數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐報(bào)告.doc

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1、目錄1.實(shí)踐目的和要求………………………………………12.設(shè)計(jì)指標(biāo)要求…………………………………………13.構(gòu)成框圖………………………………………………14.方案設(shè)計(jì)………………………………………………15.電路設(shè)計(jì)…………………………………………26.心得體會(huì)與總結(jié)……………………………………97.參考文獻(xiàn)……………………………………………9一、實(shí)踐目的和要求1.學(xué)習(xí)電子秒表的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。2．掌握電子秒表有關(guān)參數(shù)的測試方法。3.培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。4.訓(xùn)練提高焊接以及排版布線等技能。5.加深對(duì)于常用數(shù)字電路常用芯片的理解。二、控制要求：1.具有顯示0

2、~99秒的計(jì)時(shí)功能。2.設(shè)計(jì)外部操作開關(guān)，控制計(jì)數(shù)器的直接清零啟動(dòng)、暫停、和連續(xù)功能。3.計(jì)時(shí)器為99秒遞加計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隙1S。4.具有計(jì)時(shí)到某一特定值（要求為自己學(xué)號(hào)的最后兩位）時(shí)自動(dòng)停止，并發(fā)出光電報(bào)警。三、構(gòu)成框圖：如圖1所示。圖1四、方案設(shè)計(jì)：利用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器為電路提供脈沖源以驅(qū)動(dòng)電路工作。利用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器（低電平直接觸發(fā)）實(shí)現(xiàn)電路的控制暫停與連續(xù)，用兩個(gè)七段LED數(shù)碼管顯示“秒表”，顯示時(shí)間為00-99秒，每厘固定時(shí)間周期自動(dòng)加一。計(jì)數(shù)器采用十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，為譯碼器提供十種不同的四位二進(jìn)制信號(hào)。譯碼器部分采

3、用的是74LS148集成芯片譯碼器，用于將十進(jìn)制信號(hào)翻譯成七段數(shù)碼管的電平信號(hào)，完成顯示工作。五、電路設(shè)計(jì)：1.控制電路的設(shè)計(jì)（1）控制暫停與連續(xù)利用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器低電平直接觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)電路的控制暫停與連續(xù)。設(shè)計(jì)方案中采用的是74LS00系列的集成與非門。其功能表如下：InputsOutputsABYLLHLHHHLHHHL表1電路工作是，開關(guān)撥向左側(cè)，通過RS觸發(fā)器的邏輯運(yùn)算從與非門的11號(hào)管腳輸出555產(chǎn)生的方波脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。當(dāng)開關(guān)撥向右側(cè)，則從11號(hào)管腳輸出高電平，實(shí)現(xiàn)暫停功能。（74LS00的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示）圖3（2）直接清零、啟動(dòng)通過在5V電

4、源處接一個(gè)上拉電阻實(shí)現(xiàn)74LS161的清零與重新啟動(dòng)。正常工作時(shí)開關(guān)時(shí)斷開的，這時(shí)161的R/D/端收到的是電源的高電平信號(hào)，集成芯片處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電源電壓導(dǎo)入地，R/D/收到低電平信號(hào)，161清零復(fù)位，重新啟動(dòng)。圖42.秒脈沖發(fā)生器該部分電路由555定時(shí)器構(gòu)成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器（如圖5所示）。其基本工作原理是接通電源后，電源VDD通過R1和R2對(duì)電容C充電，當(dāng)Uc<1/3VDD時(shí)，振蕩器輸出Vo=1，放電管截止。當(dāng)Uc充電到≥2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0，此時(shí)放電管導(dǎo)通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對(duì)地放電，使Uc下降。圖5當(dāng)Uc下降

5、到≤1/3VDD后，振蕩器輸出Vo又翻轉(zhuǎn)成1，此時(shí)放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對(duì)電容C充電，又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端Vo得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度TL≈0.7R2C，由電容C放電時(shí)間決定；TH=0.7(R1+R2)C，由電容C充電時(shí)間決定，脈沖周期T≈TH+TL。（如圖6所示）本設(shè)計(jì)中電路圖如圖6所示，其中的元件參數(shù)計(jì)算如下：=（+）ln2=ln2=+=1s設(shè)=68k取62k+20k其中為上升時(shí)間圖6為下降時(shí)間，電容取值為10uF。3.計(jì)數(shù)器本方案中計(jì)數(shù)器采用161的十進(jìn)

6、制接法來實(shí)現(xiàn)。74LS161是常用的四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器，他可以靈活的運(yùn)用在各種數(shù)字電路，以及單片機(jī)系統(tǒng)種實(shí)現(xiàn)分頻器等很多重要的功能。管腳圖介紹：時(shí)鐘CP和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端P0~P3清零/MR圖7使能CEP，CET置數(shù)PE數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3以及進(jìn)位輸出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)功能介紹：從74LS161功能表功能表（表2）中可以知道，當(dāng)清零端CR=“0”，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí)，在CP信號(hào)上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端

7、D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。74LS161還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。輸入輸出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00ФФФФФФФФ00001↑0ФФdcbadcba1↑10ФФФФФQ3Q2Q1Q01↑1Ф0ФФФФQ3Q2Q1Q0