電子電工綜合實驗報告

1、電工電子綜合試驗 數字計時器實驗報告 學 號：姓 名：學 院： 專 業(yè)：通信工程目錄一，實驗目的及要求二，設計內容簡介四，電路工作原理簡述三，設計電路總體原理框圖五，各單元電路原理及邏輯設計1.脈沖發(fā)生電路2.計時電路和顯示電路3.報時電路4.較分電路六引腳圖及真值表七 收獲體會及建議八 設計參考資料一，實驗目的及要求1， 掌握常見集成電路實現單元電路的設計過程。2， 了解各單元再次組合新單元的方法。3， 應用所學知識設計可以實現0000”5959”的可整點報時的數字計時器二，設計內容簡介：1， 設計實現信號源的單元電路。（）2， 設計實現0000”5959”計時器單元電路。3， 設計實現快速

2、校分單元電路。含防抖動電路（開關k1,頻率F2,校分時秒計時器停止）。4， 加入任意時刻復位單元電路（開關K2）。5， 設計實現整點報時單元電路（產生5953”,5955”,5957”,三低音頻率F3,5959”一高音頻率F4）。三，設計電路總體原理框圖設計框圖：四，電路工作原理簡述電路由振蕩器電路、分頻器、計數器、譯碼器、顯示器、校時電路和報時電路組成。振蕩器產生的脈沖信號經過十二級分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數器，計數器通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間，將分秒計時器分開，加入快速校分電路與防抖動電路，并控制秒計時器停止工作。較分電路實現對“分”上數值的控制，而不受秒十位是否進位的

3、影響，在60進制控制上加入任意時刻復位電路。報時電路通過1kHz或2kHz的信號和要報時的時間信號進行“與”的運算來實現的頂點報時的，通過兩個不同頻率的脈沖信號使得在不同的時間發(fā)出不同的聲響。五，各單元電路原理及邏輯設計（1） 脈沖發(fā)生電路脈沖信號發(fā)生電路是危機時期提供技術脈沖，此次實驗要求產生1HZ的脈沖信號。用NE555集成電路和CD4040構成。555定時器用來構成多諧振蕩器，CD4040產生幾種頻率為后面電路使用。實驗電路如下（自激多諧振蕩電路,周期矩形波發(fā)生電路）震蕩周期T=0.695(R1+2*R2)C，其中R1=1K，R2=3K，C=0.047uf， 計算T=228.67*10-

4、6 s ，f=4373.4Hz產生的脈沖頻率為4KHz,脈沖信號發(fā)生電路 和CD4040連接成如圖所示的電路，則從Q12 輸出端可以得到212 分頻信號F1,即1Hz的信號，Q11 可以得到F2 即2Hz的信號提供給D觸發(fā)器CP和校分信號，Q3輸出分頻信號500Hz，Q2輸出1KHz提供給報時電路二，秒計時電路應用CD4518及74LS00可以設計該電路，CD4518是異步清零，所以在進行分和秒十位計數的時候，需要進行清零，而在個位計數的時候不需要清零。所以Cr2=2QcQb,Cr4=4Qc4QB。當秒個位為1001時，秒十位要實現進位，此時需要EN2=1Qd，同理分的個位時鐘EN3=2Qc，

5、分十位時鐘端EN4=3Qd。因此，六十進制計數器邏輯電路如下圖所示校分保持秒位信號清零信號F1=1HZ清零信號清零清零信號三，譯碼器顯示電路由CD45112的邏輯功能表可以知道，將CD4511的輸出端的信號接入雙字共陰顯示器對應的引腳即可顯示我們所需要的數字。接入電阻為了防止電流過大而燒壞數碼管?？梢詰铱诊@示器的小數點引腳，此次實驗不顯示小數點，電路如下圖四，控制電路1， 校分電路校分電路是用來對分計數器的快速校分，此時，分計數器不受秒進位的影響，秒計數器可保持。D觸發(fā)器是上升沿觸發(fā)的，其他時刻則保持不變，可以構成防顫抖電路。校分電路如下圖：校分開關秒計時器個位時鐘端分計時器個位時鐘端秒計時器

6、十位進位端F2=2HZ2， 復位電路采用觸發(fā)器對清零電路實現防抖動。電路圖如下18， 正常狀態(tài)下，開關處于高電平的時候電路工作，處于低電平的時候，Q輸出為低電平，利用計時電路對秒和分的十位清零。輸出Q輸出高電平的時候，CD4518接收清零信號，對秒和分的個位進行清零F2=2HZ清零開關分 秒十位清零端分 秒個位清零端五，報時電路根據要求，電路實現整點報時單元電路（產生5953”,5955”,5957”,三低音頻率F3,5959”一高音頻率F4）。低音時傳到蜂鳴器的信號F1為500HZ,高音時傳到蜂鳴器的信號為1000HZ，電路如下圖六，完整計時器電路的邏輯圖六引腳圖及真值表(1)CD4511（

7、四線-七段譯碼器）引腳布局圖CD4511邏輯功能表輸入輸出DCBAgfedcba字符測燈××××××滅零×消隱鎖存××××顯示LE時數據譯碼(2)CD4518（雙四位同步BCD碼加法計數器）引腳布局圖邏輯說明，CD451是常用的8421BCD碼加法計數器。每片CD4518集成電路中集成了兩個獨立的計數器，每個計數器的內部結構如圖所示CD4518邏輯功能表輸入輸出CrCPEN清零1××0000計數01BCD碼加法記數保持0×0保持計數00BCD碼加法記數保持

8、01×保持(3)74LS74（雙D觸發(fā)器）引腳布局圖74LS74邏輯功能表輸入輸出CP清零××置“”××送“”送“”保持×保持不允許××不確定（4）74LS00（二入與非門）及邏輯功能表（5）74LS21（四入與門）及邏輯功能表（6）NE555引腳布局 NE555邏輯功能表（7）CD4040引腳布局圖2，邏輯功能說明CD4040是一種常用的12分頻集成電路，當輸入某一頻率的方波信號時，其12個輸出端的輸出信號分別為該輸入信號頻率的2-1 2-12 ，在電路中與NE555組合構成脈沖發(fā)生電路，VDD 電源輸入端，Vs

9、s接地端，CP為輸入端，CR為清零端。（8）74LS20引腳布局圖及邏輯功能表（9）LED顯示字（共陰）及邏輯功能表元器件清單 工具（剪刀、鑷子、剝線鉗 插板 一套 導線 名稱型號數量顯示字共陰3譯碼器CD45113BCD碼計數器CD45182四位二進制計數器74LS1611分頻器CD40601D觸發(fā)器74LS741非門CD40691二入與非門74LS001四入與門74LS212二入或門74LS321晶振32768Hz1開關2蜂鳴器1電容10p120p122u2電阻470110k122M11003七 收獲體會及建議 這次實驗需要自己查找實驗資料，自己畫電路圖，自己規(guī)劃電路元件的布局，在一定程度上來說還是比較復雜的。在整個實驗的過程中，更需要我們較強的動手能力，當然不可缺少的是要心平氣和，切記急躁，認真的一根導線一根導線的正確連接。由于這次實驗的電路連線比較多，為了能比較清晰準確的連接每個器件，不漏線，不多線。我采用首先連接器件自身引腳，然后再依次把器件與其他器件的連接用線連接，這樣就不容易出現連線錯誤。而且，所有的地線都接在離器件最近的位置。在這個過程中，我發(fā)現自己的理論知識還有一些沒有完全掌握，導致還是不能很好的結合實驗來應用，盡管第一次的電路連接正確，但我卻沒有看出顯示器本身的故障，耽誤了不少時間