數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-數(shù)字檢頻器 

信息工程學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)西安歐亞學(xué)院信息工程學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目名稱數(shù)字檢頻器班級(jí)學(xué)號(hào)(26)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師目錄1、目的、任務(wù)及要求 21.1目的： 21.2任務(wù)：數(shù)字檢頻器設(shè)計(jì) 21.3電路裝配要求： 2(1)熟悉器件功能、管腳及應(yīng)用參數(shù)。 2(2)熟悉電路結(jié)構(gòu)、原理及工作特性。 2(3)掌握電路的靜態(tài)測(cè)試方法，包括：電路所用原件測(cè)試和芯片的測(cè)試。 2(4)動(dòng)態(tài)測(cè)試：用發(fā)光二極管和數(shù)碼管測(cè)試輸出結(jié)果。 2(5)故障分析、定位及排查。 21.4設(shè)計(jì)報(bào)告要求： 2(1)畫出完整的電路圖，簡(jiǎn)述工作原理及涉及的核心知識(shí)點(diǎn)。 2(2)裝調(diào)電路前進(jìn)行電路特性仿真、得出電路仿真圖形。 2(3)測(cè)試結(jié)果并記錄。 2(4)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)。 22、內(nèi)容 22.1電路原理圖 2(1)原理框圖 2(2)總電路原理圖 22.2555定時(shí)器模塊及原理分析 22.3計(jì)數(shù)模塊及原理分析 22.4顯示模塊及原理分析 22.5邏輯筆模塊及原理分析 22.6涉及技術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)點(diǎn)） 2(1)555定時(shí)電路 2(2)192芯片級(jí)聯(lián)成的模1000計(jì)數(shù)器 2(3)CD4511芯片驅(qū)動(dòng)的共陰數(shù)碼管 23、仿真結(jié)果 24、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 25、器件清單 26、總結(jié) 26.1知識(shí)總結(jié) 26.2心得體會(huì) 2參考文獻(xiàn) 21、目的、任務(wù)及要求1.1目的：通過本次課程設(shè)計(jì)和電路裝調(diào)實(shí)踐，驗(yàn)證所學(xué)專業(yè)理論，加深概念理解，培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。1.2任務(wù)：數(shù)字檢頻器設(shè)計(jì)數(shù)字檢頻器是用于檢測(cè)信號(hào)頻率的一種儀器設(shè)備，先由發(fā)光二極管顯示是否有信號(hào)輸入，也就是確定信號(hào)的存在。第二部分是將所檢測(cè)的信號(hào)的頻率顯示到數(shù)碼管。從而完成信號(hào)檢測(cè)與信號(hào)頻率顯示的雙作用。1.3電路裝配要求：(1)熟悉器件功能、管腳及應(yīng)用參數(shù)。(2)熟悉電路結(jié)構(gòu)、原理及工作特性。(3)掌握電路的靜態(tài)測(cè)試方法，包括：電路所用原件測(cè)試和芯片的測(cè)試。(4)動(dòng)態(tài)測(cè)試：用發(fā)光二極管和數(shù)碼管測(cè)試輸出結(jié)果。(5)故障分析、定位及排查。1.4設(shè)計(jì)報(bào)告要求：(1)畫出完整的電路圖，簡(jiǎn)述工作原理及涉及的核心知識(shí)點(diǎn)。(2)裝調(diào)電路前進(jìn)行電路特性仿真、得出電路仿真圖形。(3)測(cè)試結(jié)果并記錄。(4)總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的收獲、體會(huì)。2、內(nèi)容2.1電路原理圖(1)原理框圖圖1總原理框圖(2)總電路原理圖圖2總電路原理圖2.2555定時(shí)器模塊及原理分析用于產(chǎn)生0.5Hz占空比為50%的脈沖信號(hào)，來保持一個(gè)一秒的高電平，還使用了一個(gè)開關(guān)來切換脈沖信號(hào)的頻率，可用于對(duì)外提供脈沖信號(hào)。在本電路中，555芯片用來產(chǎn)生1Hz的脈沖，用于計(jì)時(shí)，根據(jù)計(jì)算，周期約等于1s。555電路原理圖如下圖所示：圖3555電路原理圖2.3計(jì)數(shù)模塊及原理分析本模塊采用3個(gè)192芯片級(jí)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)0~999的計(jì)數(shù)。由外接脈沖信號(hào)作為CP端計(jì)數(shù)模塊原理圖如下圖所示：圖4計(jì)數(shù)模塊原理圖2.4顯示模塊及原理分析本模塊由3個(gè)共陰數(shù)碼管組成，由CD4511驅(qū)動(dòng)。計(jì)數(shù)模塊作為輸入端，555接入鎖定端。原理圖如下圖所示：：圖5顯示模塊原理圖2.5邏輯筆模塊及原理分析將邏輯筆插入待測(cè)點(diǎn)，若紅燈亮，則為高電平；綠燈亮為低電平。74LS04非門芯片在懸空時(shí)為1，則兩端均不亮。若頻閃或兩個(gè)燈均亮，則信號(hào)為脈沖信號(hào)，原理圖如下圖所示：圖6邏輯筆模塊原理圖2.6涉及技術(shù)領(lǐng)域（知識(shí)點(diǎn)）(1)555定時(shí)電路555電路是一種數(shù)字，模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個(gè)5千歐電阻，故取名555電路。其電路類型有雙極型和COMS型兩大類，二者的結(jié)構(gòu)與原理類似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位數(shù)碼都是555或556.所有的CMOS產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是7555或7556，而二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。555和7555是單定時(shí)器，556和7556是雙定時(shí)器。雙極性的電源電壓Vcc=+5~+15V,輸出的最大電流可達(dá)200mA，COMS型的電源電壓為+3~+18V。555電路工作原理555電路它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)，比較器的參考電壓由三只5千歐的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。他們分別使高電瓶比較器A1的相位輸入端和低電平比較器A2的反向輸入端的參考電平為2/3V和1/3V。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平2/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于1/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開關(guān)管截止。(2)192芯片級(jí)聯(lián)成的模1000計(jì)數(shù)器74LS192芯片是4位十進(jìn)制可逆同步計(jì)數(shù)器，3個(gè)192芯片級(jí)聯(lián)可以組成一個(gè)模1000的計(jì)數(shù)器，可計(jì)數(shù)0~999的計(jì)數(shù)。CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。

CO為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。下圖為192芯片的管腳圖及功能表：圖774LS192芯片管腳圖圖874LS192功能表(3)CD4511芯片驅(qū)動(dòng)的共陰數(shù)碼管顯示譯碼器CD4511CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器。下圖為CD4511芯片的管腳圖：圖9CD4511管腳圖3、仿真結(jié)果圖10電路仿真結(jié)果圖4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖11實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)物圖圖12實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)物圖5、器件清單NE555X174LS192X3共陰數(shù)碼管X3CD4511X3自鎖開關(guān)X274LS04X116腳插座X6萬(wàn)用板X1銅柱X4電阻10KX2電阻1KX3電阻9.7KX2電容0.01ufX2電容3.3ufX2LEDX26、總結(jié)6.1知識(shí)總結(jié)本次實(shí)訓(xùn)用到的芯片有74LS192，74LS04，CD4511數(shù)碼管，555定時(shí)器以及門電路。74LS192芯片是4位十進(jìn)制可逆同步計(jì)數(shù)器，3個(gè)192芯片級(jí)聯(lián)可以組成一個(gè)模1000的計(jì)數(shù)器，可計(jì)數(shù)0~999的計(jì)數(shù)。CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。

CO為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。CD4511為CD4511是BCD鎖存/7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，常用的顯示譯碼器件，為陰極數(shù)碼管。555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。74LS04芯片是一個(gè)非門芯片。6.2心得體會(huì)實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)將各個(gè)單元電路分別焊接，并且單獨(dú)檢測(cè)，不應(yīng)該急于將整個(gè)電路鏈接完，焊接時(shí)，應(yīng)盡量使用IC管座，因?yàn)樾酒囊讚p，利用管座可以隨時(shí)更換芯片。通過此次課程設(shè)計(jì)，詳細(xì)了解并掌握了電路