电工电子综合实验报告.docx

电工电子综合实验报告.docx

《电工电子综合实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子综合实验报告.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电工电子综合实验报告

电工电子综合实验

--多功能数字计时器的设计

题目电工电子综合实验

--多功能数字计时器的设计

办学学院

校外学习中心成

专业电气工程及其自动化

年级

学生姓名

学号

2012年03月12日

目录

设计内容……………………………………………………2

设计原理……………………………………………………2

分步电路图…………………………………………………3

总电路图……………………………………………………7

调试说明及体会……………………………………………8

附录…………………………………………………………9

设计内容简介

1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供1HZ脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器的1KHZ、2HZ脉冲。

2）设计一个计时电路，完成0分00秒~9分59秒的计时功能。

3）设计仿电台报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）

4）设计校分电路，在任何时候，拨动校分开关，可进行快速校分

5）设计清零电路，具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以进行计时器清零。

6）系统级联调试，将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。

7）可增加数字计时器附加功能，例如数字计时器定时功能、电路起停功能、电路采用动态显示等。

设计原理

分部电路图

1、振荡器的设计

晶振管为石英管固有振荡频率为32768HZ，经过一片的4060分频从Q14管脚输出的脉冲频率为2HZ。

将74LS74的管脚连接成D触发器，输入2HZ脉冲，输出1HZ的脉冲。

可以使用三用表的10V直流电压档进行检验，黑表笔接地红表笔接74LS74的5管脚指针在0到5V间做周期为一秒的震荡说明电路连接正确。

2、计数器的设计

秒个位和分个位均使用4518，因为4518为模十计数器。

秒十位使用74LS161，虽然74LS161为模十六BCD计数器，我们可以通过电路的连接实现模六的设计。

当秒个位循环由1001跳为0000，可以用Q3的输出取反作为秒十位的脉冲输入使秒十位计数。

当秒十位循环由0101跳为0000时Q0、Q2由1变为0，将这两位相与取反后输入清零端即可构成模六计数器。

因为由4518的功能表得出如图管脚接法的4518为下降边沿触发，所以可以将Q2信号作为分个位的输入脉冲信号。

3、译码器的设计

因为4518是MOS管所以管脚不能悬空，根据功能表将3、5脚接高电平，4脚接地。

三片4518分别接对应计数器的Q0、Q1、Q2、Q3。

4、显示字的设计

管脚对应连接即可每个管脚前加300Ω的电阻，然后将译码器和显示字对应的a、b、c、d、e、f、g管脚连接起来。

三个接地端连接起来后同时接地。

5、较分电路的设计

开关打开时输出的脉冲信号是原74LS161的输出信号，闭合时输出时脉冲信号频率是1HZ，较分电路可以加快分个位的计数。

6、清零电路的设计

打开开关时4518和74LS161清零端都未起作用，闭合时即可触发清零端，由功能表得4518为低电平清零74LS161为高电平清零。

7、报时电路的设计

9分53秒、9分55秒、9分57秒、9分59秒的二进制分别为

100101010011

100101010101

100101010111

100101011001

蜂鸣器发1KHZ频率的鸣叫时应该将1KHZ的信号与3Q3、3Q0、2Q0、2Q0、1Q1和1Q2的或、1Q0六个信号相与即可。

蜂鸣器发2KHZ频率的鸣叫时应该将2KHZ的信号与3Q3、3Q0、2Q0、2Q0、1Q3、1Q0六个信号相与即可。

用于报时的2KHZ频率的信号是从4060的Q4管脚引出来的

用于报时的1KHZ频率的信号是从4060的Q5管脚引出来的

总电路图

调试说明及体会

调试说明

1、实验时使用的面包板左边四列上下25孔被隔开需要使用导线连接起来，其他的行左右25孔是被隔开的也需要用导线连接起来。

2、连接电路时采用分级调试的方法，先调试振荡源的发出的震荡信号的正确性。

然后先后调试秒个位、秒十位、分个位的显示。

最后将较分电路、清零电路、仿电台报时电路分别接入后调试电路的完整性。

遇到的问题及解决方法

1、分频器没有信号输出

原因：

4060Cr端未接地，因为分频器是MOS管它的清零端不能够悬空，悬空的话芯片被不断清零将不会产生脉冲信号

解决办法：

Cr端接地

2、显示字没有显示，直流电压输出为零

原因：

显示字的8脚接了正电压使显示字短路。

解决办法：

将接8脚接正电压的导线拔掉。

3、开机时分个位显示为1

原因：

开机未清零，清零电路的电解电容正负极接反。

解决方法：

调换电解电容的极性。

4、蜂鸣器的报时声非常微弱

原因：

电压不够，面包板25和26脚间没接导线。

解决方法：

25和26脚间补上导线。

实验体会及收获

1、实验前充分预习，画出电路图，理清原理图连线，可以在连线两端都标注连接各器件的管脚号，实际连线时才能做到既快又准确。

2、导线长度要合适，尽量紧贴面包板不要跨接，方便修改及查错。

颜色选择要有规律，如接高电平用红线，接地用黑线，连接线用一种颜色的线方便检查。

3、电路连线一定要细心谨慎，放慢速度，及时调试，切忌急于求成。

4、本次实验提高了我的动手实践能力、独立思考能力、查阅资料解决问题的能力以及遇到错误仔细检查排除故障的能力。

附录

元件清单

名称

型号

数量

显示字

共阴

3

译码器

CC4511

3

BCD码计数器

CC4518

1

四位二进制计数器

74LS161

2

分频器

CC4060

1

D触发器

74LS74

1

非门

CC4069

1

二入与非门

74LS00

2

四入与门

74LS21

5

二入或门

74LS32

1

晶振

32768Hz

1

蜂鸣器

1

电容

10p

1

20p

1

22u

1

电阻

300

21

10k

3

22M

1

各元件的引脚图及功能表

引脚图：

功能表：

CC4518逻辑功能表

输入

输出

Cr

CP

EN

清零

1

×

×

0

0

0

0

计数

0

↑

1

BCD码加法记数

保持

0

×

0

保持

计数

0

0

↓

BCD码加法记数

保持

0

1

×

保持

74LS74逻辑功能表

输入

输出

CP

Ｄ

清零

×

０

１

×

０

１

置“１”

×

１

０

×

１

０

送“０”

↑

１

１

０

０

１

送“１”

↑

１

１

１

１

０

保持

０

１

１

×

保持

不允许

×

０

０

×

不确定

74LS161逻辑功能表

输入

输出

CP

D

C

B

A

清零

×

0

×

×

×

×

×

×

×

0

0

0

0

0

送数

↑

1

0

×

×

d

c

b

a

d

c

b

a

0-1

记数

↑

1

1

1

1

×

×

×

×

二进制加法记数

保持

×

1

1

0

1

×

×

×

×

不变

保持

×

1

1

1

0

×

×

×

×

不变

参考文献

1、数字逻辑电路与系统设计蒋立平电子工业出版社

2、电子线路实践教程王建新科学技术出版

3、电子实验与电子实践南寿松中国标准出版社

4、电子技术实验董平电子工业出版社

5、电子技术实验与课程设计蔡忠法浙江大学出版社