1、电子技术课程设计湖北理工学院 电气与电子信息工程学院 电子技术课程设计报告名 称： 电子技术课程设计 专业班级：电子信息工程技术（专）2013（1）班 学号： 201330230103 姓 名： 杨慧 指导教师： 陶 彪 孙 湉 设计时间： 2014年12月29日-2015年01月09日 设计地点： K3-204电子技术实验室 电子技术课程设计任务书 2014 2015 学年第 1 学期学生姓名： 杨慧 专业班级：电子信息工程技术（专）2013（1）班指导教师： 孙 湉 陶 彪 工作部门：电气与电子信息工程学院一、课程设计题目 直流稳压电源的设计/数字钟的设计二、课程设计内容（含技术指标）1
2、直流稳压电源的设计输入电压：220V10%、50Hz输出电压：5V输出电流：1A电压调整率：7mV(测试条件：IO=500mA)电流调整率：25mV(测试条件：10mAIO1.5A)2数字钟的设计设计一个有时、分、秒显示且有时间校正功能的电子时钟。时、分、秒分别用两位数码管显示。最大计时时间为23时59分59秒。三、进度安排序号设计内容所用时间1布置任务，查阅资料及调研。2天2设计方案拟定，绘制电路图。2天3焊接、组装调试4天4答辩、撰写设计报告书2天合 计10天四、基本要求1、根据设计内容拟定设计方案，绘制出设计电路图并在PCB/万能板上完成电路的安装，焊接和调试工作。2、撰写电子技术课程设
3、计报告书。教研室主任签名：黄丛生2014年 10 月 30 日一、直流稳压电源的设计1.直流稳压电源的原理框图 2.桥式整流电路的原理图 工作原理： 在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1 RL D3回到TR 次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压 在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2 RL D4 回到Tr次级上端，在负载RL 上得到另一半波整流电压。这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同 3.滤波电路的原理图 4.三端集成稳压器 5.直流稳压电源的原理图直流稳压电源原理说明： 直
4、流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 （1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成9v的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz正弦交流电变换脉动的直流电 （3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 （4）稳压电路：芯片7805稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 二、设计说明一直流稳压电源的设计过程概述：1电路图设计（1）确定目标：设计整个系
5、统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出直流稳压电源方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件参数。（4）总电路图：连接各模块电路。2电路安装、调试（1）自行设计电路板，并焊接电路。（2）在电路的输入端加一电压，测试输出端电压，以验证每个模块能否达到所规定的指标。（3）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。二总体设计思路1直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流5v输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，
6、通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出。 三、数字钟的设计 一.数字钟原理框图 二数字钟工作原理概述 数字钟一般由振荡器，分频器，译码器，显示器等部分组成，这些都是数字电路中最基本的应用最广的电路。基本原理为555定时器产生基准秒脉冲，将信号送到60进制秒计数器，秒计数器60一循环，会产生进位信号，同时将这信号送到60进制分计数器，分计数器循环也会产生进位信号，送到24进制时计数器。每级计数器都有译
7、码器与之相对，将计数器送出的4位信号转变成数码管的十进制信号，这样就能显示出具体时间。三数字钟各部分电路工作原理 1.秒脉冲发生器（555定时器） 555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地
8、之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 555定时器的引脚功能: 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路 VCC的范
9、围为3 18V。一般用5V。3脚：输出端Vo 2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 二计数器 1.24/60进制计数电路原理图 2.24/60进制计数器原理 时、分、秒分别为二十四、六十、六十进制，其计数器由CD4081、CD4518芯片构成。CD4518十进制（8421编码
10、）同步加计数器，内含两个单元的加计数器。每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CLK端输入，ENABLE端置“1”。RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。CD4081为二-四线输入与门电路其作用是，当分、秒的个位为十，同时十位为六时实现异步清零。从而实现分秒的计数。三译码及显示电路 通过CD4511的译码将信号输入到数码管，从而实现对七段共阴数码管的点亮，从
11、而显示不同数字。CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，其特点是：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511中的a b c d 为 BCD 码输入端，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高
12、电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。原理图如下图所示： 四.数字钟原理总图 四、实物照片图五、设计小结这是第一次接触课程设计这门课程，最开始的时候，听到学长们都说课程设计比模电、数电实验难多了，心理很担心，怕自己什么都不会，可是自从上了课程设计第一节课后，我才发现，任何事只要你认真努力的去完成，一定会有意想不到的收获。在第一节课，老师教我们如何焊锡丝，还教了我们应该注意的事项。自己拿锡丝试了一下，感觉好有趣，于是就开始焊元器件的底座，焊了一点点才发现自己电路板上元器件的排布不合理，可是又不能取下来重新开始，才发现，很多事情要多思考，千万不能把时间全部消耗在
13、实验台上。看文献、看书、看别人的操作、听别人的经验、研究别人的思路，边做边思考。要学会比较，不要盲从。否则，会被一些小小的问题困扰许久。实验过程中的出现的各种问题，就要求我们会去思考如何排除，继续实验；实验结果的不理想，更是强迫我们能认真回顾实验中的任何细节，找出问题所在，也会需要我们去深入了解这步实验的机理，实验操作要求等。这些自己通过自己动手动脑而逐步累积起来的经验，是在以往任何时候都没有获得过的。如果有实在解不出的问题，每天早上到实验室第一件事情就是问孙老师这些问题，孙老师都会慢慢的给我们耐心的讲解。我是一个很懒散的人，以前做实验，大部分都是照本宣科，很少动脑筋去思考实验的前因后果，对台
14、上老师的讲解也都是一知半解的混着。但是，这次实验着实让我很费了一番脑子，有深入的去了解原理，帮助我纠正和熟练许多操作，同时让我认识到自己以前的迷糊与不负责任，也让我体会到全身心的投入到一件事中，是如此快乐和满足，还得到了好多在课堂上永远无法获得的知识。这次课程设计让我学习到，在决定要做的事情，最好考虑清楚行动时会需要用些什么，做些什么，将准备工作做好，为后续行动铺垫，按其规律列好清单，会使得实验或者任何别的事情做得更加顺利，有条理，排除做过多无用功的可能性，提高了效率的同时还降低错误失误的出现概率，成功率也会增高。我也会继续努力，学习更多的知识。六、附录 元器件清单220V电源线1保险支架19V电源变压器1二极管IN40074三端稳压器78051发光二极管（红色）1芯片：5551（带底座）芯片：74LS003（带底座）芯片：CD45183（带底座）芯片：CC45116（带底座）芯片：CD40811（带底座）数码管（共阴）6 电阻：33045，51K1，1K4可调电阻：100 K1电容：100/25V1，101，0.331，0.12，0.011小按键2万能板（21cm14cm）1导线 100m（单股）焊锡丝 4卷参考文献1 毛期俭等.数字电路与逻辑设计实验及应用.北京:人民邮电出版 社,2005.2 黄智伟.电子电路计算机仿真设计与分析.北京:电子工业出版 社,2006
