數(shù)字電路 課程設(shè)計(jì) 心得體會

設(shè)計(jì)體會

本次課程設(shè)計(jì)的題目是LC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用了通信電子線路三點(diǎn)式振蕩器電路內(nèi)容。通過查找資料，結(jié)合書本中所學(xué)的知識，完成了課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。把書中所學(xué)的理論知識和具體的實(shí)踐相結(jié)合，有利于我們對課本中所學(xué)知識的理解，并加強(qiáng)了我們的動手能力。在課程設(shè)計(jì)之前，我們通過各個渠道查找資料后分析驗(yàn)證，經(jīng)過多次的修改和整理，作了如上的設(shè)計(jì)思路。雖然這次設(shè)計(jì)一開始是按照設(shè)計(jì)要求去完成的，但由于在實(shí)際操作中，出現(xiàn)了比較大的問題，導(dǎo)致以上的準(zhǔn)備資料，在實(shí)際操作中都未能派上用場。在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，我懂得了很多，課程設(shè)計(jì)不光是讓我們?nèi)ァ霸O(shè)計(jì)”，更重要的是培養(yǎng)我們的能力！通過本次課程設(shè)計(jì)使我對通信電子線路又有了進(jìn)一步的了解，增加了對所學(xué)知識的應(yīng)用。

其次對這個課題的理解問題。因?yàn)楦哳l的知識本來就不容易懂，所以查找資料和查閱基礎(chǔ)知識，花了我們很長的時間。這些都應(yīng)歸咎于自己基礎(chǔ)知識的匱乏。

在這次的課程設(shè)計(jì)中，我們通過動手實(shí)踐操作，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握了有關(guān)高頻原理的有關(guān)知識，特別是動手操作方面，加深了對LC正弦波振蕩器的認(rèn)識，進(jìn)一步鞏固了對高頻知識的理解，也對模塊的基本工作原理和調(diào)試儀器有了一定的了解。在設(shè)計(jì)時我們根據(jù)課題要求，復(fù)習(xí)了相關(guān)的知識，還查閱了相當(dāng)多的資料，這也在一定程度上拓寬了我們的視野，豐富了我們的知識。這次的高頻課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是通過實(shí)踐操作和理論相結(jié)合，提高動手實(shí)踐能力，提高科學(xué)的思維能力。在接觸課程設(shè)計(jì)之前，因?yàn)檫@門課程的難度很深度，我對高頻是敬而遠(yuǎn)之的心態(tài)，所以基礎(chǔ)知識以及邏輯推理思維方面都是相當(dāng)欠缺。在對高頻的實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊操作方法所知甚少和對調(diào)試知識幾乎一無所知的程度，最后通過不懈努力終于圓滿完成了課程設(shè)計(jì)的要求。

擴(kuò)展閱讀：數(shù)電課程設(shè)計(jì)總結(jié)

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書

基于multisim的數(shù)字電子鐘

設(shè)計(jì)與仿真

基于multisim的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)與仿真

摘要

數(shù)字電子鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示秒、分、時的計(jì)時裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時準(zhǔn)確、顯示直觀，無機(jī)械傳動裝置等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電子鐘廣泛的應(yīng)用于各個生活生產(chǎn)領(lǐng)域,如時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備等等。

本次課程設(shè)計(jì)之一------電子時鐘設(shè)計(jì)，具有最簡單的計(jì)時功能及調(diào)整時間的功能�；�于TTL集成電路和LED數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成一個簡單的數(shù)字電子時鐘。通過數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時間，時、分、秒，并且可以通過校正電路進(jìn)行校時。本設(shè)計(jì)以multisim為仿真軟件，由虛擬元器件組成的數(shù)字電子鐘，它主要由振蕩器、時分秒計(jì)數(shù)器、校時電路、譯碼器、數(shù)碼管等幾部分組成。通過multisim的仿真，它可以實(shí)現(xiàn)時分秒的計(jì)時功能。

關(guān)鍵詞：計(jì)數(shù)器；譯碼器；三五定時器；數(shù)碼管；multisim10.0

目錄

一設(shè)計(jì)任務(wù)............................................................................................................................5

1.1設(shè)計(jì)目的和意義...........................................................................................................5

1.1.1設(shè)計(jì)目的.............................................................................................................51.2任務(wù)和要求...................................................................................................................5二系統(tǒng)設(shè)計(jì)..............................................................................................................................5

2.1數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的工作原理：...................................................................................52.2器件選擇......................................................................................................................6

2.2.1器件表.................................................................................................................62.2.2器件詳細(xì)介紹.....................................................................................................72.3.3時分秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì).......................................................................................102.3.4校時電路設(shè)計(jì)...................................................................................................122.3.5主體電路圖.......................................................................................................132.4電路仿真測試............................................................................................................14

2.4.1基本功能測試...................................................................................................142.4.2校正功能測試...................................................................................................15

三總結(jié)....................................................................................................................................17

3.1結(jié)論.............................................................................................................................173.2優(yōu)點(diǎn)與不足.................................................................................................................18

3.2.1優(yōu)點(diǎn)...................................................................................................................183.2.2不足...................................................................................................................183.3心得與體會................................................................................................................18四參考文獻(xiàn)............................................................................................................................18

一設(shè)計(jì)任務(wù)

1.1設(shè)計(jì)目的和意義1.1.1設(shè)計(jì)目的

熟悉集成電路的引腳安排。掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。了解數(shù)字鐘的組成及工作原理。熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作。1.1.2設(shè)計(jì)意義

數(shù)字鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示時分秒的計(jì)時裝置，與傳統(tǒng)機(jī)械相比，它具有走時準(zhǔn)確、顯示直觀，無機(jī)械傳動裝置等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字鐘廣泛的應(yīng)用于各個生產(chǎn)生活領(lǐng)域。1.2任務(wù)和要求

1.2.1任務(wù)

本設(shè)計(jì)以multisim為仿真軟件，由虛擬元器件組成的數(shù)字電子鐘，它主要由振蕩器、時分秒計(jì)數(shù)器、校時電路、譯碼器、數(shù)碼管等級部分組成。通過multisim的仿真，它可以實(shí)現(xiàn)時分秒的計(jì)時功能。

1.2.2設(shè)計(jì)要求

(1)準(zhǔn)確計(jì)時，以數(shù)字形式顯示時分秒的時間。

(2)小時的計(jì)時要求為“二十四翻一”，分和秒的計(jì)時要求為60進(jìn)位。(3)校正時間。

二系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的工作原理：

振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號作為數(shù)字時鐘的時間基準(zhǔn)，輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿六十后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿六十后向小時計(jì)數(shù)器進(jìn)位，時計(jì)數(shù)器按照“二十四翻一”規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時出現(xiàn)誤差時可以

用校正電路進(jìn)行校時,校分。數(shù)字時鐘電路

圖一數(shù)字鐘系統(tǒng)組成框圖

2.2器件選擇2.2.1器件表器件名稱SEVEN-SEG-COM-A7447NR1R2DGNDCGROUNDVDD74LS04DKEY=SPACE74LS190VCCLM555C74LS08D74LS00D

器件個數(shù)661112213242159表一器件明細(xì)表器件參數(shù)5mA1.66v530525910nF5V5V6

器件標(biāo)號1234567891011121314

2.2.2器件詳細(xì)介紹

1)四位二進(jìn)制進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS190

CLK1xx上升沿上升沿S"1x00圖二74LS190引腳圖

表二74LS190功能表

LD"1011

U"/Dxx01工作狀態(tài)保持預(yù)制數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)

2）二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS90

圖三74LS90引腳圖

如圖所示，74LS90是二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，QA，QB，QC，QD分別是脈沖輸出線。通過不同的連接方式它可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能，而且還可借助R01和R02對計(jì)數(shù)器清零，借助R9（1）和R9（2）將計(jì)數(shù)器置9。

具體功能如下：

a)計(jì)數(shù)脈沖從INA輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；b)若將INB和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖有INA輸入QD,QC,QB,QA作為輸出端，則構(gòu)成8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；

c)若將INA和QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由INB輸入，QA,QD,QC,QB作為輸出端，則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器；d)清零，置9功能；

（1）異步清零：當(dāng)R01和R02均為“1”，R9(1)和R9(2)中有“0”時，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA=0000;

（2）置9功能：當(dāng)R91和R92均為“1”，R01和R02中有“0”時，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA=1001;

3）BCD-7段譯碼器／驅(qū)動器7447

BCD-7段譯碼器／驅(qū)動器是數(shù)字集成電路如圖所示，用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字，然后我們就能看到從0～9的數(shù)字。譯碼器原理(7447)譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。7447是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表1列出了7447的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。

圖四7447引腳圖

LT111111111x10RBIxxxxxxxxxx0xD000000011x0xC000111100x0xB011001100x0xA101010101x0x

表三7447功能表BI/RBOABC110010011000110010101110100010001000011100111000D100100101110E101110101110F111000100110G100000100110顯示數(shù)字123456789熄滅熄滅8注釋：a、LT：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)LT=0時，無論輸入D，C，B或A為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動的數(shù)碼管正常則顯示出8。

b、BI：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。BI=0時。不論LT和輸入D，C，B或A為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極數(shù)碼管熄滅。

c、RBI：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對每一位D=C=B=A=0時，本應(yīng)顯示0，但是在RBI=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號的結(jié)果一樣，將0熄滅。

d、RBO：滅零輸出，它和滅燈輸入BI共用一端。兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。

4）反相器74LS04

如圖所示74LS04反相器是電子電路中簡單而重要的器件，它可以將高電平轉(zhuǎn)換成低電平，同時也可以將低電平轉(zhuǎn)換成高電平。

圖五74LS04

2.3電路設(shè)計(jì)

2.3.1總體思想：

主體電路有功能部件或單元電路組成，在設(shè)計(jì)這些電路或選擇部件是，盡量選用同類型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成電路或都采用CMOS集成電路，整個系統(tǒng)所用的器件應(yīng)盡可能的少，下面介紹各功能部，與單元電路的設(shè)計(jì)。

2.3.2振蕩器的設(shè)計(jì)

振蕩器是數(shù)字時鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字時鐘計(jì)時的準(zhǔn)確程度。通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。石英晶體振蕩器具有頻率精確，振蕩穩(wěn)定，溫度系數(shù)小的特點(diǎn)，可以滿足一般數(shù)字時鐘走時準(zhǔn)確性的要求。一般來說，振蕩器頻率越高，計(jì)時精度越高。在電子手表中，常取的晶振的頻率32768Hz。在本次設(shè)計(jì)中，精度要求不是很高，所以選用有集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器，振蕩頻率為1Hz。電路圖及參數(shù)如圖二所示

圖六555振蕩器

2.3.3時分秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)

1)分和秒計(jì)數(shù)器

分和秒計(jì)數(shù)器都是M=60的計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)規(guī)律為0001585900，選74LS190（單時鐘同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器電路）作為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，74LS90（十分頻計(jì)數(shù)器）作為個位計(jì)數(shù)器，再將它們級聯(lián)組成模數(shù)M=60的計(jì)數(shù)器。分計(jì)數(shù)器育苗計(jì)數(shù)器原理相同，如圖三所示

圖七秒計(jì)數(shù)器及顯示電路

2)時計(jì)數(shù)器

時計(jì)數(shù)器是一個“二十四翻一”的特殊進(jìn)制計(jì)數(shù)器。即當(dāng)時鐘運(yùn)行到23時59分59秒時，秒的個位計(jì)數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字時鐘自動顯示為00時00分00秒，選用兩片74LS190（四位二進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器）級聯(lián)而成。

圖八時計(jì)數(shù)器電路

2.3.4校時電路設(shè)計(jì)

當(dāng)數(shù)字時鐘接通電源或者計(jì)時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時是數(shù)字時鐘應(yīng)具備的基本功能。為使電路簡單，只進(jìn)行分和小時的校時。

對校時電路的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)，在分校正時不影響秒和小時的正常計(jì)數(shù)。校時方式有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關(guān)控制，使計(jì)數(shù)器對1Hz的校時脈沖計(jì)數(shù)�！奥�校時”使用手動生產(chǎn)單脈沖作為校時脈沖。圖五為“校時”“校分”電路。校時控制功能表如表一所示。當(dāng)校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當(dāng)S1或S2分別為“0”時進(jìn)行“快校時”，如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可進(jìn)行“慢校時”。開關(guān)S1或S2為零，

或?yàn)橐粫r，可能會產(chǎn)生抖動，接電容可以緩解抖動。必要時刻將其改為去抖開關(guān)。

.圖九校時校分電路表四校時開關(guān)功能表S2S11101102.3.5主體電路圖

根據(jù)設(shè)計(jì)的主體思想和各部分電路，按照流向分級安裝，逐級級聯(lián)，每一級指組成數(shù)字鐘的各功能電路。

注意事項(xiàng)：級聯(lián)時如果出現(xiàn)配合不同步，或尖峰脈沖干擾，引起邏輯混亂，可以增加邏輯門來延時，如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端加退耦濾波電容。

經(jīng)過糾正設(shè)計(jì)方案中的不足之處后，聯(lián)出總體邏輯電路圖，如圖十所示

功能計(jì)數(shù)校分校時

圖十?dāng)?shù)字鐘的主題電路邏輯圖

2.4電路仿真測試

連接好電路后進(jìn)行仿真2.4.1基本功能測試

兩個開關(guān)都接高電平，此時和分計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)。秒計(jì)數(shù)器計(jì)到59時，下一個脈沖到來時，分的各位加一。當(dāng)分計(jì)數(shù)器計(jì)到59并且秒計(jì)數(shù)器計(jì)到59時，時計(jì)數(shù)器的個位加一。即當(dāng)時鐘運(yùn)行到23時59分59秒時，秒的個位計(jì)數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字時鐘自動顯示為00時00分00秒，如圖所示

圖十一基本功能仿真測試

2.4.2校正功能測試

左開關(guān)接高電平，右開關(guān)接低電平時，可以對分計(jì)數(shù)器進(jìn)行校正。右開關(guān)接高電平，左開關(guān)接低電平時，可以對分計(jì)數(shù)器進(jìn)行校正。如圖所示

圖十二基本功能

仿真測試

圖十三基本功能仿真測試

三總結(jié)

3.1結(jié)論

在進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)中，遇到了很多的問題，設(shè)計(jì)振蕩電路時，由于電源和地的選擇不正確，導(dǎo)致數(shù)碼管無法顯示，設(shè)計(jì)顯示電路時，沒有注意數(shù)碼管是共陰還是共陽，導(dǎo)致連接錯誤。設(shè)計(jì)校正電路時，剛開始的門電路選用2V的CMOS系列，導(dǎo)致校正電路無法發(fā)揮作用。后改用74LS系列，電路才發(fā)揮作用，

通過自己親身設(shè)計(jì)，熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然

這只是一次簡單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。3.2優(yōu)點(diǎn)與不足3.2.1優(yōu)點(diǎn)

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子中的基本計(jì)時功能，并且增加了校正電路，在小時校正時不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)，在分校正時不影響秒和小時的正常計(jì)數(shù)。3.2.2不足

基本脈沖的產(chǎn)生采用的時三五定時器電路，產(chǎn)生的秒脈沖不夠精確。3.3心得與體會

我們學(xué)習(xí)了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，對電子技術(shù)有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我才把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對我學(xué)的知識有了更進(jìn)一步的理解。

在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。設(shè)計(jì)的過程，設(shè)計(jì)的思想和設(shè)計(jì)電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實(shí)現(xiàn)的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個電路可以用那些芯片實(shí)現(xiàn)，各個芯片實(shí)現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。

在這次設(shè)計(jì)過程中，我也對multisim、word、畫圖等軟件有了更進(jìn)一步的了解，這使我在以后的學(xué)習(xí)中中更加得心應(yīng)手。實(shí)驗(yàn)中，借助仿真軟件，不僅可以把課堂中所學(xué)到的知識，直接加以運(yùn)用，而且還可以把各個分離的知識點(diǎn)組合為一個整體。使自己在專業(yè)知識和動手能力上有了和大的提高

四參考文獻(xiàn)

[1]鄭步生，吳渭．Mumsinl8電路設(shè)計(jì)及仿真入門與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社．[2]羅桂娥．?dāng)?shù)字電子技術(shù)實(shí)用教程[M]．湖南：中南大學(xué)出版社版社．[3]閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：清華大學(xué)出版社．

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