數(shù)字電路 課程設(shè)計 心得體會
設(shè)計體會
本次課程設(shè)計的題目是LC正弦波振蕩器的設(shè)計,主要應(yīng)用了通信電子線路三點式振蕩器電路內(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)計的內(nèi)容。把書中所學(xué)的理論知識和具體的實踐相結(jié)合,有利于我們對課本中所學(xué)知識的理解,并加強了我們的動手能力。在課程設(shè)計之前,我們通過各個渠道查找資料后分析驗證,經(jīng)過多次的修改和整理,作了如上的設(shè)計思路。雖然這次設(shè)計一開始是按照設(shè)計要求去完成的,但由于在實際操作中,出現(xiàn)了比較大的問題,導(dǎo)致以上的準備資料,在實際操作中都未能派上用場。在這次的課程設(shè)計過程中,我懂得了很多,課程設(shè)計不光是讓我們?nèi)ァ霸O(shè)計”,更重要的是培養(yǎng)我們的能力!通過本次課程設(shè)計使我對通信電子線路又有了進一步的了解,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。因為高頻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)計中,我們通過動手實踐操作,進一步學(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正弦波振蕩器的認識,進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)計重點是通過實踐操作和理論相結(jié)合,提高動手實踐能力,提高科學(xué)的思維能力。在接觸課程設(shè)計之前,因為這門課程的難度很深度,我對高頻是敬而遠之的心態(tài),所以基礎(chǔ)知識以及邏輯推理思維方面都是相當欠缺。在對高頻的實驗?zāi)K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)計的要求。
擴展閱讀:數(shù)電課程設(shè)計總結(jié)
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書
基于multisim的數(shù)字電子鐘
設(shè)計與仿真
基于multisim的數(shù)字電子鐘設(shè)計與仿真
摘要
數(shù)字電子鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示秒、分、時的計時裝置,與傳統(tǒng)的機械鐘相比,它具有走時準確、顯示直觀,無機械傳動裝置等優(yōu)點。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)計之一------電子時鐘設(shè)計,具有最簡單的計時功能及調(diào)整時間的功能。基于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)碼管能夠準確顯示時間,時、分、秒,并且可以通過校正電路進行校時。本設(shè)計以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,它可以實現(xiàn)時分秒的計時功能。
關(guān)鍵詞:計數(shù)器;譯碼器;三五定時器;數(shù)碼管;multisim10.0
目錄
一設(shè)計任務(wù)............................................................................................................................5
1.1設(shè)計目的和意義...........................................................................................................5
1.1.1設(shè)計目的.............................................................................................................51.2任務(wù)和要求...................................................................................................................5二系統(tǒng)設(shè)計..............................................................................................................................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器件詳細介紹.....................................................................................................72.3.3時分秒計數(shù)器的設(shè)計.......................................................................................102.3.4校時電路設(shè)計...................................................................................................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)點與不足.................................................................................................................18
3.2.1優(yōu)點...................................................................................................................183.2.2不足...................................................................................................................183.3心得與體會................................................................................................................18四參考文獻............................................................................................................................18
一設(shè)計任務(wù)
1.1設(shè)計目的和意義1.1.1設(shè)計目的
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)計與制作。1.1.2設(shè)計意義
數(shù)字鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示時分秒的計時裝置,與傳統(tǒng)機械相比,它具有走時準確、顯示直觀,無機械傳動裝置等優(yōu)點。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,它可以實現(xiàn)時分秒的計時功能。
1.2.2設(shè)計要求
(1)準確計時,以數(shù)字形式顯示時分秒的時間。
(2)小時的計時要求為“二十四翻一”,分和秒的計時要求為60進位。(3)校正時間。
二系統(tǒng)設(shè)計
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,輸出標準秒脈沖,秒計數(shù)器計滿六十后向分計數(shù)器進位,分計數(shù)器計滿六十后向小時計數(shù)器進位,時計數(shù)器按照“二十四翻一”規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計時出現(xiàn)誤差時可以
用校正電路進行校時,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表一器件明細表器件參數(shù)5mA1.66v530525910nF5V5V6
器件標號1234567891011121314
2.2.2器件詳細介紹
1)四位二進制進制加/減計數(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)加法計數(shù)減法計數(shù)
2)二-五-十進制異步計數(shù)器74LS90
圖三74LS90引腳圖
如圖所示,74LS90是二-五-十進制異步計數(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現(xiàn)四種不同的邏輯功能,而且還可借助R01和R02對計數(shù)器清零,借助R9(1)和R9(2)將計數(shù)器置9。
具體功能如下:
a)計數(shù)脈沖從INA輸入,QA作為輸出端,為二進制計數(shù)器;b)若將INB和QA相連,計數(shù)脈沖有INA輸入QD,QC,QB,QA作為輸出端,則構(gòu)成8421碼十進制加法計數(shù)器;
c)若將INA和QD相連,計數(shù)脈沖由INB輸入,QA,QD,QC,QB作為輸出端,則構(gòu)成異步5421碼十進制加法計數(shù)器;d)清零,置9功能;
(1)異步清零:當R01和R02均為“1”,R9(1)和R9(2)中有“0”時,實現(xiàn)異步清零功能,即QDQCQBQA=0000;
(2)置9功能:當R91和R92均為“1”,R01和R02中有“0”時,實現(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
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。
2.3.2振蕩器的設(shè)計
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)字時鐘計時的準確程度。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,可以滿足一般數(shù)字時鐘走時準確性的要求。一般來說,振蕩器頻率越高,計時精度越高。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時分秒計數(shù)器的設(shè)計
1)分和秒計數(shù)器
分和秒計數(shù)器都是M=60的計數(shù)器,其計數(shù)規(guī)律為0001585900,選74LS190(單時鐘同步十進制加/減計數(shù)器電路)作為六進制計數(shù)器,74LS90(十分頻計數(shù)器)作為個位計數(shù)器,再將它們級聯(lián)組成模數(shù)M=60的計數(shù)器。分計數(shù)器育苗計數(shù)器原理相同,如圖三所示
圖七秒計數(shù)器及顯示電路
2)時計數(shù)器
時計數(shù)器是一個“二十四翻一”的特殊進制計數(shù)器。即當時鐘運行到23時59分59秒時,秒的個位計數(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(四位二進制同步加減計數(shù)器)級聯(lián)而成。
圖八時計數(shù)器電路
2.3.4校時電路設(shè)計
當數(shù)字時鐘接通電源或者計時出現(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數(shù),在分校正時不影響秒和小時的正常計數(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,使計數(shù)器對1Hz的校時脈沖計數(shù)!奥r”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。當校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖,當S1或S2分別為“0”時進行“快校時”,如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供,則可進行“慢校時”。開關(guān)S1或S2為零,
或為一時,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: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
功能計數(shù)校分校時
圖十數(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,此時和分計數(shù)器正常計數(shù)。秒計數(shù)器計到59時,下一個脈沖到來時,分的各位加一。當分計數(shù)器計到59并且秒計數(shù)器計到59時,時計數(shù)器的個位加一。即當時鐘運行到23時59分59秒時,秒的個位計數(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,可以對分計數(shù)器進行校正。右開關(guān)接高電平,左開關(guān)接低電平時,可以對分計數(shù)器進行校正。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
在進行電路的設(shè)計中,遇到了很多的問題,設(shè)計振蕩電路時,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,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,但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟,和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。3.2優(yōu)點與不足3.2.1優(yōu)點
可以實現(xiàn)數(shù)字電子中的基本計時功能,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數(shù),在分校正時不影響秒和小時的正常計數(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,我才把學(xué)到的東西與實踐相結(jié)合。從中對我學(xué)的知識有了更進一步的理解。
在此次的數(shù)字鐘設(shè)計過程中,更進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,但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟,和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。設(shè)計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)計的過程,設(shè)計的思想和設(shè)計電路中的每一個環(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。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn),各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。
在這次設(shè)計過程中,我也對multisim、word、畫圖等軟件有了更進一步的了解,這使我在以后的學(xué)習(xí)中中更加得心應(yīng)手。實驗中,借助仿真軟件,不僅可以把課堂中所學(xué)到的知識,直接加以運用,而且還可以把各個分離的知識點組合為一個整體。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
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