数字时钟实验报告.docx
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数字时钟实验报告.docx
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数字时钟实验报告
数字时钟实验报告
实验报告
课程名称:
____数字电子技术实验_______指导老师:
_____________成绩:
_________实验名称:
数字电子的认知实验:
数字钟_实验类型:
_______同组学生姓名:
__________
一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1、体会有关数字逻辑电路的功能,立交数字逻辑电路的工作特点。
2、联系用数字集成逻辑电路组装数字电子电路。
3、学习数字电子电路的调试方法。
4、了解数字电路的基本组成,认识数字信号、逻辑电平和逻辑关系。
5、掌握数制、码制及相互间的转换。
装
二、实验内容和原理
订
1、检查译码显示电路的功能。
线在实验箱上译码显示电路部分的DCBA端依次输入0000~1111代码,列表记录数码管所显示的数字或形状。
2、测试74LS161计数器的功能。
在CP(时钟)端加入手控的逻辑电平信号,输出端(QQQQ)接发光二极管,DCBA观察并记录发光二极管亮、暗情况与CP端手动脉冲
个数的关系。
3、数字式电子表中的译电路和时、分、秒显示电路。
1)对中规模集成译码器74HC247进行逻辑功能测试。
2)用静态方法检查七段半导体数码管的好坏。
3)连接译码器和七段半导体数码管后进行实验。
4、数字式电子表中的集成计数器
1)对中规模集成计数器74HC161进行逻辑功能测试。
2)将74HC161与译码器显示电路连接后,进行功能测试。
3)用74HC161连接成十进制加法计数器,进行功能测试。
1
4)用74HC161连接成六进制加法计数器,进行功能测试。
5、数字式电子表中的秒、分、时计数器。
1)用多片74HC161连接出一个六十进制和二十四进制计数器。
P.
2)连接能完整显示秒、分、时的数字式电子表电路。
6、数字式电子表电路的基本组成。
装
订
线如上图所示,该电路有级联的秒、分、时计数器,以及相应的6只译码器、六只七段半导体数码管等部分组成,秒、分计数器都为六十进制计数器,时计数器为二十四进制计数器。
由秒脉冲发生器产生频率稳定的秒脉冲,作为六十进制秒计数器的技术输入脉冲,技术结果分别经秒个位和秒十位译码器译码后,由2只七段半导体数码管以十进制数的形式显示出秒数。
当六十进制计数器回到零,同时向分计数器产生一个分技术脉冲,分计数器加计一分钟。
如果计时器是一个二十四进制计数器,当计数器计数到23时59分59秒后,若再输入一个秒脉冲,则时、分、秒计数器都回复到0,并显示“00时00分00秒”,表示时间已到了午夜零点。
7、数字式电子表的译码和显示电路。
2
如上图所示,电子表中的显示部分由六只共阳极的半导体数码管组成。
当要点亮某一段时,在共阳极接正电源后,只需在该对应段发光二极管的阴极加上低电平,则该段的发光二极管导通,这一段就被点亮发光。
例如,要显示“5”时,应该a\c\d\f\g段的阴极加上低电平。
测试译码器和显示器的实验步骤如下:
1)中规模集成译码器74HC247逻辑功能测试
2)半导体数码管各段好坏的检查
3、数字式电子表中的计数器。
装
集成计数器测试实验步骤如下:
订
1)测试74HC161的逻辑功能。
线2)将计数器输出与译码器显示电路的输入端DCBA相连。
3)用74HC161计数器连接成一个十进制加法计数器。
4)用74HC161计数器连接成一个六进制加法计数器。
8、数字式电子表的秒、分、时的计数器。
秒、分计数器都是六十进制计数器,由十进制计数器和六进制加法计数器级联而成,各位为十进制计数器,十位为六进制计数器。
1)六十进制计数器,显示秒或分
当各位十进制计到9后,下一个计数脉冲到达时计数器状态应该回到0,同时向十进制计数器发出上升沿进位信号,因此,各位计数器向十位计数器发出的进位信号是在各位计数器从1001状态变到0000状态时发出的。
3
)二十四进制加法计数器3
个位为十进制计数器,十位为二进制计数器。
当十位的计数值还不到2时,个位的计数器应按照十进制的规律进行计数,但当计数到23时,个位的计数器应按照十进制的规律进行计数;若再来一个脉冲,则应将十位计数器和个位计数器同时清零,从而实现二十四进制计数。
三、实验所需器材
示波器,74HC161,74HC00,实验箱。
四、实验步骤
数字式电子表电路的实验步骤如下:
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1)、用四片74HC161计数器分别连接成六十进制和二十四进制两个计数器,并进行计数功能测试。
2)、个计数器经静态和动态调试,工作正常后,再与译码、显示电路连接并进行测试。
3)将六十进制计数器与二十四进制计数器相连接,完成能显示分、时功能的数字式电子表电路。
五、实验数据记录和处理
部分实验电路图及十进制各位输出波形如下
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六、实验结果分析及心得体会
1、在调试六十进制电路的时候遇到一个很严重的问题,当高低位同时输出是只能显示到四十进制,当单独显示时,地位是十进制,高位是六进制,情况正常。
后来想到这可能是脉冲信号不够强或者有干扰造成的。
我先尝试了滤波,把输出的脉冲信号引入了一个电容滤波,但是结果仍然不正确。
经过一番调试后,我把脉冲信号改成了手动,然后结果就变正确了。
这也告诉我,在遇到一些实际问题的时候,应该从各方面分析,如果是多级电路,可以分级调试,在调试时,应分阶段连接调试,一步一步地进行。
例如,先连接好个位的十进制计数器,电路工作正确后,再接十位的计数器。
两者都正常后,再将60进制计数器连接起来。
采用这种步步为营的接线和调试方法(称为自下而上),能较容易地发现问题并排除故障。
2、在用示波器测十进制输入的时候,示波器上显示的波形正常,但是一直显示频率为0,而直接测信号频率的时候又有频率显示,而且正常,我调试了很久示波器,但依然没解决这个问题。
3、根据实验分析,计数器显示时可能会遇到的计数问题可能的原因有:
1)接线问题
2)实验箱的因素(5V电源稳压性能、时钟边沿特性不佳、芯片矩离
太远等)
3)接线布局等因素引入干扰(接线太长、层叠太多、引脚悬空等)
解决途径有:
1)改善接线布局以减少干扰(换短的电线、层叠在3层以下、置数
L接高电平、芯片电源处接滤波电容,或重新接一次)
2)在十位计数器的2脚(CP端)或1脚(清零端)接滤波电容
3)改变设计,如把异步改成同步。
4)由于异步电路存在“毛刺”,容易产生误动作,因此,解决这一问
题的根本方法是采用同步时序电路来设计60进制计数器。
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