數(shù)字電子技術基礎實踐報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄1.實踐目的和要求12.設計指標要求13.構成框圖14.方案設計15.電路設計 26.心得體會與總結97.參考文獻9 一、實踐目的和要求 1. 學習電子秒表的設計與調試方法。2掌握電子秒表有關參數(shù)的測試方法。3. 培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。4. 訓練提高焊接以及排版布線等技能。5. 加深對于常用數(shù)字電路常用芯片的理解。二、控制要求： 1.具有顯示099秒的計時功能。2.設計外部操作開關，控制計數(shù)器的直接清零啟動、暫停、和連續(xù)功能。3.計時器為99

2、秒遞加計時，計時間隙1S。4.具有計時到某一特定值（要求為自己學號的最后兩位）時自動停止，并發(fā)出光電報警。 三、構成框圖：如圖1 所示。 圖1四、方案設計： 利用555定時器構成的多諧振蕩器為電路提供脈沖源以驅動電路工作。利用集成與非門構成的基本RS觸發(fā)器（低電平直接觸發(fā)）實現(xiàn)電路的控制暫停與連續(xù)，用兩個七段LED數(shù)碼管顯示“秒表”，顯示時間為00-99秒，每厘固定時間周期自動加一。計數(shù)器采用十六進制計數(shù)器74LS161接成十進制計數(shù)器，為譯碼器提供十種不同的四位二進制信號。譯碼器部分采用的是74LS148集成芯片譯碼器，用于將十進制信號翻譯成七段數(shù)碼管的電平信號，完成顯示工作。五、電路設計：

3、1.控制電路的設計（1）控制暫停與連續(xù) 利用集成與非門構成的基本RS觸發(fā)器低電平直接觸發(fā)，實現(xiàn)電路的控制暫停與連續(xù)。設計方案中采用的是74LS00系列的集成與非門。其功能表如下： InputsOutputs ABYLLHLHHHLHHHL 表1 電路工作是，開關撥向左側，通過RS觸發(fā)器的邏輯運算從與非門的11號管腳輸出555產(chǎn)生的方波脈沖信號，實現(xiàn)計數(shù)功能。當開關撥向右側，則從11號管腳輸出高電平，實現(xiàn)暫停功能。（74LS00的內部結構如圖3所示） 圖3（2）直接清零、啟動 通過在5V電源處接一個上拉電阻實現(xiàn)74LS161的清零與重新啟動。正常工作時開關時斷開的，這時161的R/D/端收到的是

4、電源的高電平信號，集成芯片處于正常工作狀態(tài)。當開關閉合時，電源電壓導入地，R/D/收到低電平信號，161清零復位，重新啟動。 圖4 2.秒脈沖發(fā)生器該部分電路由555定時器構成的占空比可調的多諧振蕩器（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對電容C充電，當Uc1/3VDD時，振蕩器輸出Vo=1，放電管截止。當Uc充電到2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉成0，此時放電管導通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對地放電，使Uc下降。 圖5 當Uc下降到1/3VDD后，振蕩器輸出Vo又翻轉成1，此時放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對電

5、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，如此周而 復始，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TL0.7R2C，由電容C放電時間決定；TH=0.7(R1+R2)C，由電容C充電時間決定，脈沖周期TTH+TL。（如圖6所示）本設計中電路圖如圖6所示，其中的元件參數(shù)計算如下：=（+） ln2= ln2=+=1s 設=68k取62k+20k 其中為上升時間 圖6為下降時間，電容取值為10uF。3.計數(shù)器 本方案中計數(shù)器采用161的十進制接法來實現(xiàn)。74LS161是常用的四位二進制可預置的同步加法計數(shù)器，他可以靈活的運用在各種數(shù)字電路，以及單片機系統(tǒng)種實現(xiàn)分

6、頻器等很多重要的功能。管腳圖介紹：時鐘CP和四個數(shù)據(jù)輸入端P0P3清零/MR 圖7使能CEP，CET置數(shù)PE數(shù)據(jù)輸出端Q0Q3以及進位輸出TC. (TC=Q0Q1Q2Q3CET)功能介紹： 從74LS161功能表功能表（表2）中可以知道，當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一

7、個進位輸出端CO，其邏輯關系是CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理應用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。輸 入 輸 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 狀態(tài)碼加1 表2 本設計中將161接成十進制的計數(shù)模式，正常工作時Q0和Q3出現(xiàn)“1”4.譯碼器 74LS47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅動器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解

8、碼， 可以直接把數(shù)字轉換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡化了程序。 圖8 74LS47譯碼器原理：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關系。74LS47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。其真值表如表3所示。 本設計方案中由于要實現(xiàn)兩位數(shù)字顯示，故采用兩片74LS47148集成芯片分別譯碼各位和十位兩數(shù)字，通過從74LS161十進制計數(shù)器收集到的信號作為輸入信號，將其轉換為七段數(shù)碼管的對應管腳的高低電平信號實現(xiàn)數(shù)字顯示輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號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 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 表35.顯示 顯示部分采用七段數(shù)碼管的方案，七段數(shù)碼管是一種常用的顯示器件，其控制方便工作可靠顯示清晰，適合對于顯示數(shù)字要求較少的電路設計，其缺點是體積較低且不能顯示字符，但在本設計中其功能已經(jīng)完全滿足設計需要。其基本電路圖如圖9