数字电子技术基础实践报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目 录1.实践目的和要求12.设计指标要求13.构成框图14.方案设计15.电路设计 26.心得体会与总结97.参考文献9 一、实践目的和要求 1. 学习电子秒表的设计与调试方法。2掌握电子秒表有关参数的测试方法。3. 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。4. 训练提高焊接以及排版布线等技能。5. 加深对于常用数字电路常用芯片的理解。二、控制要求： 1.具有显示099秒的计时功能。2.设计外部操作开关，控制计数器的直接清零启动、暂停、和连续功能。3.计时器为99

2、秒递加计时，计时间隙1S。4.具有计时到某一特定值（要求为自己学号的最后两位）时自动停止，并发出光电报警。 三、构成框图：如图1 所示。 图1四、方案设计： 利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。利用集成与非门构成的基本RS触发器（低电平直接触发）实现电路的控制暂停与连续，用两个七段LED数码管显示“秒表”，显示时间为00-99秒，每厘固定时间周期自动加一。计数器采用十六进制计数器74LS161接成十进制计数器，为译码器提供十种不同的四位二进制信号。译码器部分采用的是74LS148集成芯片译码器，用于将十进制信号翻译成七段数码管的电平信号，完成显示工作。五、电路设计：

3、1.控制电路的设计（1）控制暂停与连续 利用集成与非门构成的基本RS触发器低电平直接触发，实现电路的控制暂停与连续。设计方案中采用的是74LS00系列的集成与非门。其功能表如下： InputsOutputs ABYLLHLHHHLHHHL 表1 电路工作是，开关拨向左侧，通过RS触发器的逻辑运算从与非门的11号管脚输出555产生的方波脉冲信号，实现计数功能。当开关拨向右侧，则从11号管脚输出高电平，实现暂停功能。（74LS00的内部结构如图3所示） 图3（2）直接清零、启动 通过在5V电源处接一个上拉电阻实现74LS161的清零与重新启动。正常工作时开关时断开的，这时161的R/D/端收到的是

4、电源的高电平信号，集成芯片处于正常工作状态。当开关闭合时，电源电压导入地，R/D/收到低电平信号，161清零复位，重新启动。 图4 2.秒脉冲发生器该部分电路由555定时器构成的占空比可调的多谐振荡器（如图5所示）。其基本工作原理是接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。 图5 当Uc下降到1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电

5、容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而 复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期TTH+TL。（如图6所示）本设计中电路图如图6所示，其中的元件参数计算如下：=（+） ln2= ln2=+=1s 设=68k取62k+20k 其中为上升时间 图6为下降时间，电容取值为10uF。3.计数器 本方案中计数器采用161的十进制接法来实现。74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分

6、频器等很多重要的功能。管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3清零/MR 图7使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0Q3以及进位输出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET)功能介绍： 从74LS161功能表功能表（表2）中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一

7、个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。输 入 输 出 CR CPLD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 状态码加1 表2 本设计中将161接成十进制的计数模式，正常工作时Q0和Q3出现“1”4.译码器 74LS47是BCD-7段数码管译码器/驱动器， 74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字,通过它解

8、码， 可以直接把数字转换为数码管的显示数字， 从而简化了程序。 图8 74LS47译码器原理：译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电 路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。其真值表如表3所示。 本设计方案中由于要实现两位数字显示，故采用两片74LS47148集成芯片分别译码各位和十位两数字，通过从74LS161十进制计数器收集到的信号作为输入信号，将其转换为七段数码管的对应管脚的高低电平信号实现数字显示输 入 输 出 显示数字符号LT RBI A3 A2 A1 A0 BI

9、RBO a b c d e f g1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 表35.显示 显示部分采用七段数码管的方案，七段数码管是一种常用的显示器件，其控制方便工作可靠显示清晰，适合对于显示数字要求较少的电路设计，其缺点是体积较低且不能显示字符，但在本设计中其功能已经完全满足设计需要。其基本电路图如图9