數(shù)顯聲響倒計時總體圖

1、課程設計報告課 程：電子技術綜合課程設計題 目：數(shù)顯、聲響式倒計時電路設計 院 系： 電氣工程系 班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師： 時 間：目錄課 程 ：電子技術綜合課程設計前言任務書1.方案論證1.1整體設計思路1.2整體設計框圖1.3整體電路初稿2. 單元電路設計和基本原理2.1電源設計2.2 1s信號源2.3.減法計數(shù)器2.4. 顯示電路2.5.開機復位電路2.6.報警電路3.實驗裝調(diào)3.1.步驟方法3.2.故障及處理電源的制作及調(diào)試。1秒信號源的連接于調(diào)試。、譯碼顯示的連接和調(diào)試、計數(shù)器的連接和調(diào)試。、報警電路的連接和調(diào)試。4.總結(jié)與體會5附錄:前言電子技術綜合課程設計是針對模

2、擬電子技術，數(shù)字邏輯電路及電路分析課程的要求，對我們進行綜合性實踐訓練的實踐學習環(huán)節(jié)，它包括電子電路設計、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報告等實踐內(nèi)容。通過課程設計實現(xiàn)以下三個目標:第一，讓學生初步掌握電子線路的試驗、設計方法。即學生根據(jù)設計要求和性能參數(shù)，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能指標；第二，課程設計為后續(xù)的畢業(yè)設計打好基礎。畢業(yè)設計是系統(tǒng)的工程設計實踐，而課程設計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運用，從已學過的定性分析、定量計算的方法，逐步掌握工程設計的步驟和方法，了解科學實驗的程序和實施方法；第三，培養(yǎng)學生勤于思考的習慣，同時

3、通過設計并制作電子產(chǎn)類品，增強學生這方面的自信心及興趣。本課程設計介紹的是數(shù)字邏輯電路中以TTL集成電路為基礎的數(shù)顯，聲響式定時器，以電路的基本理論為基礎，著重介紹電路的設計裝調(diào)及性能參數(shù)的調(diào)試方法. 本課程設計應達到如下基本要求：（1） 綜合運用電子技術課程中所學的理論知識獨立完成一個數(shù)顯，聲響式定時器的設計。（2）通過查閱手冊和參考文獻資料，培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力。（3）熟悉常用電子元器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則。（4）掌握電子電路的安裝和調(diào)試技能。（5）熟悉的使用各類數(shù)字電子儀器。（6）學會撰寫課程設計論文。（7）培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。在定時器的課程

4、設計中，得到指導老師的關心與鼓勵，并且得到了許多同學得無私幫助，在這里表示感謝。任 務 書數(shù)顯、聲響倒計時電路設計1、 任務及要求：設計并制作一個數(shù)顯、聲響式倒計時電路。要求如下：1、 電路具有1099秒可預置定時功能。2、 有兩個數(shù)碼管顯示計時時間，用一只LED指示計時開始與結(jié)束。按預置/開始按鈕，數(shù)碼管顯示定時時間，LED燈不亮；再按預置/開始按鈕，LED燈亮，倒計時開始。3、 倒計時結(jié)束時，計時器停止計數(shù)，LED不亮。4、 電路具有開機預置數(shù)功能。5、 電路具有最后三秒報時功能，要求響半秒、停半秒，共三次。用嚴控陶瓷蜂鳴器作為電聲元件。6、 自制本電路所用的直流電源以及一秒信號源。2、

5、參考資料：數(shù)字電子技術實驗任務書實驗四及實驗六電子技術基礎課程設計資料1. 總體設計方案選擇與論證這次我們組設計的數(shù)顯聲響式倒計時,實際上是一個計數(shù)器及其一些簡單的控制電路,對1Hz頻率的信號進行計數(shù)、鎖存、清零及其顯示.對1Hz時間信號必須做到準確穩(wěn)定,本次使用的是555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器(即1s信號源),利用計數(shù)器的預置數(shù)功能對電路的倒計時進行預置,再用計數(shù)器對其進行計數(shù),用譯碼顯示電路進行顯示,并同時做到最后3秒報警和電路整體停止,即可完成.1.1 方案一如圖3.1所示，信號直接由555定時器產(chǎn)生(頻率1Hz,占空比0.5)，由74LS192主控倒計數(shù),JK觸發(fā)器控制LED和74LS

6、192復位,三態(tài)門控制計數(shù)停止.1s信號源(555定時器)7段顯示數(shù)碼管(數(shù)顯部分)蜂鳴器(聲響部分)74LS192(倒計時部分)D觸發(fā)器(復位開關)5V電壓源7448譯碼器圖3.11.2 方案二 如圖3.2所示,信號先由555定時器產(chǎn)生頻率為10Hz的矩形脈沖,再經(jīng)過十分頻,輸出頻率為1Hz,占空比為0.5的矩形脈沖,由74LS192主控倒計時,JK觸發(fā)器控制LED和74LS192的復位,與門控制計數(shù)停止.圖3.21.3 對比選擇 從準確度來說,方案二要優(yōu)于方案一,因為方案二時鐘信號經(jīng)過十分頻,誤差更小、占空比更準確,但單就任務書而言,方案一就足夠了,并且方案一所使用的芯片少,簡單、實用,因

7、此我們選擇方案一.2單元電路與總電路設計2.1 5V電源電源是最基本也是比較重要的一部分電路,它的好壞直接影響到整個電路的正常設計與否.它的一般設計步驟如下:1. 用變壓器得到可用的交流電;2. 經(jīng)過整流橋?qū)ζ溥M行整流;3. 再用電容對其進行濾波;4. 最后用7805穩(wěn)壓系統(tǒng)對其進行穩(wěn)壓.2.2 1s信號源555定時器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路,用它能方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器.由于使用靈活 方便,所以它在波形的變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許 多領域得到廣泛的應用.由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖所示.圖中的電阻與電容為定時器件,決定工作頻率.由

8、于蜂鳴器要在最后三秒響半秒停半秒,所以要由555產(chǎn)生周期為1s、占空比為50%的矩形脈沖,因為此振蕩器的占空比為50%(波 形)，所以在電路中加入二極管,這樣電容充、放電所經(jīng)過的電阻一 樣大,充放電時間一樣,所以占空比為50%。2.3 減法計數(shù)器電路計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中使用最多的時序電路.它是由觸發(fā)器和控制門組成.它不僅可以用來計數(shù),還可以用于數(shù)字系統(tǒng)的倒計時.計數(shù)器的種類繁多,分類方法也有很多.按計數(shù)器中的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)次序可分為同步和異步計數(shù)器;按計數(shù)器的編碼方法分為二進制、十進制和其他進制計數(shù)器;按技術過程中的數(shù)字增減分為加法和減法計數(shù)器.使用兩塊74LS190進行減法計數(shù),左邊低位片,右邊高

9、位片,清零端接高電平,置數(shù)端接復位信號,CLK端接1s信號源,B端經(jīng)過一個反向器接高位片S端,高位片其他接法如低位片.2.4 顯示電路兩塊74LS190芯片的輸出端,分別接兩塊74LS48的輸端,74LS48的輸出端與7段數(shù)碼顯示管相連,兩個數(shù)碼管,一個顯示十位,一個顯示個位.2.5 報警電路最后三秒信號對應的輸出應為00000011、00000010、00000001以及LED滅,用或門、或非門和與非門電路選出最后三秒信號,再與上占空比為50%的時鐘信號即可實現(xiàn)最后三秒響半秒、停半秒的報時功能.2.6 復位電路 選擇74LS74的D觸發(fā)器進行復位,D觸發(fā)器的D端節(jié)Q, 當打開電源的瞬間,d觸

10、發(fā)器的Rd端接低電平有效清零,待電容C充電完成后Rd端變?yōu)楦唠娖?清零無效,故保持原狀態(tài),上電復位完成;開按下一次,CLK端得到一個上升沿,當前狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次,使可以達到復位/倒計時效果.2.7 總體電路見附錄33. 實驗裝調(diào)3.1 方法與步驟 按照設計好的單元電路連接好每一個單元電路,在調(diào)試好每個單元電路后,再把所有的相關的反饋電路聯(lián)系在一起,按照所涉及的電路圖進行連接,最后測試以達到最終任務書的要求.3.2 故障及其處理 實驗中遇到了許多問題,例如在實際連接電路的時候,總是會出現(xiàn)不符合預期的顯示結(jié)果和現(xiàn)象,最后進過多次調(diào)試和同學的共同努力下,終于一個一個的解決了問題,最終完成了課程設計所規(guī)定

11、的任務.4. 總結(jié)和體會 電路的安裝與調(diào)試是我們這次課程設計的主要任務之一，也是整個過程的最難的階段。在整個過程中我和我的搭檔們把在問題檢測不出來得時候基本上每個人都把電路重新連接一遍，因為圖紙設計和理論是最基礎的，所以我們花了兩個下午的時間來進行小組討論，電源，信號源與數(shù)顯部分基本沒有問題，唯一有爭議得就是報警、計數(shù)器使能控制與LED燈的十位指示作用部分。在暫時定下了初稿之后是答疑。在請教了老師這兩個部分之后我和我的同伴就開始了實物安裝。我們認真細致的安插，安裝一個檢查一個，安裝好之后用萬用表來檢測。，在接了幾次之后，發(fā)現(xiàn)還是有些復雜而不像剛開始想象的那般簡單，線太多了，需一口氣合成稍有開叉

12、又得重新看起，弄得我們有點頭昏眼花。終于在一步步的安裝與調(diào)試之后各部分都已經(jīng)沒問題。接下來就是整體電路調(diào)試了，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了一些小問題都可以理解和解決，但有一個問題我們無法解釋：不能正常的開機復位，開機時出現(xiàn)一個任意數(shù)并直接計數(shù)，當然也就不知道怎么解決了?？墒蔷瓦@么放棄不理卻又不大甘心，我們仔細分析了電路以及電路仿真：不能開機復位也就是計數(shù)器74LS190置數(shù)端開機時不是低電平，電路設計時和仿真時均為低電平，實際工作時并沒有按照設計的方式工作，通過用萬用表檢測該端口電平為0.17V，這個電平屬于TTL低電平滿足芯片工作要求，那么是什么原因?qū)е聠栴}的出現(xiàn)呢？我們試過JK觸發(fā)器的工作特性，JK觸

13、發(fā)器沒有問題?？梢越忉尩氖情_機時電平不穩(wěn)或有毛刺致使觸發(fā)器發(fā)生錯誤動作，考慮到此處低電平有效，于是我們有一個電阻（300R）將此端口電平拉低，現(xiàn)象任然沒有改變，思想沒有錯，我們繼續(xù)試，隨著電阻的增大電路工作趨于穩(wěn)定，最后我們用了一個大電阻（100K）接上去，電路穩(wěn)定工作。電路正常的運行，這是我們都很興奮，我們做成功了！數(shù)電課是我們上個學期的重點課程，應該可以說是我比較感興趣的一個課程。我開始發(fā)現(xiàn)了數(shù)電本身的樂趣，就覺得數(shù)電也挺簡單的。很快經(jīng)過三個緊張而又充實的禮拜，課程設計也接近了尾聲，經(jīng)過三周的奮戰(zhàn)我的課程設計終于完成了。在沒有做課程設計以前覺得課程設計只是對我所學知識的單純總結(jié)，但是通過這

14、次做課程設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我明白了學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。此次課程設計使我重新又學習了數(shù)字電子技術的有關知識，電子電路proteus，word等常用辦公軟件掌握的更加熟練，以及了解了更多的常用芯片的工作原理與工作方式?？傊还軐W會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最

15、后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。在此要感謝我們的指導老師對我們悉心的指導與幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力。相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。5.附錄1.原器件清單名稱規(guī)格數(shù)量變壓器220V-9V1個整流橋堆1個發(fā)光二極管1個7段數(shù)