数电课程设计说明书

数字电子技术课程设计报告班级：机设083姓名：董焕学号：0802721120设计题目：数字电子钟一、数电课程设计的目的：数字电子技术课程设计是在学习完数字电子电路课程之后，按照课程教学的要求，对学生进行综合性训练的一个实践性教学环节。主要目的是培养学生综合运用理论知识能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力；了解数字电子电路的一般设计方法，初步掌握数字电子线路安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装、调试方法。二、设计题目及内容1、设计题目：数字电子时钟2、内容和要求：（1）时间以60秒为一个周期；（2）显示秒十位，秒个位；（3）根据要求阅读数字时钟电路原理图，阅读教材及查找相关资料，叙述工作原理；（4）画出包含+5伏的稳压电源在内的原理电路图，根据原理图画出对应的印刷电路图，并在图中标出元器件的符号及代码；（5）安装、焊接、连线、调试电路（只提供秒计时的两位电路元件，其他元件可自备。）；（6）最后提交调试好的设计作品，撰写并提交实验、调试报告，解答思考题。3功能描述：1基本计时功能：输入1KHZ的时钟，采用60秒计时器，能显示秒数。2校时功能：秒具有校时功能所用元器件型号及参数低值易耗材料明细品名规格型号技术要求单件数量单价（元）总价5V集成稳压器LM78051面包板（或双面印制板）10X15（cm2）1共阴极数码管BS201A/0.5英吋2集成显示译码器CD45112集成14位计数器CD40601集成双BCD计数器CD45181集成双D触发器74HC741集成逻辑与非门74HC001电阻器RJ-22MΩ-1/4W1电阻器RJ-200k-1/4W1电阻器RJ-300-1/4W14电容器CC1-30pF(瓷片)2电容器CC1-0.01µF(瓷片)1石英晶体振荡器32.768kHz1小型按键单开关8×8mm(长×宽)1多股细导线0.5mm焊锡丝0.8mm集成电路插座16针3，14针2，8针2三、方案设计总体设计思路(含电路原理框图)数字钟的一般构成框图功能及简单工作原理本电路由CD4060、74LS74产生秒时钟信号；由CD4518、74LS00组成60进制计数器；CD4511为显示译码及与非门74HC00N组成驱动电路；按键开关7805与集成逻辑与非门74HC00N组成清零电路。各集成块的管脚图7400管脚图1振荡回路部分（石英晶体振荡器）该部分主要有两个电容和一个的电阻和一个的电阻及石英振荡器组成。石英晶体振荡器的特点是频率准确，电路结构简单，频率易调整。石英晶体振荡电路如图2所示，采用反相器等元件构成。利用一个与非自我来控制，使它工作在线性状态，然后利用石英晶体JU来控制振荡频率。电阻为反馈元件，电容C防止寄生振荡，在输出端得到较稳定的脉冲信号。2计数电路因为电子钟由秒组成，使用60进制。它由CD4518,74LS00集成十进制计数器，一块组成十进制，另一块组成六进制。组合起来就构成六十进制计数器3译码与显示电路译码是把给定的代码进行翻译，将秒计数器输出的二进制代码翻译为相应的十进制数，并通过LED显示器显示，通常lED显示器与译码器是配套使用的。我们选用的译码器CD4511显示译码。4校时电路当数字钟接电源或者计时发生错误时，均需要校正时间。校时电路的电路图15组装调试步骤1、检查印刷电路板有无断路、短路，若有，首先处理好。2、焊接顺序：电阻、二极管、IC插座、三极管、电容器，逐一焊接。先焊平面的，后焊立体的，原则是有利于焊接。要求卧装水平、竖装垂直、相同元件等高。要特别注意元器件的安装方向！元件的安装高度是否适中。3、焊接要点：将元件整形后插入对应位置，电路板平放在台面上，一手握烙铁对焊盘和引脚同时接触预热，另一手持焊锡丝与焊盘处烙铁接触，使锡丝熔化，当锡丝熔化一定量时（多了不好少了不行），立即将锡丝离去，烙铁继续保持少许时间，让焊锡围绕焊盘自由流动，形成一个完全覆盖焊盘的钟形（忌讳球形）焊点。切勿将焊锡先溶化在烙铁上再去焊接，这样锡丝里的助焊剂在未焊接前先挥发了，不利于焊接，而且焊点没有光泽。4、按照接线要求位置，将连接线焊接到对应的插孔。注意导线颜色！5、剪脚：元件焊好后，将多余引脚剪掉，剪脚后的焊点应露出引脚0.5-1mm。6、检查元件及IC插座有无错焊、漏焊，方向是否正确无误，将集成电路插入（注意芯片方向）插座。7、通电测试：将连接线分别与对应电源接线柱一一连接。连接线时一定要关掉电源！8、首先清零，然后观察LED数码管变化状态。思考题：1、本电路中N进制计数器是如何实现的？答：本电子钟为秒时钟，总计数为60秒，即6X10进制。其中10进制直接接到各个元器件即可得到，6进制则由10进制进行转换得到2、校时电路中的三个开关有什么作用?答：当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。3、如果用74LS161组成计数器，则个位到十位的进位怎样实现？答：十进制60对应的二进制数为00111100，所以，当计数器记到60时，计数器的状态为Q3’Q2’Q1’Q0’，Q3Q2Q1Q0=00111100，其反馈归零函数为（CR)’=(Q1’课程设计心得体会数电课程设计终于顺利的完成了，看到自己设计制作的的数字电子钟能够正常工作心里真的蛮有成就感的，虽然只是短短的两周数电课程设计，但真的获益匪浅。首先，数电课程设计主要是为了培养我们综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践和动手能力的重要环节。回顾这次课程设计，我觉得这个目的达到了，从查资料到确定各元件的功能，从排列各元件在板子上的位置到焊接，可以说不仅巩固了这学期开始时所学的理论知识，而且学到了很多课本上所没有的学到过的知识。从这次课程设计也使我懂得要把理论和实践相结合起来，只是理论知识是远远不够的，只有把理论和所学结合起来，从理论钟得到结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。我觉得这一点对我们学机械的工科学生来说真的很重要。其次，虽然最后顺利的完成了，但在课程设计中还是遇到了很多困难，可在和大家一起努力和同其他组的讨论以及老师的指导下都一一解决了。刚开始的时候以前连电烙铁都没摸过，但经过几次短暂的练习后可以焊的还不错，虽然当时最开始自己花了整整一天焊的板子不能正常工作时心里有点失望，当时一次又一次的检查修改就是解决不了问题时自己心里真的蛮着急，都对自己焊的板子有点失去信心，后来调试时问题被付帅找出后，原来只是一个很简单的短路，觉得真的好多事没到最后不要轻易放弃。最后，这次课程设计更重要的是告诉我很多，这些都是对我们以后有很大帮助的。耐心，细心。这次课程设计很重要的一部分就是焊接，而焊板子时需要我们静下心来，细心，不能马虎，因为一粗心就可能接错线，少接了线，或短路了，调试时很多问题就是出现在这。当时我们组就是因为有一个短路是出现在正面一个很隐蔽的地方，所以找了好长时间没找出来后人变得很烦躁没有耐心继续找下去，这告诉我作为一个工科的学生以后工作时需要更有耐心更细心。还有严谨，由于当时只是排列了各元件的位置却没考虑到反面接线的问题，所以后来的接线