数电设计报告Word下载.docx
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本次实训做的全加器,主要以3个74LS90,74LS00,4511作为主要芯片,一级一级驱动直至三个数码管,以此使数码管进行加法运算。
该电子秒表的功能运用甚广,可运用在计时器,计算器,多功能手表等等,是现在多种电子器件的基础。
随着电子技术的发展,电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。
人们对它的认识也逐渐加深。
作为一个学习电子专业的大学生,我们不但要有扎实的基础知识、课本知识,还应该有较强的动手能力。
现实也要求我们既精通电子技术理论,更要掌握电子电路设计、实验研究和调试技术。
电子秒表是重要的记时工具,广泛运用于各行各业中。
它可广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验,还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验,同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合.测定短时间间隔的仪表。
作为一种测量工具,电子秒表相对其它一般的记时工具具有便捷、准确、可比性高等优点,不仅可以提高精确度,而且可以大大减轻操作人员的负担,降低错误率。
关键字:
74LS90,电子秒表,秒表,全加器
目录
一、设计目的…………………………………………………………1
二、设计准备(实训设备及仪器)…………………………………1
三、设计要求…………………………………………………………1
四、设计内容(步骤)……….………………………………………2
4.1电子秒表的基本组成……………………………………………2
4.2电子秒表的工作原理……………………………………………2
4.2.1脉冲产生电路………………………………………………2
4.2.2控制及分频电路……………………………………………2
4.2.3计数电路……………………………………………………3
4.2.4译码显示电路…………………………………………………3
4.3电路原理图…………………………………………………………3
五、设计安装……………………………………………………………4
5.1安装工艺……………………………………………………………4
5.2安装注意事项………………………………………………………4
5.3安装步骤……………………………………………………………4
5.4总装…………………………………………………………………4
六、调试………………………………………………………………5
6.1振荡电路的测试……………………………………………………………5
6.2计数器的测试………………………………………………………5
6.3译码显示电路的测试………………………………………………………5
6.4控制电路……………………………………………………………5
附录1:
焊接注意事项……………………………………………………6
七、设计结果分析……………………………………………………9
八、设计心得…………………………………………………………10
一、设计目的
1.让我们了解74LS90芯片的功能以及运用;
2.能够利用74LS90,74LS00,4511等芯片完成电子秒表的电路设计;
3.熟悉74LS00的各个引脚功能,熟悉4511的引脚功能以及4511的用;
4.让我们熟悉焊接电路板并增加对元器件的了解,可以清楚认识一块成品的焊接过程。
二、设计准备(实训设备及仪器)
材料:
3个74LS90芯片,3个74LS00芯片,3个4511芯片,电源,N555芯片,芯片引脚,相应的电阻、电容,开关,导线等其余组件。
工具:
万用表,电烙铁,电源等基本焊件。
三、设计要求
本次实训的要求,主要一下几点:
1.能使用AD或EDA等工具将该电路的原理图画出,并可以将其自由修改成全加或者全减;
2.能清楚了解各个原件的形状,大小,对于电阻的大小能学会通过色素环读出,并且能知道各个原件的正负极,懂得焊接的位置与焊接方式;
3.焊接好的电路板没有烧焦等问题出现,电路与那期间完好;
4.最终的电路板上的数码管能进行十进制的计数,并能通过K1,K2键进行复位操。
四、设计内容、步骤
4.1电子秒表的基本组成
电子秒表电路的基本组成框图如下图所示,它主要由基本RS触发器、多谐振荡器、计数器和数码显示器4个部分组成。
图1电子秒表电路的基本组成框图
4.2.电子秒表的工作原理
4.2.1脉冲产生电路
由NE555构成的多谐振荡器,是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。
在工作时电路在这两个稳态之间自动的交替变换,由此产生矩形脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。
并且555定时器的比较器灵敏度高,输出驱动电流大,功能灵活且电路结构简单计算简单。
因此在本电路中采用NE555定时器构成的多谐振荡器作为振荡源。
4.2.2控制及分频电路
(1)启动、停止的功能
利用基本RS触发器控制秒表的启动与停止。
(2)暂停的功能
用一个开关控制振荡器的输出端与分频电路的输入端的开合。
合则继续,开则暂停。
4.2.3计数电路
74LS90是异步二—五—十进制加法计数器,它既可以作二进制加法计数器,又可以作五进制和十进制加法.将12脚与1脚相连组成十进制计数器。
并将6、7脚接地,2、3脚相与得零则计数器开始计数。
14脚为脉冲输入端,将前一个芯片的11脚与后一个的14脚连接则构成74LS90十进制计数的级联。
4.2.4译码显示电路
74LS47,是一种常用的七段显示译码器,该电路的输出为低电平有效,该译码器能够驱动七段显示器显示0~9共10个数字的字形。
将其与数码管相应脚相连则构成译码。
4.3电路原理图
五、设计安装
5.1安装工艺
电路在安装前要将各级进行合理布局,一般按照电路的顺序一级一级地布局,在此过程中我们本着以下原则:
1.了解元件管脚功能。
2.布线尽可能少,合理进行步线。
3.电源线用红线,地线用黑线。
4.布线规律有制,尽量减少交叉。
5.美观大方。
5.2安装注意事项
1.万用板各个所用电源,地都连起来。
2.防止接线短路。
3.元件注意不可接反。
5.3安装步骤
了解好原件管脚功能,将对应的底座焊接在电路板上,将对应的电阻等元器件焊接在电路板上。
5.4总装
元器件焊接好以后,开始连线,连线完成后,检查是否有连错或不小心连在一起;
将芯片插入对应的底座上,并且用万用表检查是否有出现短路等现象。
六、调试。
测试包括振荡电路的测试、计数器的测试、译码显示电路的测试、控制电路。
6.1振荡电路的测试,示波器输出波形如图
图5-1
调节Rp使得输出波形的频率为10HZ。
用555定时器构成的多谐振荡器,作为时钟源。
6.2计数器的测试
计数器分别接成十进制形式,将计数器
(1)
(2)(3)级连,进行逻辑功能测试,并记录。
6.3译码显示电路的测试
看数码管的输出是否有输出,范围为000~999s。
6.4控制电路
按动k1,k2看显示是否清零、计时。
焊接注意事项
规范说明:
好的焊接方法是安装M-1006K数字多用表套件最重要的因素,合适的电烙铁也十分重要。
本指导说明书推荐一个小的圆锥头型25-40瓦的电烙铁。
随时保持烙铁头的清洁和镀锡。
安全操作规程
·
焊接时注意防护眼睛
电烙铁需放置在方便操作的固定地方。
不要将焊锡放入口中。
焊锡中含铅和有毒物质。
手工焊接后须洗干净双手。
确信焊接现场有足够的通风。
元件安装
下列所有的安装步骤,在没有特别指明的情况下,元件必须从线路板正面装入。
线路板上的元件符
图11a图11b
图11c
号图指出了每个元件的位置和方向,根
据元件符号的指示,按正确的方向将元件脚插入线路板的焊盘孔中,在线路板的另一面将元件脚焊接在焊盘上。
本指导说明书只推荐使用63/37铅锡合金松香心焊锡丝。
禁止使用酸性助焊剂焊锡丝!
正确的焊接方法如右图
1.将电烙铁头靠在元件脚和焊盘的结合
部。
注:
所有元件从焊接面焊接。
2.若烙铁头上带有少量焊料,可使烙铁头的热量较快传到焊点上。
将焊接点加热到一定温度后,用焊锡丝触到焊接件处,熔化适量的焊料;
焊锡丝应从烙铁头的对称侧加入。
3.当焊锡丝适量熔化后,迅速移开焊锡丝;
当焊接点上的焊料流散接近饱满,助焊剂尚未完全挥发,也就是焊接点上的温度最适当、焊锡最光亮流动性最强的时刻,迅速移开电烙铁。
4.焊锡冷却后就得到一个理想的焊接了。
松香电烙铁放置在不正确位置
5、安装副图
图12安装副图1
七、设计结果分析
本次课程设计的题目是电子秒表,技术指标为:
计数范围为0-999,可以清零、暂停。
至今各项指标都已实现。
整个过程历经4个星期,从资料的查询,方案的确定,以及电路板的制作。
本电路由555振荡器、控制、分频、计数、译码显示几个部分组成,各电路的功能都已实现且运行良好。
在本次设计的过程中,本组所设计和制作的电路还存在许多的不足之处。
如:
布线稍微凌乱,原件摆放松散,工艺有所欠缺。
通过这次对数字式秒表的设计与制作,让我了解了设计电路的程序,也让我了解了关于数字秒表的原理与设计理念。
在此次的数字秒表设计过程中,我更进一步地熟悉了芯片的结构、管脚图、功能表及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。
而且这些知识是对我们大学生来说十分宝贵的实践经验,是无法在课堂上获得的,是现今社会最重视的同时也是我们最需要提高的部分。
八、设计心得
经过这次的数字电子秒表课程设计后,我从中学到了好多东西。
数字电子秒表从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
综合我们这一个学期的数字电子技术基础课,我们已经对数字电子技术有一定的了解,主要是我们熟悉了multisim11仿真软件。
加上之前学过的电路课和现在正在学的模拟电子技术基础课,我们可以独立完成电路CAD基础课程设计了。
不过,在课设当中还是遇到许多不懂的问题,都积极向老师同学请教,基本都攻克了难题。
学会了设计数字电子电路的一般方法,还进一步熟悉数字电子器件的使用。
课设过程中遇到的问题:
1、在绘制电路图的过程中对数电中学习过的555芯片不是很熟悉,通过上网查找,发现555产生方波的参数方程为T=1.1RC,这是一个很关键的方程,调节RC可以改变方波周期,使我能够顺利的得到100HZ的方波。
2、最关键的问题是在pcb板上有好几个74LS90,考虑怎么能减少,将各个与非门合并到一个74LS90中,进过向老师请教,修改了原来的电路原理图,找到了解决办法,从新生成电路图,发现有几个软件没有,尾号为S00的与非门芯片一开始没有发下来,是通过电路图去确定软件是否齐全,练这个课程设计课我还不是很熟悉,第一次做难免会感到陌生,而且对很多基本的东西都不是很清楚,在一定程度上影响了我们的课程设计的质量,希望能在以后的时间里认真学习好这些基础的东西。
我对这个课程设计课有着深刻的体会:
要想做好这个课程设计,就必须认认真真地去做,不要怕麻烦,遇到不懂的问题就要主动去问同学或者老师。
最后我希望课程设计课能够再多一点给我们提供动手的机会,并让我们多点发挥主观能动性和创造能力,这样可以在学到东西的同时又能发散大家的思维。
最后通过一个小组的努力,终于把秒表给连接完成,拿去测试时,数码管显示是三个8,并没有数字的跳动,我知道实验失败,我和小组成员仔细反复检查了几遍也发现不了问题在哪里。
后来通过和老师一起测试芯片,研究线路。
才发现问题所在,原来我们刚开始设计的电路图就是错误的。
经过一系列的修改,成功地完成的实验
总之,通过这次练习我有了很多收获。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中,特别有趣,培养了我的设计思维,增强了动手能力,巩固了理论课知识,更是增强我对数字电子技术这门课的兴趣。
指导教师
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