電工電子綜合實驗Z.

1、電工電子綜合實驗II電子計時器電路設(shè)計學(xué)院：電光學(xué)院 專業(yè): 電子信息工程 姓名: 學(xué)號: 指導(dǎo)老師： 2015年09月一 實驗內(nèi)容及要求 （1）實驗內(nèi)容1. 應(yīng)用CD4511BCD碼譯碼器LED雙字共陰顯示器300限流電阻設(shè)計安裝調(diào)試四位BCD譯碼顯示電路實現(xiàn)譯碼顯示功能。2. 應(yīng)用NE555時基電路、3K、1K電阻、0047UF電容和CD4040計數(shù)分頻器設(shè)計，安裝，調(diào)試秒脈沖發(fā)生器電路（輸出四種矩形波頻率 f1=1HZ f2=2HZ f3500Hz f41000Hz）。 3. 應(yīng)用CD4518BCD碼計數(shù)器、門電路，設(shè)計、安裝、實現(xiàn)0000-5959時鐘加法計數(shù)器電路。4. 應(yīng)用門電路，

2、觸發(fā)器電路設(shè)計，安裝，調(diào)試校分電路且實現(xiàn)校分時停秒功能（校分時F2=2Hz）。設(shè)計安裝任意時刻清零電路。5. 應(yīng)用門電路設(shè)計、安裝、調(diào)試報時電路5953，5955，5957低聲報時（頻率f3500Hz）,5959高聲報時（頻率f41000Hz）。整點報時電路。H=5953f3+5955 f3+5957f3+5959f46.聯(lián)接試驗內(nèi)容1.5.各項功能電路，實現(xiàn)電子計時器整點計時報時、校分、清零電路功能。（2）實驗要求 設(shè)計正確、布局合理、排線整齊、功能齊全。 二 器件引腳圖及功能表1 CD4511 CD4511引腳圖輸入輸出LEDCBAgfedcba字符測燈011111118滅零1000000

3、000000消隱鎖存111顯示LE=01時數(shù)據(jù)譯碼110000001111110110000100001101110001010110112110001110011113110010011001104110010111011015110011011111006110011100001117110100011111118110100111001119 CD4511 邏輯功能表2、共陰雙字顯示器共陰雙字顯示器引腳圖顯示字型gfedcba段碼001111113fh1000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh700

4、0011107h811111117fh911011116fh 共陰極雙字屏邏輯功能表3、 NE555 NE555引腳圖(引腳4 )Vi1(引腳6)Vi2(引腳2)VO(引腳3)001 VccVcc01 VccVcc11Vcc不變 NE555功能表4、CD4040CD4040引腳圖5、CD4518 CD4518引腳圖輸入輸出CRCPENQ3Q2Q1Q0清零10000計數(shù)01BCD碼加法計數(shù)保持00保持計數(shù)00BCD碼加法計數(shù)保持01保持 CD4518 功能表6、74LS00 74LS00引腳圖輸入輸出BAQ00001110111074LS00功能表7、74LS20 74LS20引腳圖輸入輸出AB

5、CDQ0XXX1X0XX1XX0X1XXX0111110 74LS20功能表8、74LS21 74LS21引腳圖輸入輸出ABCDQ0XXX0X0XX0XX0X0XXX0011111 74LS21功能表9、74LS74 74LS74引腳圖輸入輸出CPD清零0101置“1”1010送“0”11001送“1”11110保持011保持不允許00不確定 74LS74功能表 三 電子計時電路器邏輯圖（電子打印稿） 四 電子計時器電路引腳接線圖 五 各單元原理圖及設(shè)計過程1.BCD碼譯碼顯示電路 BCD碼譯碼顯示電路使用CD4511及共陰雙字顯示器實現(xiàn)。 CD4511是一種8421BCD碼向8段數(shù)碼管各引腳

6、碼的譯碼器。當(dāng)在其四個輸入端輸入8421BCD碼時，其7個輸出端可直接輸出供7段數(shù)碼管使用的信號。根據(jù)功能表可知，當(dāng)時,其7個輸出端分別輸出一定的信號。只需將這些信號接入8段數(shù)碼管相對應(yīng)的引腳即可使其顯示我們所需要的數(shù)字。然而實際上我們需要在每個CD4511的輸出端和數(shù)碼管相應(yīng)的輸入端之間接入一個阻值為300的吧保護(hù)電阻，以防電流過大使數(shù)碼管燒毀. 顯示邏輯電路 圖中每個CD4511下側(cè)四個輸入端分別連接CD4518的4個輸出端。這樣8段數(shù)碼管就可以正常顯示計數(shù)器所記載的數(shù)字編碼了。由于電路的顯示部分不會出現(xiàn)小數(shù)，故4,9端（即上圖中的H腳）數(shù)碼管的小數(shù)點引腳懸空。 試燈步驟：將每個CD451

7、1上側(cè)915管腳鏈接共陰雙字顯示器，下側(cè)的3管腳接地，觀察每個顯示器是否顯示出8，若不顯示，觀察七段中不顯示的一段，找出對應(yīng)的管腳和電阻進(jìn)行調(diào)整。2.脈沖發(fā)生器電路 脈沖發(fā)生電路為計時電路提供數(shù)據(jù)脈沖，本實驗運用NE555器件構(gòu)成一自激多諧振蕩器。將NE555輸出頻率接入有CD4040所構(gòu)成的分頻電路中，其輸出Q12=1HZ作為秒針的輸入脈沖，Q11=2HZ作為校分電路的輸入脈沖，Q3、Q2分別為報時電路的輸入脈沖。 脈沖發(fā)生電路3.六-十進(jìn)制計數(shù)器電路（分位、秒位）用CD4518和門電路實現(xiàn)六-十進(jìn)制計數(shù)，有兩種接入方式：（1）清零端輸入1，EN=1且CP端輸入時鐘信號；（2）EN端輸入時鐘

8、信號且CP=0時計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。為了減少由于延時而產(chǎn)生的誤差，采用直接進(jìn)位時鐘由EN端輸入的接入方式。因為輸出端QDQCQBQA （即下圖中的DCBA）是從0000到1001的循環(huán)，所以當(dāng)使用其作為分和秒的個位進(jìn)行計數(shù)時不需對其進(jìn)行反饋清零；而用其進(jìn)行分和秒的十位計數(shù)時，由于CD4518是異步清零，需要在 QC QB =11時對其進(jìn)行清零。 輸入信號清零信號分計時器 秒計時器 計時電路4.整點報時電路 電路具有如下要求，蜂鳴器要能夠在59分53秒、55秒、57秒發(fā)出低音（頻率f3500Hz），而在59分59秒發(fā)出高音（頻率f41000Hz）。根據(jù)要求,得到下表:時刻分十位分個位秒十位秒個位m8

9、m7m6m5m4m3m2m1s8s7s6s5s4s3s2s159分53秒010110010101001159分55秒010110010101010159分57秒010110010101011159分59秒0101100101011001 經(jīng)化簡,可得: 其中f3500Hz，f41000Hz。 74LS21的輸出端接蜂鳴器。報時電路5.校分電路（防抖動)運用74LS74芯片與門電路實現(xiàn)。校分時，秒針停止計數(shù)，分針以2HZ的頻率計數(shù)。校分電路中輸出端直接與分計時器的個位EN端相連接。正常計時狀態(tài)下，開關(guān)連接高電平，此時右邊的Q端輸出高電平，總輸出端的信號與秒的十位的進(jìn)位信號相同。當(dāng)開關(guān)連接低電平時

10、，Q端輸出低電平，總輸出端輸出信號為2Hz的時鐘信號；而秒計時器的個位CP端為1，狀態(tài)保持不變，即秒計時器不工作。 防抖動電路：由于D觸發(fā)器的輸出端只在時鐘的上升沿變化，而其他時刻保持上一次的電平不變，故可以在校分電路用其構(gòu)成防抖動電路，避免不穩(wěn)定信號造成的干擾。校分電路6.清零電路清零電路的作用時當(dāng)正常工作時，當(dāng)分計時器或是秒計時器的十位到6，即QcQB=11時，相應(yīng)的分計時器或秒計時器的清零端Cr（包括十位和個位）都進(jìn)行清零功能。由于CD4518的清零端Cr是高電平有效，所以開關(guān)接0（接地）時有清零作用，正常工作時接1（接高電平）。 清零電路六 創(chuàng)新設(shè)計及總結(jié)做完這個實驗，想起了上學(xué)期做的

11、數(shù)電和模電實驗相較而言之，之前的實驗簡直可以說是不值一提。上學(xué)期感覺很頭疼的實驗現(xiàn)在看起來十分的容易，最起碼工程量沒有那么大。不過換個角度來看，可以說是在上一學(xué)期數(shù)電知識和一些小實驗的基礎(chǔ)上才得以能夠完成這次電子電工綜合試驗。這次實驗給我最大感受就是線路復(fù)雜，也許在進(jìn)行實驗前的設(shè)計電路時不覺得線路復(fù)雜，可是在連實物時才深刻地感受到線路的復(fù)雜。雖然在實驗前有提醒過自己要有細(xì)心，耐心，可是起初還好，在進(jìn)行到一半的時候就覺得煩躁了。由于布局不合理的原因，導(dǎo)致線路連接極其復(fù)雜，導(dǎo)致了一天的時間白白浪費。所以說，布局是否合理對線路的連接及電路功能能否實現(xiàn)起到至關(guān)重要的作用。通過本次多功能數(shù)字計時器的設(shè)計，對于稍具規(guī)模的集成電路有了初步的了解。而此次實驗與之前最大的不同就是原來的實驗只能算上“半成品”，而這次通過對這些“半成品”的組合，拼接而完成了一件具有實際功能的“成品 ”?？梢哉f，這次實驗讓我對“從理論到實踐”有了初步的認(rèn)識與了解，更透徹的意識到理論的重要性，而不僅僅是紙上談兵。這次實驗還是可能會受到一些信號干擾，性能不是很穩(wěn)定（所以對于蜂鳴器所發(fā)出的聲音的音調(diào)高低難以區(qū)分），應(yīng)該盡