南京理工大學(xué)數(shù)字計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

電子電工綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 數(shù)字計(jì)時(shí)器一.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。1. 應(yīng)用CD4511BCD碼譯碼器LED雙字共陰顯示器300限流電阻設(shè)計(jì)安裝調(diào)試四位BCD譯碼顯示電路實(shí)現(xiàn)譯碼顯示功能。2. 應(yīng)用NE555時(shí)基電路、3K、1K電阻、0047UF電容和CD4040計(jì)數(shù)分頻器設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試秒脈沖發(fā)生器電路（輸出四種矩形波頻率 f1=1HZ f2=2HZ f3500Hz f41000Hz）。 3. 應(yīng)用CD4518BCD碼計(jì)數(shù)器、門電路，設(shè)計(jì)、安裝、實(shí)現(xiàn)0000-5959時(shí)鐘加法計(jì)數(shù)器電路。4. 應(yīng)用門電路，觸發(fā)器電路設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試校分電路且實(shí)現(xiàn)校分時(shí)停秒功能（校分時(shí)F2=2Hz）。設(shè)計(jì)安裝任意時(shí)刻清零電路。5. 應(yīng)用門電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試報(bào)時(shí)電路5953，5955，5957低聲報(bào)時(shí)（頻率f3500Hz）,5959高聲報(bào)時(shí)（頻率f41000Hz）。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路。H=5953f3+5955 f3+5957f3+5959f46.聯(lián)接試驗(yàn)內(nèi)容1.5.各項(xiàng)功能電路，實(shí)現(xiàn)電子計(jì)時(shí)器整點(diǎn)計(jì)時(shí)報(bào)時(shí)、校分、清零電路功能。 二.實(shí)驗(yàn)要求。設(shè)計(jì)正確、布局合理、排線整齊、功能齊全。三.器件引腳圖及功能表。 1、NE555: 功能表 引腳圖 2、 CD4040：引腳圖 3、 CD4518：功能表引腳圖4、 CD4511：功能表引腳圖5、74LS00：功能表引腳圖6、74LS20：功能表引腳圖7、74LS21：功能表引腳圖8、74LS74：功能表引腳圖9. LED雙字共陰顯示器 四.電子計(jì)時(shí)電路器邏輯圖；五. 電子計(jì)時(shí)器電路引腳接線圖.六. 各單元原理圖及設(shè)計(jì)過(guò)程：1、 脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)方法：由NE555連接成為自激多諧振蕩電路，輸出為周期矩形波，后經(jīng)CD4040分頻得到所需頻率脈沖。邏輯圖：2、 計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)方法：計(jì)時(shí)電路的計(jì)數(shù)器，采用二十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CD4518來(lái)實(shí)現(xiàn)。秒個(gè)位的控制電路：1Hz時(shí)鐘輸入到EN端，清零信號(hào)輸入到CR端，CLK端接D觸發(fā)器的Q非端，目的是為了在校分時(shí)停止計(jì)時(shí)。秒十位的控制電路：EN端接受來(lái)自秒個(gè)位的進(jìn)位信號(hào)，CLK端接低電平，CR端電路控制秒十位的清零。分個(gè)位的控制電路：EN端接受校分電路的總輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)快速跳動(dòng)校分，CLK端接低電平，CR端接清零信號(hào)。分十位的控制電路：EN端接受來(lái)自分個(gè)位的進(jìn)位，CLK接低電平，CR端電路控制分十位的清零。當(dāng)分和秒的個(gè)位從9變?yōu)?時(shí)反饋給十位進(jìn)行進(jìn)位,當(dāng)秒十位從5變?yōu)?時(shí)自反饋清零，并且反饋給分個(gè)位進(jìn)行進(jìn)位，分十位也有從5到6的自反饋清零。邏輯圖：3、 清零電路設(shè)計(jì)方法：電路應(yīng)具有任意狀態(tài)清零的功能，即當(dāng)清零時(shí)兩片CD4518的4個(gè)R端應(yīng)接受到高電平信號(hào)從而進(jìn)行清零。在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路時(shí)已預(yù)留清零信號(hào)輸入端，個(gè)位應(yīng)得到高電平，十位應(yīng)得到低電平，從而保證R端都是高電平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)任意狀態(tài)清零。開(kāi)關(guān)接0時(shí)，電路正常工作，開(kāi)關(guān)接1時(shí)，十位清零信號(hào)為0,個(gè)位清零信號(hào)為1,到達(dá)R端都是1,實(shí)現(xiàn)清零功能。邏輯圖:4、 校分電路.設(shè)計(jì)方法：設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)打到“0”檔時(shí)，計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)；當(dāng)開(kāi)關(guān)打到“1”檔時(shí)，分計(jì)數(shù)器可以進(jìn)行快速校分, 2Hz的脈沖正好送到分個(gè)位的EN端，使得分位的數(shù)字能以0.5秒/次的速度快速跳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)校分，而秒十位的進(jìn)位信號(hào)并沒(méi)有傳送到分個(gè)位，因此不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。將原本接地的秒個(gè)位的CP端接到74LS74的端，校分開(kāi)關(guān)打到“1”檔時(shí)，相當(dāng)于秒個(gè)位的CP端接高電平，這樣秒個(gè)位就不計(jì)數(shù)，即保持秒鐘不動(dòng)。邏輯圖：5、 報(bào)時(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)方法：設(shè)S為進(jìn)入蜂鳴器的信號(hào)，則S的表達(dá)式可寫為：S=5953f3+5955f3+5957f3+ 5959f4=5953(2f3 + 4f3 + 6f3 + 8f4)=T (QBf3+QCf3+QBQCf3+QDf4)=T QBf3QCf3QDf4其中，T為時(shí)刻5951,二進(jìn)制序列為0101 1001 0101 0001,其中為1的有7位，即4A、4C、3A、3D、2A、2C、1A，QB、QC、QD即秒個(gè)位的B、C、D端。當(dāng)S信號(hào)為1時(shí)，蜂鳴器即可進(jìn)行三低一高的整點(diǎn)報(bào)時(shí)。邏輯圖：6、 顯示電路設(shè)計(jì)電路： 譯碼器選用CD4511，顯示器選用共陰雙字顯示器。四線七線譯碼器CD4511的，分別接高電平， LE端接低電平，此時(shí)器件處于譯碼狀態(tài)。電路連接過(guò)程中將CD4518計(jì)數(shù)器輸出QA，QB，QC，QD與譯碼器CD4511的輸入A，B，C，D對(duì)接。由于LED數(shù)碼管實(shí)際上是一組發(fā)光二極管，因此將譯碼器的輸出a，b，c，d，e，f，g分別與數(shù)碼管的相應(yīng)端對(duì)接。連接CD4511與顯示器時(shí)，應(yīng)當(dāng)在兩者的管腳之間串上的電阻，用來(lái)限流。邏輯圖： 七.創(chuàng)新設(shè)計(jì)及總結(jié). 1.要做好實(shí)驗(yàn)，首先要熟悉電路圖，了解每一個(gè)模塊的功能，熟悉所使用的器件的功能表和引腳圖，把每一個(gè)引腳的功能了解清楚也便在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)檢查出錯(cuò)誤，快速的找到錯(cuò)誤點(diǎn)。2.本次實(shí)驗(yàn)的接線較多，不可盲目的放置器件，要合理的布線。對(duì)于原器件的輸入與輸出端一定要搞清楚，先連接輸入端再連輸出端一定不能隨意的接線，否則可能出現(xiàn)陋線的情況，不好檢查錯(cuò)誤。3.實(shí)驗(yàn)中有很多的元件需要接電源的正負(fù)極，應(yīng)該使用就近原則，把每個(gè)電流端并聯(lián)起來(lái)，這樣保證每一個(gè)器件都能就近接電源的正負(fù)極，使布局好看。4.實(shí)驗(yàn)中，難免會(huì)發(fā)生接線錯(cuò)誤，導(dǎo)致led出現(xiàn)亂碼，這時(shí)候可以根據(jù)led顯示的亂碼，分析一下BCD碼，找到電路中的出現(xiàn)錯(cuò)誤的大致位置。 5.在本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該大致把電路分成三大塊，信號(hào)發(fā)生器電路一塊，計(jì)數(shù)器顯示器校分器電路一塊，蜂鳴電路報(bào)時(shí)器一塊，首先連接電路的最重要的計(jì)數(shù)器顯示器校分器電路這一塊，連接好后使用自動(dòng)的脈沖進(jìn)行校驗(yàn)，保證此次電路的正確性，其次連接信號(hào)發(fā)生器電路，再次信號(hào)發(fā)生器電路與連接好的電路接起來(lái)代替自動(dòng)脈沖，如果不能顯示正確的BCD