数字钟课程设计报告.docx
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数字钟课程设计报告.docx
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数字钟课程设计报告
电气与电子信息学院
《电子设计与实训课程设计任务书》
专业班级:
实训时间:
二周/班
分组情况:
每组1~2人
指导老师:
(一)实训题目:
直流稳压电源和多功能数字钟。
(二)实训目的:
1、巩固和加深学生对模拟电子技术,数字逻辑电路等课程基本知识的理解,综合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个实际课题。
2、根据课程需要,通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选用元气件,通过电路组装,调试和检测环节,掌握电路的分析方法和设计方法。
4、熟用常用电子元气件的类型和特性,并掌握合理选用原则。
5、掌握电路图、PCB图的设计方法,学会电路的安装与调试。
6、掌握常用仪器、仪表的正确使用方法,学会电路整机指标的测试方法。
(三)实训要求
1、数字钟的功能要求:
准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间,小时计时要求为“24翻1”,分和秒的计时要求为60进位,要有校正时间电路。
2、直流稳压电源的功能要求:
输入220V交流电压,输出+5V直流电压。
(四)实训报告:
不少于5000字,A4幅面,统一复印封面和任务书。
①封面、实训任务书
②实训报告目录及摘要
③直流稳压电源的功能及原理论述(电路原理图)
④数字钟功能及原理论述(系统组成框图、电路原理图)
⑤各模块的功能,原理,器件选择
⑥结果分析
⑦实训小节
⑧附录----参考文献
(五)时间安排:
第1周:
直流稳压电源及撰写实训报告;
第2周:
多功能数字钟的安装与调试。
(六)主要设备及器件:
多功能数字钟主体电路元器件清单
元件名称
元件型号
元件数量
元件封装
元件说明
电路板
通用板
1
22CM*14CM
3孔连在一起的通用板(十行)
变压器
220V\9V
1
10W左右
降压变压器
电解电容
4.7uF
1
耐压16V\25V
极性电容
100uF
2
瓷片电容
0.1uF
1
104
无极性电容
0.01uF
3
103
无极性电容
电阻
2K
1
AXIAL0.4
电阻
1K
46
AXIAL0.4
电阻
3.3K
2
AXIAL0.4
电阻
100K
2
AXIAL0.4
电阻
电位器
200K
1
塑料封装
多圈调节电位器
集成芯片
CC4011
2
DIP-14
四2输入与非门
CC4511
6
DIP-16
锁存\译码\驱动
CC4518
3
DIP-16
10进制计数器
CC4081
1
DIP-14
四输入与门
NE555
1
DIP-8
定时器/8脚时基集成电路
芯片插槽
8孔
1
8孔芯片插槽
14孔
3
14孔芯片插槽
16孔
9
16孔芯片插槽
集成稳压器
7805
1
三端
集成稳压器
整流桥堆
2W10
1
整流
发光二极管
2
显示
显示管
共阴
6
七段共阴数码管
开关
小按钮开关
2
中等高度
按钮头要高一点的
两相插头
1
带半米导线
带半米导线的两相插头
备注/说明
以上为一套多功能数字钟主体电路的元器件清单
电子设计与实训课程设计材料清单
导线
排线1米
(单股线芯)
焊锡
一卷
(大卷)
绝缘胶布
一卷
备注/说明
以上是以班为单位的材料清单
电气与电子信息工程学院
课程设计报告
设计:
电子设计与实训课程设计
专业名称:
电气工程及其自动化
班级:
学 号:
姓名:
指导教师:
设计时间:
2009.12.14—2009.12.25
设计地点:
K2—电子实习
(2)室
课程设计目录
一、封面
二、目录
三、设计任务书
四、数字钟的设计与制作
1、设计目的
2、设计要求
3、设计所需器材及工具
4、设计方案及论证
1设计逻辑框图及原理方框图
2“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图,芯片引脚排列图及功能表
3秒计数、译码/驱动及显示部分的设计
4分计数、译码/驱动及显示部分的设计
5时计数、译码/驱动及显示部分的设计
6分时校准电路的设计
5、焊接技术及安装工艺
6、调试步骤及故障排除
7、附图
五、稳压电源的设计与制作
1、设计目的及要求
2、设计所需的器材及工具
3、设计内容及步骤
1设计逻辑框图及电路原理图
2常用电子仪表的使用及注意事项
3常用电子元器件的认识及测量
4通电调剂及故障排除
六、设计小结
七、设计参考资料
数字钟的设计与制作
一、设计目的
通过设计与实践,制作出具有准确显示小时、分、秒的数字钟,且可以校时。
二、设计要求
数字钟的功能要求:
准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间,小时计时要求为“24翻1”,分和秒的计时要求为60进位,要有校正时间电路。
三、设计所需器材与工具
多功能数字钟主体电路元器件清单
元件名称
元件型号
元件数量
元件封装
元件说明
电路板
通用板
1
22CM*14CM
3孔连在一起的通用板(十行)
电解电容
4.7uF
1
耐压16V\25V
极性电容
瓷片电容
0.01uF
3
103
无极性电容
电阻
1K
46
AXIAL0.4
电阻
3.3K
2
AXIAL0.4
电阻
100K
2
AXIAL0.4
电阻
电位器
200K
1
塑料封装
多圈调节电位器
集成芯片
CC4011
2
DIP-14
四2输入与非门
CC4511
6
DIP-16
锁存\译码\驱动
CC4518
3
DIP-16
10进制计数器
CC4081
1
DIP-14
四输入与门
NE555
1
DIP-8
定时器/8脚时基集成电路
8孔
1
8孔芯片插槽
芯片插槽
14孔
3
14孔芯片插槽
16孔
9
16孔芯片插槽
7805
1
三端
集成稳压器
发光二极管
2
显示
显示管
共阴
6
七段共阴数码管
开关
小按钮开关
2
中等高度
按钮头要高一点的
备注/说明
以上为一套多功能数字钟主体电路的元器件清单
主要工具及附加材料:
电烙铁、烙铁架、焊锡丝、松香、导线、绝缘胶布、透明胶带、镊子、钳子、数字万用表、吸锡器、剥线钳、一字起子一套等等。
四、设计方案论证
1、设计逻辑图及原理方框图
逻辑框图原理方框图
由上图的总体结构图可知,该设计大概可以分部分:
秒脉冲产生部分、计数部分、显示部分、校时部分。
在秒脉冲产生部分中,可以用振荡器或者555定时器予以实现,为了保证准确性,优先选用振荡器,但是由于个人技术问题,我们选用了555定时器来产生秒脉冲;在计数电路中,我们采用CD4518计数器,4518为双BCD同步加法计数器。
在显示部分,我们采用CD4511芯片结合数码管来实现。
最后的校时部分用四2输入与非门的CD4011芯片结合瓷片电容来完成。
2、“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图、芯片引脚排列图及功能表
“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图
振荡器是数字钟的核心部分。
振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定,但是由于某种原因,本实验采用555定时器。
其中要求R1、R2为100K的电阻C1为4.7F、C2为0.01F的电容,Vcc为+5V电源,GND接地。
“脉冲信号发生器”是采用“555”定时器,所以下图为555芯片的引脚图及功能表。
3、秒计数、译码/驱动及显示部分的设计
众所周知,秒、分、时分别为六十、六十、二十四进制(十二进制亦可)计数器那么“秒”和“分”计数器用两块十进制计数器级连来实现,它们的个位为十进制,十位为六进制,这样,符合人们通常计秒数的习惯。
“时”计数也用两个十进制集成块,只是做成二十四进制,上述计数器均可用反馈清零法来实现。
秒计数采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”信号送入“秒”计数器,秒计数器采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分”脉冲信号,该信号将作为“分”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的一个与门来实现。
而CD4511芯片具有锁存\译码\驱动的功能,可以外接电阻驱动七段口LED数码管显示出来,以下即为秒计数器的设计原理图。
见附图中图①部分
4、分计数、译码/驱动及显示部分的设计
分计数和秒计数的原理差不多,也是采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”计数器的进位脉冲送入“分”计数器,每累计60分发出一个“时”脉冲信号,该信号将作为“时”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的又一个与门来实现,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,以下即为分计数器的设计原理图。
见附图中图②部分
5、时计数、译码/驱动及显示部分的设计
时计数和分计数的原理差不多,也是采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“分”计数器的进位脉冲送入“时”计数器,但是是计数器采用的是24进制、且不需要进位脉冲,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,以下即为分计数器的设计原理图。
见附图中图③部分
其中秒、分、时计数器都用到芯片CD4511、CD4518、CD4081和数码管,下面就针对秒、分、时的设计原理来介绍这些芯片的引脚及功能。
①数码管是数字钟的显示部分,由七段LED和一个点构成,其引脚图如下
②CD4511是BCD锁存/7段译码器/驱动器,常用的显示译码器件,MAX7219和他功能差不多。
CD4511引脚功能:
BI:
4脚是消隐输入控制端,当BI=0时,不管其它输入端状态是怎么样的,七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。
LE:
锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
LT:
3脚是测试信号的输入端,当BI=1,LT=0时,译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何,七段均发亮全部显示。
它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g:
为译码输出端,输出为高电平1有效。
③CD4518是十进制双BCD同步加法计数器,内含两个单元的加计数器,下图为CD4518的引脚图及功能表。
④CD4081是四2输入与门电路,其结构和CD4011差不多,具体引脚图如下。
6、分时校准电路的设计
分时校准电路的原理是一样的。
均是采用瓷片电容103和与门电路用开关来实现的,具体电路图如下。
平常计时状态下,开关处于断开状态,当需要校时时,按下开关,瓷片电容则放电,CD4011的引脚1、2是低电平,3引脚输出高电平,此时8引脚送入时钟脉冲,则10输出低电平,那么4输出一定是高电平,而且这个高电平被送入CD4518的1号时钟引脚,此时“分”必定加1,同理,若连续按下开关则“分”就会连续加1,即完成分校时。
时校时电路的原理和分校时是一样的,不多做解释。
五、焊接技术及安装工艺
1、烙铁使用的注意事
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- 关 键 词:
- 数字 课程设计 报告