数电课设
- 格式:doc
- 大小:1.44 MB
- 文档页数:16
数电课程设计电子钟一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,理解电子钟的工作原理。
2. 使学生了解并掌握电子钟各组成部分的功能及相互关系。
3. 培养学生运用数字电路知识分析、设计简单电子系统的能力。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识,设计并搭建电子钟的能力。
2. 培养学生运用电子仪器、设备进行测试、调试和故障排查的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术产生兴趣,激发学生学习积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。
3. 培养学生具备创新意识和实践能力,增强学生对我国电子科技发展的自豪感。
课程性质分析:本课程属于电子技术课程,通过设计电子钟,使学生将所学数字电路知识应用于实际项目中,提高学生的实践能力。
学生特点分析:学生具备一定的数字电路基础知识,具有较强的动手能力和探究欲望,对实际应用场景感兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
通过课程目标分解,实现对学生知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
2. 电子钟工作原理:振荡器、分频器、计数器、显示电路等。
3. 电子钟各组成部分功能及相互关系:晶振、分频器、秒、分、时计数器、显示驱动等。
4. 电子钟设计流程:需求分析、电路设计、仿真测试、硬件搭建、调试优化等。
5. 教学大纲:(1)第一周:回顾数字电路基础知识,介绍电子钟工作原理及各部分功能。
(2)第二周:分析电子钟各组成部分的相互关系,讲解设计流程。
(3)第三周:分组讨论,确定设计方案,进行电路设计和仿真测试。
(4)第四周:硬件搭建,进行调试和优化,确保电子钟正常工作。
6. 教材章节及内容:(1)第四章:数字电路基础,涉及逻辑门、组合逻辑电路等。
(2)第五章:时序逻辑电路,涉及计数器、寄存器等。
数电课程设计——病房呼叫系统一、课程设计目的:通过本设计课程的学习,让学生深刻理解数字电路的设计和应用,提高学生的电路设计能力,并能够运用所学知识完成一个完整的电路设计和实践应用。
二、课程设计内容:1.设计目标本设计课程旨在设计一个病房呼叫系统,该系统可以根据对应的呼叫按钮,向医护人员的接收设备发送呼叫信息,以便医护人员及时处理相关事项,保障病人的生命安全和健康。
2.设计要求本课程设计要求学生掌握数字电路的基本原理和设计方法,能够运用寄存器、计数器、门电路等数字电路芯片实现病房呼叫系统的设计。
3.电路功能和结构设计病房呼叫系统主要由呼叫按钮、控制器、显示器、接收器四个部分组成。
a、呼叫按钮:将病人的呼叫信息发送给控制器,可以设置多个呼叫按钮。
b、控制器:接收呼叫按钮的信号并将相应的信号发送给对应的接收器,同时将呼叫信息进行存储和显示。
c、显示器:将呼叫信息显示在屏幕上,提醒医护人员及时处理。
d、接收器:接收控制器发送的信号,发出声音或振动提醒医护人员。
4.电路实现电路实现的关键是对病房呼叫系统的设计进行详细规划。
a、呼叫按钮部分:根据病房的实际情况,需要设置多个呼叫按钮,每个呼叫按钮都需要连接到控制器上。
呼叫按钮可以选择常开或常闭两种形式,常开按钮需要通过电路控制而常闭按钮则直接连接。
b、控制器部分:控制器是整个系统的核心部分,需要安装多个触发器,以接收不同按钮的信号,并将信号进行存储、比较和转换,最终实现呼叫信息的显示和发送。
c、显示器部分:显示器可以采用一块数码管,将呼叫信息的编号进行展示,提醒医护人员及时处理。
d、接收器部分:接收器部分可以选择蜂鸣器、灯光或振动器等形式,将呼叫信息传达给医护人员。
5.相关细节设计为了使整个系统稳定可靠,需要对相关的细节进行设计:a、电源:最好采用稳压电源,以保证电路工作的稳定性。
b、防雷保护:在系统设计中需要注意对各个部位进行综合防雷保护,以保障电路安全和可靠。
较简单的数电课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,理解常用逻辑门电路的原理及其功能。
2. 学会分析简单的数字电路,并能正确使用逻辑门电路进行组合设计。
3. 掌握二进制、八进制和十六进制数的概念及其转换方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字电路分析和设计的能力。
2. 培养学生运用逻辑门电路解决实际问题的能力。
3. 提高学生动手实践和团队协作的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发学生探索电子世界的热情。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度,树立良好的科学素养。
3. 增强学生的团队合作意识,培养学生的沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在帮助学生掌握数字电路基础知识,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量,便于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习,学生将能够熟练运用数字电路知识,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字电路基础知识:逻辑门电路原理、功能及其符号表示;数字信号与数字电路的特点。
2. 常用逻辑门电路:与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
3. 数字电路分析与设计:组合逻辑电路的分析方法,逻辑门电路的设计方法。
4. 数制及其转换:二进制、八进制、十六进制数的概念及其相互转换方法。
5. 实践操作:动手实践,运用逻辑门电路进行组合设计,完成简单的数字电路搭建。
教学内容按照以下进度安排:第一课时:数字电路基础知识,介绍常用逻辑门电路的原理和功能。
第二课时:数字电路分析与设计,学会分析组合逻辑电路。
第三课时:数制及其转换,掌握二进制、八进制、十六进制数的转换方法。
第四课时:实践操作,分组进行数字电路搭建,巩固所学知识。
教学内容与教材章节关联性如下:第一章:数字电路基础第二章:逻辑门电路第三章:组合逻辑电路分析与设计第四章:数制及其转换第五章:数字电路实践操作三、教学方法本课程采用以下教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高教学效果:1. 讲授法:教师以清晰、生动的语言,结合多媒体教学手段,系统讲解数字电路基础知识、逻辑门电路原理及功能,使学生在短时间内掌握课程核心内容。
可编辑修改精选全文完整版课程设计课程名称:数字电子技术设计题目:血型遗传分析电路院系:指导教师:专业:学号:姓名:年月日目录No table of contents entries found.第一章设计目的1.本实验设计的研究目的主要是帮助学生掌握组合逻辑电路的分析和计算方法,培养学习专业知识能力。
2.通过血型遗传规律分析电路的设计,使学生在查阅资料、设计方案、参数选择、电路制作、系统调试等方面得到训练,并使学生在电路设计方面具有进一步发挥的余地。
3.根据遗传学中血型遗传规律,设计一种血型遗传规律分析电路。
使用时,只要按钮输入一组父母的血型,仪器能立即显示出子女可能的血型第二章设计要求1、根据电路设计指标的要求,本次设计血型遗传规律分析电路考虑由常用的TTL集成电路设计,由译码电路、按钮控制输入电路、译码显示电路等组成,用探针作为显示指示灯,显示子女的可能的血型。
图1 血型遗传规律分析电路设计方框图方案:血型遗传规律分析电路由两片74LS138译码器,若干与非门完成;方案材料表序号元器件名称规格型号数量备注1 3,8线译码器74LS138D 22、方案要经济实惠,还要更加直观方便的实现电路的功能,元件尽量少,连线布置更简单,维修方便。
第三章总体方案本设计用两片74LS138 线译码器以及逻辑门设计了一种血型遗传分析电路,电路中用单刀双掷开关控制输入端的高低电平来表示父母的血型情况,用灯泡的亮灭代表子女的可能的血型。
实现了输入父母血型就可以实现子女可能血型的设计。
通过用multisim的逻辑电路的仿真成功完成了电路测试。
血型遗传规律分析电路总原理图如图所示:图2 血型遗传电路原理图其主要功能为实现血型遗传规律的电路设计,电路主要由单刀双掷开关、3,8线译码器、与非门、探针组成.其工作原理如下:AB 代表父亲血型,CD代表母亲血型,则一共有16种血型配对的可能,所以本实验采用两片74LS138(译码器)级联,可完成4输入16输出功能血型配对真值表如下:在电路设计上,我们从子女的血型可能性入手,设计输出六组信号,每一组代表在父母的血型影响下孩子可能出现的血型根据设计指标中提供的血型配对表格,可多得到以下结果:实验电路图中对应的 ProdeX1 代表——B型和O型。
数电期末大作业课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握数字电路基础知识,如逻辑门、触发器、计数器等原理及功能。
2. 学生能运用所学知识分析并设计简单的数字电路系统。
3. 学生了解数字电路在实际应用中的优势,如稳定性、可靠性及易于集成。
技能目标:1. 学生能熟练使用数字电路设计软件,如Multisim、Proteus等进行电路设计与仿真。
2. 学生具备一定的动手实践能力,能搭建简单的数字电路并进行调试。
3. 学生能够通过查阅资料、团队合作等方式,解决数字电路设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对数字电路的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中,学会沟通、协作,培养集体荣誉感和责任感。
3. 学生通过学习数字电路,认识到科技发展对社会进步的重要性,增强科技创新意识。
课程性质:本课程为电子信息类专业高年级学生的专业必修课,旨在帮助学生将所学的数字电路理论知识与实际应用相结合,提高学生的动手实践能力和创新意识。
学生特点:学生已具备一定的数字电路理论基础,具有较强的学习能力和求知欲,但实践经验相对不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论联系实际,通过课程设计,使学生能够将所学知识应用于实际电路设计中,提高学生的综合运用能力。
同时,注重培养学生的团队合作精神和创新意识。
课程目标分解为具体学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字电路基础知识复习:逻辑门、触发器、计数器等原理及功能,要求学生熟练掌握并能够运用相关知识分析问题。
2. 数字电路设计软件应用:介绍Multisim、Proteus等软件的基本操作,使学生能够使用软件进行电路设计与仿真。
3. 课堂实践:组织学生进行数字电路搭建、调试,提高学生的动手实践能力。
- 实践项目1:设计并搭建一个简单的4位加法器- 实践项目2:设计并搭建一个2进制计数器4. 数字电路系统设计:指导学生进行小组合作,完成一个具有一定功能的数字电路系统设计。
数电课程设计任务书第一篇:数电课程设计任务书数电课程设计任务书一、基本情况学时:40学时学分:1学分适应班级:电气工程1204二、进度安排本设计共安排1周,合计40学时,具体分配如下:实习动员及准备工作:2学时总体方案设计:4学时查阅资料,讨论设计:24学时撰写设计报告:8学时总结:2学时教师辅导:随时三、基本要求1、课程设计的基本要求数字电子技术课程设计是在学习完数字电子课程之后,按照课程教学要求,对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。
主要是培养学生综合运用理论知识的能力,分析问题和解决问题的能力,以及根据实际要求进行独立设计的能力。
初步掌握数字电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能;熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法,训练、提高读图能力;掌握组装调试方法。
其中理论设计包括总体方案选择,具体电路设计,选择元器件及计算参数等,课程设计的最后要求是写出设计总结报告,把设计内容进行全面的总结,若有实践条件,把实践内容上升到理论高度。
2、课程设计的教学要求数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行,以班为单位全班学生集中到设计室进行。
做到实训教学课堂化,严格考勤制度,在实训期间累计旷课达到6节以上,或者迟到、早退累计达到8次以上的学生,该课程考核按不及格处理。
在实训期间需要外出查找资料,必须在指定的时间内方可外出。
课程设计的任务相对分散,每3名学生组成一个小组,完成一个课题的设计。
小组成员既有分工、又要协作,同一小组的成员之间可以相互探讨、协商,可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。
但每个学生必须单独完成设计任务,要有完整的设计资料,独立 1 撰写设计报告,设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。
四、设计题目及控制要求(根据自己的题目及其控制要求填写)五、设计报告设计完成后,必须撰写课程设计报告。
设计报告必须独立完成,格式符合要求,文字(不含图形、程序)不少于2000字,图形绘制规范。
数电课程设计
摘要:
1.数电课程设计的概述
2.数电课程设计的主要内容
3.数电课程设计的实践方法
4.数电课程设计的重要性
正文:
【1.数电课程设计的概述】
数电课程设计,全称为数字电路课程设计,是电子信息工程、通信工程等专业教育中的重要实践环节。
它旨在通过实际操作,帮助学生深入理解和掌握数字电路的基本原理、设计方法和应用技巧,从而提升学生的实际工程能力。
【2.数电课程设计的主要内容】
数电课程设计的主要内容包括:数字逻辑门电路设计、组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、触发器设计、寄存器设计、计数器设计、译码器设计、编码器设计等。
这些设计内容涵盖了数字电路的各个方面,既有理论知识的应用,也有实际操作的训练。
【3.数电课程设计的实践方法】
数电课程设计的实践方法主要包括:理论学习、实验操作、电路仿真、硬件实现等。
理论学习是基础,帮助学生理解数字电路的原理;实验操作和电路仿真是手段,让学生在实际操作中掌握设计方法;硬件实现是目标,让学生能够真正做出实际可用的电路。
【4.数电课程设计的重要性】
数电课程设计对于电子信息工程、通信工程等专业的学生来说,具有非常重要的意义。
首先,它可以帮助学生深入理解和掌握数字电路的基本原理和设计方法;其次,它可以提升学生的实际工程能力,使其能够在毕业后胜任实际工作;最后,它也是检验学生理论学习成果的重要方式。
数电课程设计交通信号灯一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电路基础知识,特别是组合逻辑电路的设计原理;2. 使学生了解交通信号灯的工作原理,并将其与数字电路设计相结合;3. 帮助学生理解交通信号灯时序控制的基本逻辑,并运用所学知识设计简单的时序电路。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力;2. 提高学生动手实践能力,学会使用数字电路设计软件进行电路设计和仿真;3. 培养学生团队合作精神,学会在团队中有效沟通和协作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 增强学生的交通安全意识,让他们明白科技在生活中的重要作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到知识为社会进步和人类福祉所做的贡献。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生为高中年级学生,具备一定的数字电路基础知识,对实际操作有浓厚兴趣。
教学要求:教师需注重理论与实践相结合,引导学生主动参与课堂,提高课堂互动性,确保学生在实践中掌握知识。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每位学生都能在课程中取得进步。
通过课程目标的实现,为学生后续学习奠定坚实基础。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 数字电路基础知识回顾:重点复习组合逻辑电路的设计原理,包括逻辑门、逻辑函数及其简化方法等。
教材章节:第一章 数字逻辑基础2. 交通信号灯工作原理介绍:分析交通信号灯的红、黄、绿三灯的控制逻辑,讲解时序控制的基本概念。
教材章节:第二章 时序逻辑电路3. 数字电路设计软件应用:教授学生使用数字电路设计软件(如Multisim、Proteus等)进行电路设计和仿真。
教材章节:第三章 数字电路设计软件及其应用4. 实践操作:指导学生运用所学知识,设计并实现一个简单的交通信号灯控制电路。
教材章节:第四章 实践操作教学进度安排:1. 第一周:回顾数字电路基础知识,介绍交通信号灯工作原理;2. 第二周:讲解数字电路设计软件的使用方法,进行电路设计;3. 第三周:分组进行实践操作,设计并实现交通信号灯控制电路;4. 第四周:验收成果,总结评价。
1 十三进制同步减法计数(无效状态为0001、0010、0011)的设计1.1 课程设计的目的:1、了解同步计数器的工作原理和逻辑功能。
2、掌握计数器电路的分析、设计方法及应用。
3、熟悉设计过程和边沿JK 触发器原理。
1.2 设计总框图:CP输入减法计数器脉冲 输出进位信号1.3 设计过程:1.3.1、状态图:/0 /0 /0 /0 /0 /0 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001/00000 0100 0101 0110 0111 1000/1 /0 /0 /0 /0 /01.3.2、选择触发器、求时钟方程、输出方程和状态方程(1)选择触发器由于JK 触发器功能齐全、使用灵活,故选用4个下降沿出发的边沿JK 触发器。
(2)求时钟方程 CP 0=CP 1=CP 2=CP 3=CP (3)求输出方程输出方程的卡诺图为:十三进制同步减法计数器8421 BCD 码00 01 11 1000011110输出方程: Y =Q n3Q n2(4)状态方程:次态卡诺图:00 01 11 1000011110所以:Q3n+1 的卡诺图为:00 01 11 10000111101 ×××0 0 0 00 0 0 00 0 0 01111 ××××××××××××0000 0001 0110 01011011 1100 1110 11010111 1000 1010 10011 ×××0 0 0 01 1 1 10 1 1 1Q 2n+1的卡诺图为:00 01 11 1000 01 11 10Q 1n+1的卡诺图为:00 01 11 1000 01 11 10Q 0n+1 的卡诺图为:00 01 11 1000 01 11 10状态方程:Q 3n+1= Q n 3Q n 2 + Q n 3Q n 0 + Q n 3Q n 1+ Q ——n 3Q _——n 2=Q ——n 3Q _——n 2 + (Q n 0+Q n 1+Q n 2)Q n 3 Q 2n+1=Q ——n 2Q ——n 1Q ——n 0+ (Q n 0+Q n 1)Q n 3Q 1n+1=Q ——n1Q ——n 0Q n 3 + Qn1Q n 0 +Q ——n1Q ——n3Q _——n 2Q 0n+1 =Q ——n 0(Q n 3+Q n 1+Q ——n 2)1 × × × 0 1 1 1 0 1 1 1 11 × × × 0 0 1 0 1 0 1 0 111 × × × 0 0 0 1 1 0 0 1 11驱动方程为:J3=Q_——n2 K3=Q_——2Q——0Q——1J2=Q——n1Q——n0 K2=Q——n1Q——n0J1==Q——n0Q n2 Q n2Q——n3Q——n0Q n3 K1=Q——n0J0=Q n1Q n2Q n3K0=1(6) 检验能否自启动(无效状态0001,0010,0011)0011 0010 10010001 1010所以能自启动1.4逻辑接线图:1.5 电路接线图1.6实验仪器74LS112芯片2块,74LS08芯片1块74LS00芯片2块开关导线若干1.7实验结论(分析实验中出现的故障及产生的原因)实验正常,个芯片运行正常。
数字电子技术课程设计报告题目:数字显示计时报警器班级:姓名:指导老师:组号:第六组目录一、课程设计的目的————————————————————1 二、设计要求———————————————————————1 三、方案设计与论证-------------------------------------------------------- 1四、设计原理与原理框图4.1设计原理————————————————————---24.2原理框图—————————————————————-2 五、数字显示计时报警器结构5.1外部10s脉冲CP电路----------------------------- 25.2D触发器构成的10秒显示灯------------------------ 35.3计时电路数码管显示——————————————-——45.4改变报警时间电路———————————————-——5 六、电路板焊接————————————————————-—-5 七、实验遇到的问题及解决方案————————————-——-5 八、设计结果——————————————————————--6 九、最后总结——————————————————————--6 十、主要参考资料——————————————————-——-6 十一、附录11.1电路仿真图——————————————————--- 611.2电路 AD—SCHDoc 画图----------------------------- 711.3电路PCBDoc画图---------------------------------- 811.4实物图—————————————————— ------ 9十二、操作步骤------------------------------------------ 10十三、元件清单------------------------------------------ 11一、课程设计的目的(1)掌握数字计时显示的原理。
课程设计说明书课程设计名称:数字电路课程设计课程设计题目:数字计步器学院名称:信息工程学院专业:电子信息工程班级: 090411学号: 09041126 姓名:缪轩评分:教师:万在红方霆20 11 年 9 月 7 日摘要本次课程设计的要求是设计出数字计步器。
要求计步器采用4位数字显示步数,传感器采用水银开关,主人走一步的时候,开关闭合一次。
设计电路过程中,要利用到数字的累积,即四位的数字计数器。
该系统的原理和计数器相同,但需注意到开关的抖动问题以及信号的整形会对电路的计数产生干扰问题,所以在计数电路的基础上加以改进。
除了技术功能之外计步器还应具有清零功能,在电路中将计数芯片的清零端连接到相关开关即可实现。
最后在实验中发现,经过开关给的脉冲并不是单位脉冲,于是我们采用555芯片连成单稳态触发电路来产生脉冲模拟水银开关的功能。
关键词:计数器、清零、脉冲前言此次的课程设计的目的就是利用所学过的数字电路的知识结合电路的相关知识设计出数字计步器。
就以上设想,可以利用所学到的数字电路中的计数器加以改动从而实现数字计步器的部分功能。
在日常的生活中,人们行走时会产生震动,而这种震动可以产生水银开关的断开和闭合,而闭合时电路中有电流,不断的震动就可以产生类似cp脉冲的信号,再将cp脉冲连接到可以达到计数作用的电路中即能实现数字计步器的想法。
在电路中采用两个74ls390和四个CC4511译码器和四个共阴数码管即可实现0~9999位的进位和显示。
在最后的调试中,对原先设计的电路进行了小幅改:采用555连成的单稳电路产生脉冲使脉冲信号更加稳定,即为对信号的整形,才能产生稳定的计数。
目录前言 (3)第一章计步器设计要求 (5)第二章设计方案参考2.1 设计思路和系统组成 (5)2.1.1设计思路 (5)2.1.2 系统组成 (5)2.2 方案设计和电路原理 (6)2.2.1 方案1的原理和电路图 (7)2.2.2 方案2的原理 (7)2.3 方案1和方案2的比较 (8)第三章芯片简介及功能3.1 计数器 (9)3.2 译码器 (9)3.3 数码管 (10)3.4 其他芯片 (10)第四章电路焊接与调试4.1 电路板的设计与焊接 (12)4.2 电路的调试和分析 (12)第五章实验总结和心得 (12)参考文献 (13)附录 (14)第一章计步器设计要求设计要求:采用4位数字显示步数,传感器采用水银开关,主人走一步的时候,开关闭合一次。
参考原理:与计数器的原理相同。
注意事项:开关抖动及信号整形问题第二章设计方案参考2.1设计思路和系统组成2.1.1设计思路计步器的原理与计数器的原理是一致的,只是在输入端加入的脉冲由水银开关控制。
在设计中为了简便,将水银开关改成按钮开关。
开关断开时电路中有电流,断开则没有,以此来模仿cp脉冲信号。
计数的电路要求四位进制,所以需要四个计数器芯片相级联来达到计数目的,同时需要四个译码器和四个数码管来将信号显示出来。
2.1.2 系统组成从系统组成中可以看出各部分的功能以及与其他部分的联系。
整个系统由cp脉冲输入,计数器,译码器,数码管四个部分组成。
当有cp脉冲进入到电路时个位计数器芯片开始计数,当个位计数器达到九之后,再接受一个脉冲,计数器产生进位信号,十位加一,个位清零,同时译码器将计数器中累计到的数进行二进制到十进制的转换,再连接数码管显示为十进制的数字。
计步器的设计得以实现。
2.2 方案设计及电路原理 图2.12.2.1 方案1的原理和电路图方案1的电路如图1所示。
在这个方案中需要用到的芯片是74ls390和CC4511以及74ls08已知74ls390是一个双十进制下降沿触发的计数器。
因此当开关k1未按下时,第一个74ls390(即起个位计数作用的芯片)的15脚的脉冲输入端始终为高电平,计数器没有接受到下降沿的脉冲信号,因此没有计数,数码管同时也显示为零。
而当开关k1按下时原先的高电平变为低电平,即在第一片74ls390的输入端有个下降沿脉冲,计数器工作开始计数,同时在输出端口将数以二进制输入到CC4511的输入端,再通过译码器的输出端通过数码管显示。
数码管分为共阳极和共阴极两种,在此电路中选用的是共阴极数码管,即在连接电路时公共端连接低电平。
计数器的进位是通过74ls08(与门芯片)实现的。
计数器达到9之前个位芯片的QA 和QD 输出端相与的结果都是低电平,故下一级的INA 断一直处于低电平状态。
当计数达到9之后,芯片的输出端口从QA 到QD 依次为1,0,0,1。
这时QA 和QD 相与的结果从原先的低电平该为高电平,但由于74ls390是下降沿触发器,此时的下千位计数器 百位计数器 十位计数器 cp 脉冲个位计数器译码器译码器译码器译码器 数码管 显示 数码管 显示 数码管显示数码管显示级芯片还未计数。
当再来一个脉冲经过个位的芯片时时,由于芯片是十进制计数器,所以计数清零变为0,而QA 到QD 的输出端此时变为0,0,0,0,即QA 和QD 相与为低电平,即产生一个下降沿。
由此触发下一级的INB 计数,完成了个位至十位的进位。
依次类推,即可实现0到9999的计数。
将74LS390的清零端CLR 短接后接到单刀双置开关的一个管脚开关的另两个角一个接电源一个接地。
74LS390的清零端CLR 高电平有效。
当将开关接地端接通时清零端CLR 无效当接电源端接通时清零端CLR 有效将计数器清零数码管显示为零从而实现了清零功能。
图2.2清零电路 图2.3 脉冲电路2.2.2方案2的原理方案2与之前的方案相差不多,在计数的电路原理上是一样的。
在这里就不再赘述计数的原理。
方案2只是在原有的基础上将按钮开关改为斯密斯触发器(在此电路中选用555触发器),利用触发器能够输出脉冲的特性,模拟出秒脉冲。
通过下降沿触发74ls390,从而模拟出每秒记一步的效果。
由于触发器的输出端能输出相对稳定的脉冲,所以在原电路的基础上就去掉了用来起稳定和保护作用的电阻电容。
而为了设计的555触发器输出的脉冲周期是1s ,利用到相关公式:T=0.7*(R1+2*R2)*C可知输出部分电阻为R1=72.14K Ω,R2=30.54K Ω,C1=10μF ,C2=10Nf.5V VCCJ2Key = A5VVCCR11.0ohmJ1Key = SpaceC14.7uF图2.42.2.3 方案I和方案II的比较和选择相较于方案I的电路图,唯一改变的就是脉冲输入端换成555触发器。
由于方案I中的脉冲输入端电路不稳定,当按钮开关按下去的时候由于电路的不稳,会在输入端产生不止一个脉冲信号(也可能出现按了按钮下去,但由于信号的输入整形不稳定,74ls247没有接受到下降沿信号),而相比之下555的输出信号就十分稳定能够实现每秒输出一个cp脉冲。
但同时弊端也显示出来,脉冲是在每秒都会计数的,已经失去了计步器的最初的设计意义,即能在走路时利用震动而产生脉冲信号计步。
而且,要使555芯片能输出秒脉冲,还必须对电容和电阻计算。
而理论值和实际使用又存在不可避免的误差。
所以相比之后我们首选方案I,同时方案II可以起到用来检测计数的整个电路是否实现0到9999的计数的作用。
第三章芯片简介及功能管脚3.1计数器74LS390是双十进制计数器,其内部结构图如图3.1所示,它相当于两个十进制计数器。
其管脚图如图3.2,其真值表如表3-1,功能表如表3-2。
一片完整的74LS390是由U5A和U5B构成的.当74LS390的QA端和INB端短接,QA作为输出,INA作为脉冲的输入端时该计数器实现的是8421码计数如果将QD端和INA端短接,QD作为输出INB作为脉冲的输入端实现的是BCD5421码计数。
我们采用的是BCD8421码计数故将QA端和INB端短接。
Q n Q n+10 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 074LS390真值表图3.1Count OutputQD QC QB QA0 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 174LS390功能表图3.23.2译码器由于计数器输出的是二进制码,无法用数码管直接输出,要想正常的输出就必须使用七段译码器来驱动数码管。
CC4511是集电极开路的BCD-七段译码器,它可以驱动共阳极数码管。
CC4511的管脚图如图 ,其真值表如表3-4CC4511管脚图图3.35VVCCR11.0ohmJ1Key = SpaceC14.7uFCC4511内部结构图图3.43.3数码管数码管分为共阳极数码管和共阴极数码管。
这两种数码管的区别在于共阳极数码管的公共端接高电平,而共阴极数码管的公共端接低电平。
为了设计的电路方便,在此电路中我们选择了共阴极数码管。
3.4其他芯片3.4.1 与门芯片74LS0874LS08是四组2输入端与门(正逻辑),引脚符号:1A-4A: 输入端,1B-4B:输入端,1Y-4Y :输出端。
管脚图图3.53.4.2 555定时器555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成芯片。
555定时器的功能有很多,多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
在方案II的设计电路中,555定时器是用来构成多谐振荡器,组成信号产生电路。
根据振荡周期T=0.7*(R1+2*R2)*C 可以设定电阻和电容的特定值使555触发的脉冲时秒脉冲。
图3.6第四章电路焊接与调试4.1制作过程由于芯片较多并且大部分都是交叉连线,为了使布局更美观,我们选择在背面走线,但最终还是发现走线太多而显得杂乱无章,也为后来的调试增加的不小的难度。
为了确保收集到的资料所描述的芯片管脚与现实中所得到的管脚相符合,同时也为了测试芯片是否完好没有问题,在将芯片管脚焊上电路板之前本人与同组人都试用万用表的蜂鸣档测试了一遍。
例如在焊共阳数码管时就发现了管脚功能与所查的资料有出路。
于是利用万用表的蜂鸣档,一端接公共端,逐一测出a,b,c,d,e,f所对应的管脚。
以免虚焊的问题对之后的调试产生不必要的返工,我们在每焊完一对芯片和管脚之间的铜线后都会用万用表的蜂鸣档测试看连接的是否正确以及焊点是否有虚焊。
4.2电路的调试和分析在电路焊接完成之后,拿去调试时一开始发现整个电路显示的是乱码,但仔细观察,发现每个数字都有并且能正确显示。