電子綜合設(shè)計(jì)模板

1、電子綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)年級(jí)： 學(xué)號(hào)： 設(shè)計(jì)日期：設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)要求：1主要內(nèi)容用CC4518雙四位BCD同步加數(shù)器設(shè)計(jì)60秒、60分、24小時(shí)歸零計(jì)時(shí)電路；用CC4511 七段譯碼驅(qū)動(dòng)/鎖存器及LG5011AH共陰極數(shù)碼管設(shè)計(jì)譯碼及顯示電路（數(shù)碼管需加限流電阻）用脈沖開關(guān)設(shè)計(jì)校準(zhǔn)功能用555構(gòu)成多謝震蕩器，實(shí)現(xiàn)（f=1HZ）秒脈沖信號(hào)發(fā)生器2整體電路原理圖 60秒（60分）及24小時(shí)計(jì)數(shù)、編碼、譯碼、顯示（4路） 用8K紙復(fù)印紙手工畫3EWB仿真圖 60秒（60分）及24小時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼、顯示（6路）計(jì)算機(jī)打印4設(shè)計(jì)原理圖 用protel99設(shè)計(jì)原理圖并打印5設(shè)計(jì)PCB版

2、圖 用protel99設(shè)計(jì)PCB板圖并打印6擴(kuò)展功能要求 設(shè)計(jì)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能 12小時(shí)歸1電路摘要1 設(shè)計(jì)說明書.基本功能實(shí)現(xiàn)60秒、60分、24小時(shí)的計(jì)數(shù)、譯碼、顯示； 具有校準(zhǔn)功能自帶秒脈沖信號(hào)發(fā)生器擴(kuò)展功能定點(diǎn)報(bào)時(shí) 鬧時(shí)控制仿廣播電臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí)自動(dòng)整點(diǎn)報(bào)時(shí)提高功能小時(shí)的計(jì)數(shù)要求為“12歸1”功能要求主體電路圖 主體電路思想擴(kuò)展電路圖（2）擴(kuò)展電路其中在主板電路中的秒脈沖信號(hào)發(fā)送到擴(kuò)展電路的分頻電路中。圖2.1方案確定構(gòu)架圖（2）60進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路圖工作原理CC4518技術(shù)狀態(tài)表如右圖，由上圖得，邊為十位計(jì)數(shù)，右邊為個(gè)位計(jì)數(shù)，當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)到9下個(gè)脈沖來時(shí)，個(gè)位清零并向十位進(jìn)1，當(dāng)十位計(jì)到6

3、時(shí)，Q3Q2為11，Q3Q2相與后為1 使清零端工作十位個(gè)位同時(shí)清零，循環(huán)置數(shù)。 個(gè)位向十位的進(jìn)位脈沖，需用Q4的下降沿,接EN端。圖（3）24進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路圖工作原理根據(jù)CC4518管腳排列，如圖（3），如60進(jìn)制，左邊管腳控制24進(jìn)制的高位，逢2清零，故經(jīng)0010輸出；右邊管腳控制24進(jìn)制的低位，逢4清零，故經(jīng)0100輸出，兩端輸出經(jīng)過與門，左端與右端同時(shí)輸出2個(gè)4時(shí)，高電平有效，從與門出來分別接到MRA與MRB端清零。譯碼、顯示電路CC4511實(shí)現(xiàn)譯碼 cc4511真值表圖 cc4511管腳圖（1）燈測(cè)試功能：LT可檢查七段顯示器各字段是否能正常發(fā)光。當(dāng)LT = 0時(shí)，不論Q0Q3狀態(tài)

4、如何，七段全部顯示，以檢查各字段的好壞。（2）消隱功能：當(dāng)BI=0時(shí)，輸出ab都為低電平，各字段熄滅。（3）數(shù)碼顯示：當(dāng)BI=1LT=1 LE=0，譯碼器工作，當(dāng)3210端輸入8421BCD碼時(shí)，譯碼器對(duì)應(yīng)的輸出端輸出高電平1，數(shù)碼顯示相應(yīng)的數(shù)字。（4） 鎖存：在LE從“0”轉(zhuǎn)換到“1”時(shí)，輸出顯示由輸入的BCD碼決定。60進(jìn)制技術(shù)、譯碼、顯示單元電路60進(jìn)制技術(shù)、譯碼、顯示單元電路24進(jìn)制技術(shù)、譯碼、顯示單元電路圖（2） 24進(jìn)制計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路校時(shí)電路S1S2功能11計(jì)數(shù)10校分01校時(shí)校時(shí)脈沖功能1HZ快校時(shí)單次脈沖慢校時(shí)定時(shí)報(bào)時(shí)電路定時(shí)報(bào)時(shí)電路圖工作原理：74LS273是帶有清除端

5、的8D觸發(fā)器，只有在清除端保持高電平時(shí)，才具有鎖存功能，鎖存控制端為11腳CLK，采用上升沿鎖存。也是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器， 1D8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q8Q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，而74LS266里面是四個(gè)同或門，74LS266的一端連著CC4518的輸出管腳，其工作原理為先將時(shí)鐘調(diào)制到用戶想要的點(diǎn)數(shù)，然后按下開關(guān)，74LS273會(huì)自動(dòng)鎖存住這一時(shí)間，而當(dāng)時(shí)鐘下一次運(yùn)行至這一時(shí)間時(shí)，三個(gè)CC4518會(huì)發(fā)出高電平信號(hào)，連同的74LS273也會(huì)發(fā)出高電平信號(hào)，通過266的同或門后到達(dá)74LS21，而74LS21中全是與門，則最終輸出高電平，經(jīng)過三極管，三極管導(dǎo)通，音樂芯片經(jīng)過揚(yáng)

6、聲器發(fā)出聲音，達(dá)到報(bào)時(shí)。VCX由石英諧振器、變?nèi)荻O管和振蕩電路組成,通過控制變?nèi)荻O管的電壓來改變變?nèi)荻O管的電容，從而“牽引”石英諧振器的頻率，以達(dá)到頻率調(diào)制的目的。 二極管與門工作原理焊接板上的二極管與門電路可以大致表示成以下電路圖二極管與門工作電路這張電路圖中，如果A或者B其中一個(gè)電壓低于0.7V，此時(shí)任意一個(gè)二極管導(dǎo)通，電壓鉗位在0.7V，看表就知道，此時(shí)F點(diǎn)的輸出電壓為0.7V，也就是低電平，用0表示，如果當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電壓都等于3V的時(shí)候，此時(shí)兩個(gè)二極和不導(dǎo)通，F(xiàn)點(diǎn)就輸出高電平 用1表示，F(xiàn)點(diǎn)接到計(jì)數(shù)器或者其它的元件上12V是R與D1 D2的電源，也為F點(diǎn)提供3.7V的電壓如果你

7、需要F點(diǎn)輸出高電平 AB兩點(diǎn)可接5V正極，如果你需要F點(diǎn)輸出低電平，那么就5V負(fù)極，F(xiàn)點(diǎn)接你后面的驅(qū)動(dòng)電路。發(fā)光二極管工作原理發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。 它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)

8、微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。整流橋部分工作原理如下圖所示單相橋式整流電路如圖1（a）所示，圖中Tr為電源變壓器，它的作用是將交流電網(wǎng)電壓vI變成整流電路要求的交流電壓 ，RL是要求直流供電的負(fù)載電阻，四只整流二極管D1D4接成電橋的形式，故有橋式整流電路之稱。 圖橋式整流原理圖單相橋式整流電路的工作原理可分析如下。為簡(jiǎn)單起見，二極管用理想模型來處理，即正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。在v2的正半周

9、，電流從變壓器副邊線圈的上端流出，只能經(jīng)過二極管D1流向RL，再由二極管D3流回變壓器，所以D1、D3正向?qū)?，D2、D4反偏截止。在負(fù)載上產(chǎn)生一個(gè)極性為上正下負(fù)的輸出電壓。其電流通路可用圖1（a）中實(shí)線箭頭表示。在v2的負(fù)半周，其極性與圖示相反，電流從變壓器副邊線圈的下端流出，只能經(jīng)過二極管D2流向RL，再由二極管D4流回變壓器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向?qū)?。電流流過RL時(shí)產(chǎn)生的電壓極性仍是上正下負(fù)，與正半周時(shí)相同。其電流通路如圖1（a）中虛線箭頭所示。綜上所述，橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向?qū)щ娦?，將四個(gè)二極管分為兩組，根據(jù)變壓器副邊電壓的極性分別導(dǎo)通，將變壓器副邊電壓

10、的正極性端與負(fù)載電阻的上端相連，負(fù)極性端與負(fù)載電阻的下端相連，使負(fù)載上始終可以得到一個(gè)單方向的脈動(dòng)電壓。主板電路清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱參數(shù)數(shù)量1集成芯片451839電解電容1f/16v124511610電容0.01F3374ALS00211電阻47042474ALS32212500K1574ALS74213285K16芯片座16P151433K17數(shù)碼管LG5011AH615微動(dòng)開關(guān)6*6*628脈沖信號(hào)源555116電路板擴(kuò)展板電路清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量18D鎖存器74LS27337復(fù)位開關(guān)12同或門74LS26658自鎖開關(guān)134輸入2與門74LS2149喇叭14芯片座

11、20P310音樂片1514P911灰排線20P16三極管9013212電路板13 焊接與調(diào)試系統(tǒng)軟件仿真、硬件安裝、調(diào)試遇到的問題1在EWB模擬仿真中，出現(xiàn)數(shù)碼管初始不顯示0狀態(tài)，而是從1開始2在生成PCB板的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生封裝錯(cuò)誤3在焊接的副板的時(shí)候，會(huì)有很多線把焊接孔堵住，而且完成主板和副版的焊接后，用拍向?qū)⑵溥B接后主板數(shù)碼管的分十位不顯示進(jìn)位。4揚(yáng)聲器焊接完成后不能固定。問題記錄、分析存在的原因1在EWB中的數(shù)碼管顯示問題是由于脈沖源會(huì)提前一個(gè)周期到達(dá)4518是軟件自身的問題缺陷。可以用D觸發(fā)器的延遲作用進(jìn)行校正。2生成PCB板時(shí)產(chǎn)生的封裝錯(cuò)誤有可能是自己做的封裝沒有導(dǎo)入library庫里，

12、也可能是library庫里面的封裝沒有導(dǎo)出應(yīng)用，也可能是軟件自身問題DIP-X中間的連字符的取舍問題。3在焊接前沒能布置好線的排列，導(dǎo)致一些線穿過焊接孔導(dǎo)致堵塞；數(shù)碼管不進(jìn)位可能是焊接時(shí)不小心造成短路也可能是芯片問題。4 在焊接前應(yīng)該用兩根廢舊電阻腿焊在揚(yáng)聲器的另外一端保持固定。說明排除方法和效果 1利用D觸發(fā)器或門的串聯(lián)，如圖3.3所示，當(dāng)秒脈沖信號(hào)進(jìn)入D觸發(fā)器時(shí)，D端接搞電平，Q端發(fā)出電平，而從D觸發(fā)器出來的信號(hào)也是高電平。通過或門，相當(dāng)于不影響4518清零，則此時(shí)D觸發(fā)器起到一個(gè)延遲作用，則會(huì)使數(shù)碼管在初始狀態(tài)下顯示是“0 ”而非是“1”。圖3.3校正后的電路圖2當(dāng)完成PCB原理圖并經(jīng)過

13、ERC檢查無誤進(jìn)行update PCB時(shí)，檢查出現(xiàn)封裝問題，則先檢查自己畫的封裝是否已經(jīng)導(dǎo)入library庫文件中，在生成PCB之前，在browse下拉字菜單中選中l(wèi)ibraries，然后點(diǎn)擊add，在安裝目錄下的library文件夾中找到PCB/generic footprint/general IC.ddb這個(gè)文件，將此文件導(dǎo)入后重新update PCB即可。3如果導(dǎo)線將焊接口堵住可以先設(shè)計(jì)一下導(dǎo)線的路線，盡量避免從焊接口的上方走，在完成主板和副版的焊接時(shí)出現(xiàn)的分的十位沒有進(jìn)位的現(xiàn)象經(jīng)仔細(xì)檢查后確定是因?yàn)楹附狱c(diǎn)短路造成。重新進(jìn)行焊接，保持焊接點(diǎn)整潔問題得到解決。4在焊接前應(yīng)該用兩根廢舊電阻

14、腿焊在揚(yáng)聲器的另外一端保持固定。參考文獻(xiàn)【1】 曹國(guó)清.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，1998【2】 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試.武漢：華中科技大學(xué)，2000【3】 華成英.模擬電子技術(shù)第4版.北京：清華大學(xué)附錄1數(shù)字鐘電路原理圖附錄2數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖附錄4印刷電路板布線圖實(shí)驗(yàn)心得為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程，我學(xué)到了很多很多，通過這次對(duì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)作，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路先進(jìn)行軟件模擬仿真再進(jìn)行實(shí)際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)?，再?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法在實(shí)驗(yàn)過程中，時(shí)分秒的個(gè)位部分的初始值是1，與實(shí)驗(yàn)本意相違背，通過在進(jìn)位部分加晶閘管，利用晶閘管的PNP,NPN導(dǎo)通經(jīng)過一次脈沖后斷開的原理，解決了此問題。在焊接過程