②的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器②及計(jì)數(shù)器③接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.1～0.9秒；1～99秒計(jì)時(shí)。五、EDA仿真圖六、電路組裝1按照主電路和信號(hào)流向順序布置各級(jí)集成電路和晶體管。2其它元件應(yīng)圍繞各級(jí)的集成塊和晶體管。3第一級(jí)輸入線與末級(jí)輸出線，強(qiáng)弱電信號(hào)線，高頻與低頻線應(yīng)分開走，并有足夠的距離，以避免相互干擾。4要有合理的接地。..電路調(diào)試1.對(duì)照電路圖，按一定順序逐級(jí)進(jìn)行檢查。2.在沒(méi)有外加輸入信號(hào)條件下，測(cè)量調(diào)試電路各點(diǎn)的電位。3.調(diào)試好所需電源電壓值后，通電進(jìn)行觀察，看有無(wú)異常氣味、器件發(fā)燙等現(xiàn)象。然后再測(cè)量各集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。4.調(diào)試信號(hào)幅值、波形、頻率等。遇到的問(wèn)題及解決辦法在此次實(shí)訓(xùn)中遇到了波形圖無(wú)法顯示的問(wèn)題。我先對(duì)照電路圖逐級(jí)檢查，未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，之后又通過(guò)萬(wàn)用表檢查線路和芯片，發(fā)現(xiàn)芯片有故障（芯片有可能被燒壞），造成了斷路，最后更換了新的芯片排除了故障，顯示出了矩形波。結(jié)論體會(huì)1、通過(guò)這為期一周的實(shí)訓(xùn)，不僅把課本上的只是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)手能力，而且是我了解了計(jì)數(shù)器、譯碼器的原理，熟練了掌握555芯片、74LS90芯片、和74LS48芯片使用方法。最重要的是把課本上學(xué)看來(lái)的知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)踐中去，我感覺(jué)受益匪淺。2、雖然在實(shí)踐過(guò)程之中，遇到了好多故障。但是通過(guò)自己一次次的仔細(xì)檢驗(yàn)克服了種種困難使得自己用一種收