電子技術(shù)課程設(shè)計-電子鐘的設(shè)計.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除. . 山東農(nóng)業(yè)大學電子技術(shù)課程設(shè)計 電子鐘的設(shè)計 院 部 專業(yè)班級 學生姓名 學 號 二一一年 十二月 二十日裝訂線. . . 精品文檔目錄摘 要- 2 -引言- 2 -第一章 課題背景- 3 -1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計概要- 3 -1.1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計的方法和步驟- 3 -1.2 設(shè)計任務與要求- 5 -1.2.1 數(shù)字鐘的設(shè)計目的- 5 -1.2.2 數(shù)字鐘的設(shè)計要求- 5 -第二章 設(shè)計簡介及設(shè)計方案論述- 5 -2.1 基本設(shè)計思路- 5 -2.2 設(shè)計方案論述- 6 -第三章 詳細設(shè)計- 6 -3.1電源部分- 6 -3.2震蕩時鐘- 7 -3.3分頻電路- 7 -3.4 60進制計數(shù)器- 8 -3.5 24進制計數(shù)器- 8 -3.6數(shù)碼管驅(qū)動- 9 -3.7校時校分電路- 9 -第四章 設(shè)計結(jié)果及分析- 9 -總結(jié)- 10 -參考文獻- 11 -摘 要 報告圍繞此次數(shù)字鐘的設(shè)計進行介紹、總結(jié)，包含了設(shè)計的步驟，前期的準備，裝配的過程。在實裝時，采用了74HC161芯片進行計數(shù)，用555振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，7805產(chǎn)生5V穩(wěn)壓電源，CD4511進行數(shù)碼管轉(zhuǎn)換顯示，還要考慮電路的校時、校分，每塊芯片各設(shè)計為幾進制等等，最后實現(xiàn)了數(shù)字鐘設(shè)計所要求的各項功能：時鐘顯示功能；快速校準時間的功能。 關(guān)鍵字：數(shù)字鐘、74HC161、校準引言 電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，加強工程訓練，特別是技能的培養(yǎng)，對于培養(yǎng)工程人員的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學中，課程設(shè)計是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報告等實踐內(nèi)容。 通過課程設(shè)計要實現(xiàn)以下兩個目標：一、學生初步掌握電子線路的設(shè)計、組裝及調(diào)試方法。即學生根據(jù)設(shè)計要求，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過 組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能要求；二、課程設(shè)計為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是系統(tǒng)的工程設(shè)計實踐，而課程設(shè)計的著眼點是讓學生開始從理論 學習的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面，運用已學過的分析和設(shè)計電路的理論知識，逐步掌握工程設(shè)計的步驟和方法。第一章 課題背景1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計概要1.1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計的方法和步驟電子電路設(shè)計方法在設(shè)計一個電子電路系統(tǒng)時，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計任務，根據(jù)任務進行方案選擇，然后對方案中的各部分進行單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫出一個符合設(shè)計要求的系統(tǒng)電路圖。 一、明確系統(tǒng)的設(shè)計任務要求對系統(tǒng)的設(shè)計任務進行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標、內(nèi)容及要求，以便明確系統(tǒng)應完成的任務。 二、方案選擇把系統(tǒng)要完成的任務分解為若干個單元電路，并畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。方案選擇的重要任務是根據(jù)掌握的知識和資料，針對系統(tǒng)提出的任務、要求和條件，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計。在此過程中要敢于探索，勇于創(chuàng)新，爭取方案的設(shè)計合理、可靠、經(jīng)濟、功能齊全、技術(shù)先進。并且對方案要不斷進行可行性和優(yōu)缺點的分析，最后設(shè)計出一個完整框圖。 三、單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇根據(jù)系統(tǒng)的指標和功能框圖，明確各部分任務，進行各單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇。單元電路的設(shè)計單元電路是整機的一部分，只有把單元電路設(shè)計好才能提高整機設(shè)計水平。每個單元電路設(shè)計前都需明確本單元電路的任務，詳細擬訂出單元電路的性能指標，與前后級之間的聯(lián)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計時，可以模仿成熟的先進的電路，也可以創(chuàng)新或改進，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設(shè)計合理，各單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入、輸出信號和控制信號的關(guān)系。參數(shù)計算為保證單元電路達到功能指標要求，就需要用電子技術(shù)知識對參數(shù)進行計算，例如放大電路中各電阻值、放大倍數(shù)；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計算公式，計算的參數(shù)才能滿足設(shè)計要求。計算參數(shù)時，同一個電路可能有幾組數(shù)據(jù)，注意選擇一組能完成電路設(shè)計功能、在實踐中真正可行的參數(shù)。器件選擇 集成電路的選擇根據(jù)電路功能、性能指標選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設(shè)計要求。通過查閱有關(guān)設(shè)計手冊，進行元器件的選擇。 四、電路圖的繪制電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它是電路組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時，注意以下幾點：（1） 元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。（2） 注意信號流向。一般從輸入端或信號源開始，由左至右或上至下按信號的流向依次畫出各單元電路，而反饋通路的信號流向則與此相反。（3） 圖形符號標準，適當標注。（4） 連線應為直線，盡量少交叉和折彎。1.2 設(shè)計任務與要求1.2.1 數(shù)字鐘的設(shè)計目的1. 掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計方法；2. 掌握常用數(shù)字集成電路的功能和使用。1.2.2 數(shù)字鐘的設(shè)計要求1.時鐘顯示功能，能夠十進制顯示“時”、“分”、“秒”;2. 具有快速校準時間的功能。第二章 設(shè)計簡介及設(shè)計方案論述2.1 基本設(shè)計思路圖2-1數(shù)字電子鐘原理框圖 數(shù)字電子鐘原理如圖2-1所示。一個具有計時、校時、顯示等基本功能的數(shù)字鐘。主要由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時電路、等六部分組成。555振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時間。2.2 設(shè)計方案論述 555振蕩器和分頻器產(chǎn)生穩(wěn)定的校時信號和“秒”計時信號。對“秒”計時信號進行60進制計數(shù)，形成“分”計時信號和秒計數(shù)值；再對“分”計時信號進行60進制計數(shù)，形成“時”計時信號和分計數(shù)值；進一步對“時”計時信號進行24進制計數(shù)得到時計數(shù)值。秒計數(shù)值、分計數(shù)值和時計數(shù)值譯碼顯示時間。第三章 詳細設(shè)計3.1電源部分該設(shè)計用的是9v 的電池，經(jīng)過7805把電壓降到5V 供電路板上的集成塊 和數(shù)碼管使用。圖中所標的VCC就是電源+5V；3.2震蕩時鐘數(shù)字電路中的時鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器為數(shù)字鐘提供了10ms 的基準信號，典型的振蕩器是555定時器實現(xiàn)的多諧振蕩器如圖所示。 通過調(diào)節(jié)R11 可以控制555產(chǎn)生頻率的的精度。3.3分頻電路這是由兩片74ls161連接成的100進制計數(shù)器。他們都是工作在置數(shù)方式，因為161為異步置數(shù)所以當輸出端為1001的時候在下一個脈沖的上升沿置數(shù)（0），再將兩片級聯(lián)就形成了100進制計數(shù)器。把555產(chǎn)生的10ms變?yōu)?s的脈沖輸送到個位161的脈沖輸入端。3.4 60進制計數(shù)器這是由兩片74ls161連接成的60進制計數(shù)器他們都是工作在置數(shù)方式，低位是連接成為一個十進制計數(shù)器，它的clk端接的是低位的進位脈沖。高位接成了六進制計數(shù)器。當輸出端為0101的時候在下個時鐘的上升沿把數(shù)據(jù)置數(shù)成0000 這樣就形成了6進制計數(shù)器，連個級聯(lián)就成為了60進制計數(shù)器，分別可以作為秒和分記時。3.5 24進制計數(shù)器24進制計數(shù)器的個位也是用置數(shù)法連接成了十進制計數(shù)器。74LS00的兩個輸入引腳接到了十位的Q1和個位的Q2 上輸出引腳接到了電路板上所有161芯片的Rest端。也就是說當十位為0010個位為0100的時候（24）使所有161復位歸0。完成24進制計數(shù)。3.6數(shù)碼管驅(qū)動數(shù)碼管驅(qū)動電路時由CD4511組成，它能將161輸出的標準BCD碼變換成驅(qū)動七段數(shù)碼管所需的信號。上面的200歐電阻是為數(shù)碼管限流用的，防止由于電流太大損壞45113.7校時校分電路通過按鍵把分鐘或者小時的個位的CLK端拉低由此產(chǎn)生一個模擬CLK脈沖。使得分鐘和小時分別加1實現(xiàn)相應的校時功能。第4章 設(shè)計結(jié)果及分析本次實驗基本達到了要求，實現(xiàn)了數(shù)字鐘的時鐘顯示功能、校時功能。相關(guān)實驗設(shè)計電路圖及制作完成電路版圖見附錄?？偨Y(jié) 通過本次實驗對輸電知識有了更深入的了解，將其運用到了實際中來，明白了學習電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達到了其培養(yǎng)的目的。在實驗中，我也遇到了很多挫折，不過我都一一克服了，通過努力解決了問題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認識到團隊合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。 成功就是在不斷摸索中前進實現(xiàn)的，遇到問題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來仔細思考，分部檢