数模混合课程设计.docx

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数模混合课程设计

数

模

混

合

课

程

设

计

姓名：

班级：

学号：

指导老师：

实验日期：

一、课程名称：

数模电路设计《时钟电路》设计实验报告

二、实验摘要：

本次设计是由以下几个功能模块组成：

直流稳压电源、振荡器、计时器、译码显示器等组成。

实现了时、分、秒计数器的仿真及秒计数器的PCB板的制作过程。

直流稳压电源提供+5V的电源，供数字电路工作，数字部分能正确的显示电子钟，具有校正功能。

三、设计内容及要求：

1、设计内容：

设计一个利用直流稳压源供电的数字钟、直流稳压电源、振频器、计数器、译码器等。

2、电源设计要求：

<1>

（1）要求提供输出电压直流+5V，最大负载电流Imax=500mA，稳压系数5U≤0.05

（2）该直流稳压电源可供数字电路正常工作

<2>数字电路部分设计要求

（1）设计一个有“时”“分”“秒”显示的电子钟（23小时，59分、59秒），应具有校正功能。

（2）方案设计可充分发挥所学，可进行功能扩展（比如增加整点报时功能），尽量选中小规模集成电路设计。

（3）制作电子钟的“秒”显示部分数码显示管从0~59秒循环显示，通过按键可实现复位。

四、电路原理图与电路PCB图绘制要求

1．电路原理图绘制要求：

利用Protel99se绘制本课件所提供的模拟电路和数字电路

的原理图，按照我们所提供的元器件确定元件封装，进

行ERC检查无误后生成网络表

2．PCB绘图要求：

（1）采用单面板制图，板框尺寸为长15cm、宽10cm。

模拟电路除变压器、整流桥和滤波电容外，其余均和数

字电路画在一张PCB图上，注意模拟地和数字地要分开，

应留出稳压电路的输入接口。

（2）焊盘之间只允许走一根铜膜线。

（3）信号线、电源线及地线的最小铜膜线宽度为40mil。

（4）要求所有元件焊盘孔直径为20mil，外直径80mil。

（5）安全间距设置为20mil。

（6）采用人工布局的方式对元件进行布局，采用自动布线和手动布线相结合的方式布线。

五、电路制作及调试要求

（1）制作输出电压可调的直流稳压电源，输出电压范围为1.25～15V，通过电位器调节至5V。

（2）制作电子钟的“秒”显示部分，数码显示管从0～59秒循环显示，通过按键可实现复位。

（3）调试时应采用分步调试方法，先焊接完模拟电路部分的元件，将输出电压调节至5V，然后再焊接数字电路部分的元件，通过跳线帽连接数字部分和模拟部分电源，最后上电联调，排除故障。

模拟电路——可调稳压电源电路

（一）可调稳压电源电路原理图元件表

说明

编号

封装

元件名称

2脚插针

J1

SIP2

CON2

2*2双排插针

JP1

TS100V2*2

HEADER2*2

三端稳压器

U1

TO--220

LM317

金属膜电阻

R1

AXIAL0.3

RES2

电位端

W1

VR5

RPOT

独石电容

C1，C2

RAD0.2

CAP

（二）时钟秒计数器电路原理图元件库

说明

编号

封装

元件名称

按键开关

S1

自画

SWSPST

电源指示灯

H1

RB.1/.2

LED

十进制计数器

U4、U5

DIP16

CD40110

十进制分频器

U3

DIP16

CD4017B

555

U2

DIP8

NE555

电阻

R2，R3

AXIAL0.3

RES

电解电容

C3

RB.1/.2

CAPACTTORPOL

独石电容

C4

RAD0.2

CAP

7段显示管

X1、X2

自画

SM420501K

六、组装调试的内容包括：

（1）使用的主要仪器和仪表

激光打印机、热转移机、高精度微型旋转、半自动腐蚀机、数字万用表、夹线钳、电烙铁、细砂机、油性笔、透明胶布、汽油、调节电位器。

（2）调试电路的方法和技巧

调试时应采用分步调试方法，先焊接完模拟电路部分元件，将输出电压调制5V，然后再焊数字部分元件，通过跳线帽连接数字部分和模拟部分电源，最后上电并调出故障。

（3）电路制作所提供的元器件

1．单面敷铜板（规格：

15mmX10mm）每组1张

2.普通A4打印纸（请每组自备3张）

3．LM317集成块（包括散热片及固定螺丝）：

每组1套

4、5K可调电位器：

每组1个

5．240Ώ电阻：

每组1支

6.470Ώ电阻:

每组1支

7．47KΏ电阻：

每组2支

8.300Ώ电阻：

每组2支

8．10uF电解电容：

每组1支

9．1uF独石电容：

每组1支

10．0.1uF独石电容：

每组2支

11．2脚单排插针：

每组3个

12．8脚IC座：

每组1个

13．16脚IC座：

每组3个

14．跳线帽：

每组2个

15.按键开关：

每组1个

16.发光二极管：

每组1个

17.5脚单排插针：

每两组1条

七、单元电路设计及仿真

1、直流稳压电路的仿真

2、555振荡器的仿真

555振荡器的示波图

3、秒计时器

4、分计时器

5、时计数器

6、校正电路

7、CD4017测试

八、PORTEL电路

（一）电路图

1、模拟电路—可调稳压电源电路

2、时钟秒技术电路原理图

3、秒计数器总电路图

（二）PCB电路原理图

九、心得体会

•数字技术和模拟技术相综合的课程设计是采用EDA作为核心技术并同时保留部分传统电子设计及制作方法的新课程。

本次课程程引导我在学习中培养了我的创新能力、协作精神，加强了我的动手能力，培养和工程实践的训练，提高我针对实际问题进行电子设计、制作的综合能力。

•本次实验课让我对于本专业的软件有了更好的了解，让我加深了对软件的认识，更有助于减小了我以后工作中的负担。

•我相信在我以后的道路上，数字技术和模拟技术课程设计会给我带来不同凡响的影响，我会用所学知识来实现自己未来的路。