数电课程设计实验报告
数电设计实验报告
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数电设计实验报告
《数电设计实验报告》
实验目的:通过本次实验,掌握数字电路设计的基本原理和方法,提高学生对数字电路设计的理论和实践能力。
实验内容:本次实验是基于数电设计的实践操作,通过实验板和相关器件进行数字电路设计与调试。
实验内容包括逻辑门电路设计、计数器设计、状态机设计等。
实验步骤:
1. 熟悉实验板和相关器件,了解数字电路设计的基本原理和方法;
2. 根据实验要求,设计逻辑门电路并进行仿真验证;
3. 设计并搭建计数器电路,测试其功能和性能;
4. 进行状态机设计,并对其进行调试和优化;
5. 总结实验过程中遇到的问题和解决方法,对实验结果进行分析和讨论。
实验结果:通过本次实验,我们成功设计并调试了一系列数字电路,包括逻辑门电路、计数器和状态机。
实验结果表明,我们掌握了数字电路设计的基本原理和方法,提高了对数字电路设计的理论和实践能力。
实验结论:本次实验使我们深入理解了数字电路设计的原理和方法,提高了我们的实践能力和创新意识。
通过实验,我们不仅学会了数字电路设计的基本技能,还培养了我们的团队合作和问题解决能力。
这些都为我们未来的学习和工作打下了坚实的基础。
总结:通过本次实验,我们深刻体会到了实践是检验理论的最好方法。
只有通过实际操作,我们才能真正理解数字电路设计的原理和方法,提高我们的实践
能力和创新意识。
希望通过今后的实验学习,我们能不断提高自己的技能和能力,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
数字电路设计实训实验报告
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一、实验目的1. 熟悉数字电路的基本组成和基本逻辑门电路的功能。
2. 掌握组合逻辑电路的设计方法,包括逻辑表达式化简、逻辑电路设计等。
3. 提高动手实践能力,培养独立思考和解决问题的能力。
4. 理解数字电路在实际应用中的重要性。
二、实验原理数字电路是一种用数字信号表示和处理信息的电路,其基本组成单元是逻辑门电路。
逻辑门电路有与门、或门、非门、异或门等,它们通过输入信号的逻辑运算,输出相应的逻辑结果。
组合逻辑电路是由逻辑门电路组成的,其输出仅与当前输入信号有关,与电路的过去状态无关。
本实验将设计一个简单的组合逻辑电路,实现特定功能。
三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 逻辑门电路(如与非门、或非门、异或门等)3. 逻辑电平测试仪4. 线路板5. 电源四、实验内容1. 组合逻辑电路设计(1)设计一个三人表决电路三人表决电路的输入信号为三个人的投票结果,输出信号为最终的表决结果。
根据题意,当至少有两人的投票结果相同时,输出为“通过”;否则,输出为“不通过”。
(2)设计一个4选1数据选择器4选1数据选择器有4个数据输入端、2个选择输入端和1个输出端。
根据选择输入端的不同,将4个数据输入端中的一个输出到输出端。
2. 组合逻辑电路搭建与测试(1)搭建三人表决电路根据电路设计,将三个与门、一个或门和一个异或门连接起来,构成三人表决电路。
(2)搭建4选1数据选择器根据电路设计,将四个或非门、一个与非门和一个与门连接起来,构成4选1数据选择器。
(3)测试电路使用逻辑电平测试仪,测试搭建好的电路在不同输入信号下的输出结果,验证电路的正确性。
3. 实验结果与分析(1)三人表决电路测试结果当输入信号为(1,0,0)、(0,1,0)、(0,0,1)时,输出为“通过”;当输入信号为(1,1,0)、(0,1,1)、(1,0,1)时,输出为“不通过”。
测试结果符合设计要求。
(2)4选1数据选择器测试结果当选择输入端为(0,0)时,输出为输入端A的信号;当选择输入端为(0,1)时,输出为输入端B的信号;当选择输入端为(1,0)时,输出为输入端C的信号;当选择输入端为(1,1)时,输出为输入端D的信号。
数字电路课程设计报告
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数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告(3篇)在经济发展迅速的今天,报告使用的频率越来越高,不同的报告内容同样也是不同的。
在写之前,可以先参考范文,下面是小编帮大家整理的数字电路课程设计报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
数字电路课程设计报告1摘要:本文着眼于目前普遍应用在城市道路上的交通灯控制系统,设计了一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。
进行交通灯状态变换的分析和交通灯总体框架的设计。
关键词:交通灯控制电路 proteus 仿真电路设计1引言1.1设计任务首先设计让倒计时显示器按规律运行的电路,再通过倒计时电路的信号来控制交通灯按4 种状态循环变换。
电源电路采用9V 变压器、整流桥和稳压管,使220V 的交流电转换为5V 的直流电。
4Hz 方波脉冲由555 定时器产生,再由74LS193 实现4 分频,最终输出1Hz 的脉冲信号;用两块74LS193 实现倒计时,一块显示十位,一块显示个位,用2 个D 触发器74HC74实现30s,20s,5s 时间的转换;利用倒计时电路控制4 个状态。
最后通过74LS138 和相应的逻辑门实现对交通灯亮灭的控制。
1.2 要求设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯控制电路。
要求如下:(1)南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为30s、支干道每次通行间为20s;(2)东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用倒计时的方法);(3)在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5s 钟,才能变换运行车道;(4)黄灯亮时,要求每秒闪亮一次;(5)同步设置人行横道红、绿灯指示。
(6)设计相关提示:所设计的交通路口为一十字路口,不涉及左右转弯问题2 交通灯控制电路分析2.1交通灯运行状态分析交通灯控制电路,要求每个方向有三盏灯,分别为红、黄、绿,配以红、黄、绿三组时间到计时显示。
数电实验报告实验
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一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和设计方法。
2. 培养动手能力和实验技能。
3. 提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理数字电路是一种以二进制为基础的电路,其基本元件是逻辑门和触发器。
本实验主要涉及以下几种逻辑门:与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等。
1. 与门(AND Gate):当所有输入端都为高电平时,输出才为高电平。
2. 或门(OR Gate):当至少一个输入端为高电平时,输出为高电平。
3. 非门(NOT Gate):对输入信号取反。
4. 异或门(XOR Gate):当输入端信号不同时,输出为高电平。
5. 同或门(NOR Gate):当输入端信号相同时,输出为高电平。
6. 与非门(NAND Gate):与门和非门的组合。
7. 或非门(NOR Gate):或门和非门的组合。
三、实验器材1. 数字电路实验箱2. 逻辑门芯片3. 电源4. 连接线5. 测试仪器四、实验步骤1. 组成基本逻辑门电路:根据实验原理,搭建与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等基本逻辑门电路。
2. 测试电路功能:使用测试仪器对搭建的电路进行测试,验证电路是否满足基本逻辑功能。
3. 组成组合逻辑电路:根据实验要求,搭建组合逻辑电路,如全加器、半加器、译码器、编码器等。
4. 测试组合逻辑电路:使用测试仪器对搭建的组合逻辑电路进行测试,验证电路是否满足设计要求。
5. 组成时序逻辑电路:根据实验要求,搭建时序逻辑电路,如触发器、计数器、寄存器等。
6. 测试时序逻辑电路:使用测试仪器对搭建的时序逻辑电路进行测试,验证电路是否满足设计要求。
五、实验结果与分析1. 基本逻辑门电路测试结果:根据测试数据,搭建的与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等基本逻辑门电路均满足设计要求。
2. 组合逻辑电路测试结果:根据测试数据,搭建的全加器、半加器、译码器、编码器等组合逻辑电路均满足设计要求。
数字电路实训报告
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一、设计目的及要求:(一)实验目的:1. 通过实验培养学生的市场素质,工艺素质,自主学习的能力,分析问题解决问题的能力以及团队精神。
2. 通过本实验要求学生熟悉各种常用中规模集成电路组合逻辑电路的功能与使用方法,学会组装和调试各种中规模集成电路组合逻辑电路,掌握多片中小规模集成电路组合逻辑电路的级联、功能扩展及综合设计技术,使学生具有数字系统外围电路、接口电路方面的综合设计能力。
(二)实验要求1. 数字显示电路操作面板:左侧有16个按键,编号为0到15数字,面板右侧有2个共阳7段显示器。
2. 设计要求:当按下小于10的按键后,右侧低位7段显示器显示数字,左侧7段显示器显示0;当按下大于9的按键后,右侧低位7段显示器显示个位数字,左侧7段显示器显示1。
若同时按下几个按键,优先级别的顺序是15到0。
二、电路框图及原理图原理图概要:数字显示电路由键盘、编码、码制转换、译码显示组成。
各部分作用:1. 键盘:用于0~15数字的输入。
可以由16个自锁定式的按键来排列成4×4键盘。
2.编码:采用两片74ls148级联来完成对0~15的编码,并且是具有优先级的编码。
3.码制转换:本电路采用了2个74ls00、1个74ls04、1个74ls283来完成对0~15出事编码的码制转换,转换成个位与十位的8421bcd码,为下一步的解码做准备。
4.译码显示:本电路采用了两个74ls47分别对码制转换后的bcd码进行译码,并且由这两个芯片分别驱动两片七段共阳极数码管。
原理图:三、设计思想及基本原理分析:篇二:数电实验实验报告数字电路实验报告院系:电气工程学院专业:电气工程极其自动化班级:09级7班姓名:王哲伟学号:2009302540221 实验一组合逻辑电路分析一.试验用集成电路引脚图74ls00集成电路 74ls20集成电路四2输入与非门双4输入与非门二.实验内容 1.实验一x1abdabcd按逻辑开关,“1”表示高电平,“0”表示低电平2.5 vc示灯:灯亮表示“1”,灯灭表示“0”自拟表格并记录: 2.实验二密码锁的开锁条件是:拨对密码,钥匙插入锁眼将电源接通,当两个条件同时满足时,开锁信号为“1”,将锁打开。
《数字电路》实验报告
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《数字电路》实验报告项目一逻辑状态测试笔的制作一、项目描述本项目制作的逻辑状态测试笔,由集成门电路芯片74HC00、发光二极管、电阻等元器件组成,项目相关知识点有:基本逻辑运算、基本门电路、集成逻辑门电路等;技能训练有:集成逻辑二、项目要求用集成门电路74HC00制作简易逻辑状态测试笔。
要求测试逻辑高电平时,红色发光二极管亮,测试逻辑低电平时绿色发光二极管亮。
三、原理框图四、主要部分的实现方案当测试探针A测得高电平时,VD1导通,三级管V发射级输出高电平,经G1反相后,输出低电平,发光二级管LED1导通发红光。
又因VD2截止,相当于G1输入端开路,呈高电平,输出低电平,G3输出高电平,绿色发光二级管LED2截止而不发光。
五、实验过程中遇到的问题及解决方法(1)LED灯不能亮:检查硬件电路有无接错;LED有无接反;LED有无烧坏。
(2)不能产生中断或中断效果:检查硬件电路有无接错;程序中有无中断入口或中断子程序。
(3)输入电压没有反应:数据原理图有没有连接正确,检查显示部分电路有无接错;4011逻辑门的输入端有无浮空。
六、心得体会第一次做的数字逻辑试验是逻辑状态测试笔,那时什么都还不太了解,听老师讲解完了之后也还不知道从何下手,看到前面的人都起先着手做了,心里很焦急可就是毫无头绪。
老师说要复制一些文件协助我们做试验(例如:试验报告模板、试验操作步骤、引脚等与试验有关的文件),还让我们先画原理图。
这时,关于试验要做什么心里才有了一个模糊的框架。
看到别人在拷贝文件自己又没有U盘只好等着借别人的用,当然在等的时候我也画完了逻辑测试笔的实操图。
后面几次都没有过,但最后真的发觉试验的次数多了,娴熟了,知道自己要做的是什么,明确了目标,了解了方向,其实也没有想象中那么困难。
七、元器件一逻辑状态测试笔电路八、附实物图项目二多数表决器电路设计与制作一、项目描述本项目是以组合逻辑电路的设计方法,用基本门电路的组合来完成具有多数表决功能的电路。
数电实验报告西理工(3篇)
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第1篇一、实验目的1. 理解数字电路的基本组成和基本逻辑门的工作原理。
2. 掌握常用逻辑门电路的设计方法。
3. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验仪器与设备1. 数字逻辑实验箱2. 逻辑分析仪3. 示波器4. 逻辑笔5. 实验指导书三、实验原理数字电路是由逻辑门、触发器等基本元件组成的,用于处理和传输二进制信息的电子系统。
本实验主要涉及以下几种基本逻辑门:1. 与门(AND)2. 或门(OR)3. 非门(NOT)4. 异或门(XOR)5. 同或门(XNOR)这些逻辑门可以组合成复杂的逻辑电路,实现各种逻辑功能。
四、实验内容1. 基本逻辑门实验(1)观察与门、或门、非门、异或门、同或门的基本逻辑功能。
(2)通过实验验证逻辑门电路的正确性。
2. 组合逻辑电路实验(1)设计一个四路数据选择器。
(2)设计一个编码器,将10个二进制数编码成4位二进制数。
(3)设计一个译码器,将4位二进制数译码成10个输出信号。
3. 时序逻辑电路实验(1)观察触发器的逻辑功能。
(2)设计一个计数器,实现从0到9的计数功能。
五、实验步骤1. 基本逻辑门实验(1)根据实验指导书,搭建与门、或门、非门、异或门、同或门的实验电路。
(2)通过逻辑笔和逻辑分析仪观察各个逻辑门的输入输出关系。
(3)分析实验结果,验证逻辑门电路的正确性。
2. 组合逻辑电路实验(1)根据实验要求,设计四路数据选择器的电路图。
(2)搭建实验电路,通过逻辑笔和逻辑分析仪观察数据选择器的输入输出关系。
(3)分析实验结果,验证数据选择器的正确性。
(4)根据实验要求,设计编码器的电路图。
(5)搭建实验电路,通过逻辑笔和逻辑分析仪观察编码器的输入输出关系。
(6)分析实验结果,验证编码器的正确性。
(7)根据实验要求,设计译码器的电路图。
(8)搭建实验电路,通过逻辑笔和逻辑分析仪观察译码器的输入输出关系。
(9)分析实验结果,验证译码器的正确性。
3. 时序逻辑电路实验(1)根据实验要求,设计计数器的电路图。
数电设计实验报告
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一、实验目的1. 熟悉数字电路的基本组成和设计方法。
2. 学习组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与实现。
3. 掌握Verilog HDL语言进行数字电路的设计与仿真。
4. 提高数字电路分析与设计能力。
二、实验内容本次实验主要设计一个数字钟电路,要求实现以下功能:1. 显示时、分、秒,时间周期为24小时。
2. 时间基准为1秒对应1Hz的时钟信号。
3. 可通过按键进行校时。
三、实验原理数字钟电路主要由以下部分组成:1. 振荡器:产生基准时钟信号。
2. 分频器:将基准时钟信号分频,得到1Hz的时钟信号。
3. 计数器:对1Hz的时钟信号进行计数,实现秒、分、时的计时。
4. 显示器:将计时结果显示出来。
5. 校时电路:通过按键进行校时操作。
四、实验步骤1. 使用Verilog HDL语言编写数字钟电路的代码。
2. 使用ModelSim进行仿真,验证电路功能。
3. 将代码编译并下载到FPGA芯片上。
4. 在FPGA开发板上进行实验,测试电路功能。
五、实验代码```verilogmodule digital_clock(input clk, // 基准时钟信号input rst_n, // 复位信号,低电平有效 input set, // 校时按键output [5:0] h, // 时output [5:0] m, // 分output [5:0] s // 秒);reg [23:0] counter; // 计数器reg [23:0] h_counter; // 时计数器reg [23:0] m_counter; // 分计数器reg [23:0] s_counter; // 秒计数器// 时计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) beginh_counter <= 24'd0;end else beginif (counter >= 24'd86400) beginh_counter <= h_counter + 24'd1;counter <= 24'd0;end else begincounter <= counter + 24'd1;endendend// 分计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) beginm_counter <= 24'd0;end else beginif (h_counter >= 24'd24) beginm_counter <= m_counter + 24'd1; h_counter <= 24'd0;end else beginm_counter <= m_counter + 24'd1; endendend// 秒计数器always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begins_counter <= 24'd0;end else beginif (m_counter >= 24'd59) begins_counter <= s_counter + 24'd1;m_counter <= 24'd0;end else begins_counter <= s_counter + 24'd1;endendend// 时、分、秒输出assign h = h_counter[5:0];assign m = m_counter[5:0];assign s = s_counter[5:0];endmodule```六、实验结果1. 仿真结果:使用ModelSim对代码进行仿真,验证电路功能。
数电课程设计实验报告
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《数字电子技术基础》课程设计报告题目简易数字频率计姓名顺专业班级 13电子信息工程C132班指导教师郝海辉日期 2015-7-1目录一、设计任务与要求…………………………………………………二、元器件简介……………………………………………………三、设计原理及分析…………………………………………………四、设计中的问题及改进…………………………………………五、总结……………………………………………………………简易数字频率计电路的设计一、设计任务与要求1.设计简易数字频率计完成正弦波、矩形波以及任意脉冲信号频率的测量。
测频围为1—999999Hz,分两个频段: 1~999Hz,1KHz~999KHz。
2. 用LED数码管,显示十进制的测量结果,其结果为待测信号的频率。
二、元器件介绍1.十进制计数器74LS160,引脚图如下:74LS160的功能如下:输入输出CP LD CLR EP ET Q××0 ××全“L”↑0 1 ××预置数据↑ 1 1 1 1 计数× 1 1 0 ×保持× 1 1 ×0 保持2 .74LS112引脚图如下:功能表如下:INPUTS OUTPUTS /PRE /CLR CLK J K Q /Q ------------------------------------------------L H X X X H LH L X X X L HL L X X X H HH H ↓ L L Q0 /Q0H H ↓ H L H LH H ↓ L H L HH H ↓ H H TOGGLE H H ?H X X Q0 /Q03.与门7408引脚图如下:功能表如下:4.定时器555555定时器是一种多用途的数字和模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多振荡器。
由于使用方便灵活、方便,所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。
数字电路课程设计实验报告
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数字电路课程设计设计报告学院:计算机与信息学院姓名:学号:班级:通信班指导老师:许良凤吴从中设计题目一:智力竞赛电子抢答器1.设计任务与要求(1)通道数8个,每路设置一个抢答按钮, 供抢答者使用。
(2)电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
在主持人将系统复位并发出抢答指令后,若参赛者按抢答开关, 则该组指示灯亮, 显示电路显示出抢答者的组别, 同时扬声器发出“滴嘟”的双音, 音响持续2~3 s。
(3)电路应具备自锁功能, 一旦有人事先抢答, 其他开关不起作用。
2. 方案设计与论证总体框图:74LS148工作原理:抢答时各组对主持人提出的问题在最短的时间内做出判断,并按下抢答键回答问题。
当第一个人按下按键后,在显示器上显示出该组的号码,同时电路将其他各组按键封锁,使其不起作用。
回答完问题后,由主持人将所有按键回复,重新开始下一轮抢答。
因此要完成抢答器的逻辑功能,该电路至少应包括输入开关,数字显示,判别组控制以及组号锁存等部分。
当主持人控制开关处于“清除”位置时,输出端全部为低电平,于是74LS48的BI非为低电平,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST非为低电平,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作。
当主持人开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,即抢答器处于等待工作状态,等待输入端输入信号,当有选手将按钮按下时,经74LS48译码后,显示器上显示出选手编号。
此外,CTR为高电平,使74LS148的ST非端为高电平,74LS148处于禁止工作状态,锁存其他按钮的输入。
当按下的按钮松开后,74LS148的非为高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其他按钮的输入信号不会被接受。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后,由主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。
功能模块:(1)输入电路:输入电路由锁存器74LS373和按键组成(2)锁存器控制电路:锁存器控制电路由相关的门电路组成(3)数码显示电路:优先编码器74LS148进行编码,编成的二进制代码再送到BCD码七段译码驱动器74LS247,最后送到共阳极的七段数码管,显示相应的数字。
数电课程设计报告书
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数电课程设计实验报告组员:刘佰红、王冲电子0921 一.实验目的设计一个六十秒计时器,可以在任何时间复位。
二.实验器材:晶振(12M左右)、电阻两个(20MΩ、220KΩ)、分频集成块CD4060、锁存器74LS74、加法器CD4518BD、与非门74LS00、译码器CD4511、限流电阻300Ω(14个)、译码管SM120561K。
三.电路图:计时和译码部分:时钟信号产生部分:四.个集成块的相关信息:1.CD4060的个管脚分布图:CD4060集成块内部电路图:功能说明:CD4060就是将晶振产生的信号通过内部的电路转化为低频信号输出。
2.74LS00的个管脚分布图:3.74LS74个管脚分布图:集成了两个锁存器。
4.CD4518的管脚分布图:内部电路图:功能说明:CD4518在这里做加法器用,输入时钟脉冲,输出四位二进制码。
5.CD4511个管脚分布图:功能说明:将四位二进制码转化为译码信号输出。
6.译码管图:这里用到的译码管为共阴极译码管。
五.电路图分析:本设计中的电路图可以分为以下几个部分:1.时钟信号产生部分:用典型的皮尔斯电路产生脉冲,然后由CD4060分频,再由LS74所存。
2.加法器部分:一片CD4060内含有两个计数器,一个作为秒个位计数器一个作为十位计数器,其中秒个位的输出最高位作为十位的时钟信号。
3.复位部分:将十位计数器的输出的BC 两端口介入复位电路,即当计数为60就可以自动复位,同时,复位电路还可以通过接入的高低电平进行复位,(高电平清零,低电平计数)。
4.译码部分:由CD4511与七段译码管完成。
六.调试及焊接:首先连接好时钟信号产生部分后,用双踪示波器观测是否产生1Hz的脉冲,然后接好译码部分,通过在CD4511的6号、2号、1号、7号是个输入端分别接入高电平看是否显示1、2、4、8,;再将CD4518将前面的两部分连接起来,观测是否能够进行计数,最后将复位电路接入,观测是否能够进行复位。
数电项目实验报告(3篇)
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第1篇一、实验目的1. 理解数字电路的基本概念和组成原理。
2. 掌握常用数字电路的分析方法。
3. 培养动手能力和实验技能。
4. 提高对数字电路应用的认识。
二、实验器材1. 数字电路实验箱2. 数字信号发生器3. 示波器4. 短路线5. 电阻、电容等元器件6. 连接线三、实验原理数字电路是利用数字信号进行信息处理的电路,主要包括逻辑门、触发器、计数器、寄存器等基本单元。
本实验通过搭建简单的数字电路,验证其功能,并学习数字电路的分析方法。
四、实验内容及步骤1. 逻辑门实验(1)搭建与门、或门、非门等基本逻辑门电路。
(2)使用数字信号发生器产生不同逻辑电平的信号,通过示波器观察输出波形。
(3)分析输出波形,验证逻辑门电路的正确性。
2. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察触发器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证触发器电路的正确性。
3. 计数器实验(1)搭建异步计数器、同步计数器等基本计数器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号,通过示波器观察计数器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证计数器电路的正确性。
4. 寄存器实验(1)搭建移位寄存器、同步寄存器等基本寄存器电路。
(2)使用数字信号发生器产生时钟信号和输入信号,通过示波器观察寄存器的输出波形。
(3)分析输出波形,验证寄存器电路的正确性。
五、实验结果与分析1. 逻辑门实验通过实验,验证了与门、或门、非门等基本逻辑门电路的正确性。
实验结果表明,当输入信号满足逻辑关系时,输出信号符合预期。
2. 触发器实验通过实验,验证了D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器电路的正确性。
实验结果表明,触发器电路能够根据输入信号和时钟信号产生稳定的输出波形。
3. 计数器实验通过实验,验证了异步计数器、同步计数器等基本计数器电路的正确性。
实验结果表明,计数器电路能够根据输入时钟信号进行计数,并输出相应的输出波形。
数电的小实验报告(3篇)
![数电的小实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/ce202975a31614791711cc7931b765ce05087ad4.png)
第1篇一、实验目的1. 熟悉数字电路实验的基本操作流程;2. 掌握基本数字电路的组成和原理;3. 培养动手能力和问题解决能力。
二、实验设备1. 数字电路实验箱;2. 万用表;3. 导线;4. 面包板;5. 计算器。
三、实验内容1. 基本逻辑门电路实验2. 组合逻辑电路实验3. 时序逻辑电路实验四、实验原理1. 基本逻辑门电路:逻辑门电路是数字电路的基础,包括与门、或门、非门、异或门等。
通过这些逻辑门电路的组合,可以实现复杂的逻辑功能。
2. 组合逻辑电路:组合逻辑电路由基本逻辑门电路组成,其输出仅取决于当前输入信号。
常见的组合逻辑电路有编码器、译码器、多路选择器等。
3. 时序逻辑电路:时序逻辑电路由触发器组成,其输出不仅取决于当前输入信号,还与电路的历史状态有关。
常见的时序逻辑电路有计数器、寄存器、触发器等。
五、实验步骤1. 基本逻辑门电路实验(1)按照实验指导书的要求,搭建与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路;(2)使用万用表测量各逻辑门的输入、输出电压;(3)根据实验数据,验证各逻辑门的功能。
2. 组合逻辑电路实验(1)按照实验指导书的要求,搭建编码器、译码器、多路选择器等组合逻辑电路;(2)使用万用表测量各组合逻辑电路的输入、输出电压;(3)根据实验数据,验证各组合逻辑电路的功能。
3. 时序逻辑电路实验(1)按照实验指导书的要求,搭建计数器、寄存器、触发器等时序逻辑电路;(2)使用万用表测量各时序逻辑电路的输入、输出电压;(3)根据实验数据,验证各时序逻辑电路的功能。
六、实验结果与分析1. 基本逻辑门电路实验实验结果显示,与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路的功能与理论分析一致。
2. 组合逻辑电路实验实验结果显示,编码器、译码器、多路选择器等组合逻辑电路的功能与理论分析一致。
3. 时序逻辑电路实验实验结果显示,计数器、寄存器、触发器等时序逻辑电路的功能与理论分析一致。
七、实验总结通过本次实验,我熟悉了数字电路实验的基本操作流程,掌握了基本数字电路的组成和原理,提高了动手能力和问题解决能力。
数电综合实验报告(3篇)
![数电综合实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/dda6075166ec102de2bd960590c69ec3d4bbdb0f.png)
第1篇一、实验目的1. 巩固和加深对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握数字电路仿真工具的使用,提高设计能力和问题解决能力。
3. 通过综合实验,培养团队合作精神和实践操作能力。
二、实验内容本次实验主要分为以下几个部分:1. 组合逻辑电路设计:设计一个4位二进制加法器,并使用仿真软件进行验证。
2. 时序逻辑电路设计:设计一个4位计数器,并使用仿真软件进行验证。
3. 数字电路综合应用:设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示,并使用仿真软件进行验证。
三、实验步骤1. 组合逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位二进制加法器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位二进制加法器。
(3)使用ModelSim软件对加法器进行仿真,验证其功能。
2. 时序逻辑电路设计:(1)根据题目要求,设计一个4位计数器。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现4位计数器。
(3)使用ModelSim软件对计数器进行仿真,验证其功能。
3. 数字电路综合应用:(1)根据题目要求,设计一个数字时钟,包括秒、分、时显示。
(2)使用Verilog HDL语言编写代码,实现数字时钟功能。
(3)使用ModelSim软件对数字时钟进行仿真,验证其功能。
四、实验结果与分析1. 组合逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位二进制加法器能够正确实现4位二进制加法运算。
2. 时序逻辑电路设计:通过仿真验证,所设计的4位计数器能够正确实现4位计数功能。
3. 数字电路综合应用:通过仿真验证,所设计的数字时钟能够正确实现秒、分、时显示功能。
五、实验心得1. 通过本次实验,加深了对数字电路基本原理和电路分析方法的理解。
2. 掌握了数字电路仿真工具的使用,提高了设计能力和问题解决能力。
3. 培养了团队合作精神和实践操作能力。
六、实验改进建议1. 在设计组合逻辑电路时,可以考虑使用更优的电路结构,以降低功耗。
2. 在设计时序逻辑电路时,可以尝试使用不同的时序电路结构,以实现更复杂的逻辑功能。
数电课程设计实习报告
![数电课程设计实习报告](https://img.taocdn.com/s3/m/a7c20b31571252d380eb6294dd88d0d233d43cd7.png)
一、实习背景随着科技的不断发展,数字电路技术在各个领域得到了广泛应用。
为了提高我们的实践能力和创新意识,我参加了数电课程设计实习。
本次实习以设计一个电子钟为例,通过实际操作,加深对数字电路原理的理解,掌握数字电路设计的基本方法和步骤。
二、实习目的1. 理解数字电路的基本原理和组成;2. 掌握数字电路设计的基本方法和步骤;3. 培养动手实践能力和创新意识;4. 提高团队合作能力和沟通能力。
三、实习内容1. 电子钟设计原理电子钟是一种利用数字电路来显示时、分、秒的计时装置。
其工作原理如下:(1)采用32768Hz晶振产生振荡脉冲,作为计时基准信号;(2)通过CD4060分频电路将晶振的振荡脉冲分频,得到1Hz的脉冲信号;(3)将1Hz脉冲信号输入到74LS74(D触发器)进行2分频,得到0.5Hz脉冲信号;(4)将0.5Hz脉冲信号输入到74HC161计数器进行计数,计数结果通过CD4511译码器译码,驱动数码显示器显示时、分、秒;(5)增加校正电路和整点报时电路,实现手动校正和整点报时功能。
2. 电路原理图设计根据电子钟设计原理,绘制电路原理图。
电路原理图包括以下部分:(1)晶振电路:采用32768Hz晶振产生振荡脉冲;(2)分频电路:使用CD4060分频电路将晶振的振荡脉冲分频;(3)触发器电路:使用74LS74(D触发器)进行2分频;(4)计数器电路:使用74HC161计数器进行计数;(5)译码电路:使用CD4511译码器译码;(6)显示电路:使用数码显示器显示时、分、秒;(7)校正电路和整点报时电路:实现手动校正和整点报时功能。
3. 电路仿真与调试使用Multisim软件对电路原理图进行仿真,验证电路设计的正确性。
仿真过程中,对电路参数进行调整,确保电路性能达到预期效果。
4. PCB设计根据电路原理图,设计PCB板。
PCB设计包括以下步骤:(1)元件布局:合理布局元件,保证电路的可靠性和美观性;(2)布线:按照电路原理图,进行布线,确保信号完整、电路可靠;(3)生成Gerber文件:将PCB设计导出为Gerber文件,用于生产PCB板。
数字系统电路实验报告(3篇)
![数字系统电路实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/df9c7a08ae1ffc4ffe4733687e21af45b207fe56.png)
第1篇一、实验目的1. 理解数字系统电路的基本原理和组成。
2. 掌握数字电路的基本实验方法和步骤。
3. 通过实验加深对数字电路知识的理解和应用。
4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。
二、实验原理数字系统电路是由数字逻辑电路构成的,它按照一定的逻辑关系对输入信号进行处理,产生相应的输出信号。
数字系统电路主要包括逻辑门电路、触发器、计数器、寄存器等基本单元电路。
三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 数字万用表3. 示波器4. 逻辑分析仪5. 编程器四、实验内容1. 逻辑门电路实验(1)实验目的:熟悉TTL、CMOS逻辑门电路的逻辑功能和测试方法。
(2)实验步骤:1)搭建TTL与非门电路,测试其逻辑功能;2)搭建CMOS与非门电路,测试其逻辑功能;3)测试TTL与门、或门、非门等基本逻辑门电路的逻辑功能。
2. 触发器实验(1)实验目的:掌握触发器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建D触发器电路,测试其逻辑功能;2)搭建JK触发器电路,测试其逻辑功能;3)搭建计数器电路,实现计数功能。
3. 计数器实验(1)实验目的:掌握计数器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建同步计数器电路,实现加法计数功能;2)搭建异步计数器电路,实现加法计数功能;3)搭建计数器电路,实现定时功能。
4. 寄存器实验(1)实验目的:掌握寄存器的逻辑功能、工作原理和应用。
(2)实验步骤:1)搭建4位并行加法器电路,实现加法运算功能;2)搭建4位并行乘法器电路,实现乘法运算功能;3)搭建移位寄存器电路,实现数据移位功能。
五、实验结果与分析1. 逻辑门电路实验通过搭建TTL与非门电路和CMOS与非门电路,测试了它们的逻辑功能,验证了实验原理的正确性。
2. 触发器实验通过搭建D触发器和JK触发器电路,测试了它们的逻辑功能,实现了计数器电路,验证了实验原理的正确性。
3. 计数器实验通过搭建同步计数器和异步计数器电路,实现了加法计数和定时功能,验证了实验原理的正确性。
数字电路实验的实验报告(3篇)
![数字电路实验的实验报告(3篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/d02ebd4759fb770bf78a6529647d27284b733792.png)
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和组成。
2. 熟悉数字电路实验设备和仪器的基本操作。
3. 培养实际动手能力和解决问题的能力。
4. 提高对数字电路设计和调试的实践能力。
二、实验器材1. 数字电路实验箱一台2. 74LS00若干3. 74LS74若干4. 74LS138若干5. 74LS20若干6. 74LS32若干7. 电阻、电容、二极管等元器件若干8. 万用表、示波器等实验仪器三、实验内容1. 基本门电路实验(1)验证与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的功能。
(2)设计简单的组合逻辑电路,如全加器、译码器等。
2. 触发器实验(1)验证D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的功能。
(2)设计简单的时序逻辑电路,如计数器、分频器等。
3. 组合逻辑电路实验(1)设计一个简单的组合逻辑电路,如4位二进制加法器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
4. 时序逻辑电路实验(1)设计一个简单的时序逻辑电路,如3位二进制计数器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
5. 数字电路仿真实验(1)利用Multisim等仿真软件,设计并仿真上述实验电路。
(2)对比实际实验结果和仿真结果,分析误差原因。
四、实验步骤1. 实验前准备(1)熟悉实验内容和要求。
(2)了解实验器材的性能和操作方法。
(3)准备好实验报告所需的表格和图纸。
2. 基本门电路实验(1)搭建与非门、或非门、异或门等基本逻辑电路。
(2)使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
3. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发电路。
(2)使用示波器观察触发器的输出波形,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
4. 组合逻辑电路实验(1)设计4位二进制加法器电路。
(2)搭建电路,使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
数电课程设计实验报告[9页]
![数电课程设计实验报告[9页]](https://img.taocdn.com/s3/m/01ccd1961ed9ad51f11df2ee.png)
数电课程设计实验报告[9页]数电课程设计实验报告一、课题名称:多功能流水灯二、实验的元件:LED灯 555 74LS138 74LS191 74LS163 74LS390 74LS74 74LS00 电容电阻单刀双掷开关可变电阻三、实验原理:1)基础部分由一片555 产生矩形波脉冲信号,该555记为555{1},作为时钟信号。
控制每个LED的发光的时间。
利用555(1)作为时钟信号的二进制同步可逆计数器74LS191用来实现流水灯正流和逆流的功能。
输出端ABC三端与3—8线译码器74LS138的三输入端ABC分别相接,使74LS138从000~111译码,8个输出端分别接一个LED灯。
输出端接LED的负极。
LED正极接5V电源上,74LS138对应的输出端,输出低电平有效,因此,当191输出为000时,138 译码器输出端为Y0 为低电平,Y1~Y7为高电平,这是就只有与Y0相接的LED灯发光。
其余的LED不发光。
在191计数器从000~111计数时,138的输出从Y0~Y7依次输出,LED灯也依次按顺序发光,就形成流水灯。
当191 进行减法计数器时,从111依次递减到000,LED灯也从Y7~Y0依次逆着流,这就是流水灯正流与逆流的工作原理。
手动控制流水灯方向利用了74LS74即SR锁存器,S R两端分别接两个单刀双掷开关,以控制S R的高低电平,当S=1,R=0时,输出端Q 置1,Q端一直为高电平,当S=0,R=1时,输出端Q置0,Q端一直为低电平。
把Q端接到191控制加减计数的控制端,就实现手动控制流水灯流动方向的功能。
下面介绍自动控制流水灯流向的方法,此部分用了十六进制计数器74LS163,同样以555(1)作为时钟信号,输出端为QA QB QC QD 将QD端与191 控制加减端相连,用单刀双掷开关控制手动和自控,163计数从0000~0111时,QD端为0,时钟跳动8下,流水灯正好从D1~D8~D1,正流1圈,当下一时钟到来时,163开始从1000~1111计数,此时QD端为1,共8个脉冲,也正好逆流一圈回到D1(在第一个脉冲到来时,D1已经发光。
数电课程设计实习报告
![数电课程设计实习报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1cdf414f6ad97f192279168884868762cbaebb7a.png)
数电课程设计实习报告一、实习目的与要求本次数电课程设计实习旨在让我们更好地理解和掌握数字电路的基本原理和设计方法,提高我们的实际动手能力和解决问题的能力。
实习要求我们设计并实现一个数字电子钟,能够显示时分秒,并具备整点报时功能。
二、实习内容与过程1. 设计方案确定:在实习开始阶段,我们首先分析了数字电子钟的设计需求,确定了设计方案。
我们决定采用32768HZ晶振产生振荡脉冲,然后通过CD4060分频得到2HZ脉冲,再经过74LS74(D触发器)2分频得到1HZ脉冲,最后由74HC161计数器计数,并通过CD4511译码器译码,驱动数码显示器的信号,实现时分秒的显示。
2. 电路图设计:在确定了设计方案后,我们开始绘制电路图。
我们选用了合适的集成电路和元器件,完成了电路图的设计。
3. 电路仿真与调试:利用Multisim软件对电路进行仿真,检查电路的functionality和 performance。
在仿真过程中,我们发现在整点报时功能中存在问题,经过多次调试和优化,最终解决了问题。
4. 电路板制作与焊接:根据电路图,我们制作了电路板,并完成了焊接工作。
在焊接过程中,我们严格遵守焊接规范,确保了电路板的质量和稳定性。
5. 实物测试与调试:将焊接好的电路板连接到数码显示器上,进行了实物测试和调试。
在测试过程中,我们发现了部分功能存在的问题,并通过修改程序和调整电路参数,最终实现了设计的预期功能。
三、实习总结与收获通过本次数电课程设计实习,我深刻地理解了数字电路的基本原理和设计方法,提高了我的实际动手能力和解决问题的能力。
在实习过程中,我学会了如何运用集成电路和元器件设计电路,如何进行电路仿真和调试,以及如何制作电路板和进行实物测试。
同时,我也明白了团队合作的重要性,学会了与他人协作共同解决问题。
总之,本次实习对我的数字电路学习和实践具有重要的意义。
数字电路实验报告 2023年数字电路实训报告(精彩7篇)
![数字电路实验报告 2023年数字电路实训报告(精彩7篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/0d46001e777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9ff1.png)
数字电路实验报告2023年数字电路实训报告(精彩7篇)用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。
下面是作者给大家整理的7篇2023年数字电路实训报告,希望可以启发您对于数字电路实验报告的写作思路。
数字电路实训报告篇一一、实训时间__二、实训地点__电工电子实习基地三、指导老师__四、实训目的1、熟悉电工工具的使用方法。
2、了解安全用电的有关知识及触电的急救方法。
3、掌握电工基本操作技能。
4、熟悉电动机控制电路的调试及故障排除方法。
5、熟悉电动机板前配线的工艺流程及安装方法。
6、了解电动机正转反转电路设计的一般步骤,并掌握电路图的绘制方法。
7、熟悉常用电器元件的性能、结构、型号、规格及使用范围。
五、实训资料(一)常用低压电器介绍1、螺旋式熔断器螺旋式熔断器电路中较简单的短路保护装置,使用中,由于电流超过容许值产生的热量使串联于主电路中的熔体熔化而切断电路,防止电器设备短路或严重过载。
它由熔体、熔管、盖板、指示灯和触刀组成。
选取熔断器时不仅仅要满足熔断器的形式贴合线路和安装要求,且务必满足熔断器额定电压小于线路工作电压,熔断器额定电流小于线路工作电流。
2、热继电器热继电器是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。
但是由于热继电器的热惯性,它只能做过载保护。
它由热元件、触头系统、动作机构、复位按钮、整定电流装置、升温补偿元件组成。
其工作原理为:热元件串接在电动机定子绕组仲,电动机绕组电流即为流动热元件的电流。
电动机正常运行时热元件产生热量虽能使双金属片弯曲还不足以使继电器动作。
电动机过载时,经过热元件电流增大,热元件热量增加,使双金属片弯曲增大,经过一段时光后,双金属片推动导板使继电器出头动作,从而切断电动机控制电路。
3、按钮开关按钮开关是用来接通或断开控制电路的,电流比较小。
按钮由动触点和静触点组成。
其工作原理为:按下按钮时,动触点就把下边的静触点接通而断开上边的静触点。
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苏州科技大学天平学院数字电子技术课程设计报告课设名称篮球竞赛24秒计时器设计班级通信1722学生姓名XXX学号XXX设计日期2019年4月8日—4月22日指导教师XXX一、设计题目篮球竞赛24秒计时器设计二、主要内容设计要求:1. 具有24秒计时功能。
2. 设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。
3. 在直接清零时,要求数码显示器灭灯。
4. 计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。
5. 计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,发光二极管亮灯。
三、具体要求(1)具有显示24s 倒计时功能:用两个共阴数码管显示,其计时间隔为1s。
(2)分别设置启动键和暂停/继续键,控制两个计时器的直接启动计数,暂停/继续计数功能。
(3)设置复位键:按复位键可随时返回初始状态,即进攻方计时器返回到24s。
(4)计时器递减计数到“00”时,计时器跳回“24”停止工作,并给出声音和发光提示,即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。
目录前言 (4)1、总体设计思路、基本原理和框图 (5)1.1设计思路 (5)1.2 设计原理和功能 (6)1.2.1 基本功能 (6)1.3总体设计框图 (7)2、单元电路设计 (8)2.1 各芯片的用法和功能 (8)2.1.1 74LS00 (8)2.1.2 555定时器 (8)2.1.3 74LS192 (10)2.2单元模块 (10)2.2.1 秒脉冲发生模块 (10)2.2.2 倒计时模块 (11)2.2.3 控制电路模块 (12)2.2.4 报警提示模块 (13)3、电路仿真调试(总电路图) (14)3.1 总电路图 (14)3.2 仿真调试 (15)3.2.1 启动功能 (15)3.2.2 复位功能 (15)3.2.3 暂停功能 (16)3.2.4 自动停止、复位功能 (16)4、故障分析与电路改进 (17)4.1 故障分析和解决 (17)4.2 电路改进 (17)5、设计总结 (19)6、元件清单 (21)7、参考文献 (22)前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育比赛,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机,还可以用来做为各种药丸、药片,胶囊在指定时间提醒用药等等,由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。
在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过24秒,否则就违例了。
本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒,它自动报警从而判定此球员的违例。
本设计主要能完成一下功能:显示24秒倒计时功能;系统设置外部操作开关,控制计时器的直接复位、启动和暂停/继续功能;在直接复位时,数码管显示为“24”;计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒;计时器递减计时到“00”时,数码显示器不灭灯,并且直接回到“24”,同时报警电路发出光。
整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识,并在Multisim 下设计和进行仿真,得到了预期的结果。
1、总体设计思路、基本原理和框图1.1设计思路本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计了篮球比赛24秒倒计时器。
此计时器功能齐全,具有直接复位、启动、暂停|继续以及光电报警功能,同时使用了两个共阴极数码管来显示时间。
此计时器有了启动、暂停和继续功能,可以方便地在中途实现暂停计时功能。
当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。
此计时器的设计采用模块化结构,主要由以下5个部分组:秒信号产生模块、计时模块、控制模块、译码显示模块以及报警电路模块。
在设计此倒计时器时,采用模块化的设计思想,使设计起来更加简单、方便、快捷。
篮球比赛24秒倒计时系统的主要功能包括:进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。
秒信号产生电路由555定时器构成的多谐振荡器和74LS90构成的分频器构成,为计数电路提供计数秒脉冲。
攻方24秒倒计时,当比赛准备开始时,屏幕上显示24秒字样,当比赛开始后,倒计时从24逐秒倒数到00。
这一计时模块主要是利用双向计数器74LS192来实现;控制电路主要利用SR锁存器的锁存功能和计时电路的反馈信息来控制电路的计时模块,以实现倒计时器的多项功能。
当计数器计时到零时,警报电路给出发光提示和提示音。
这部分电路主要通过一些门电路来实现。
1.2 设计原理和功能篮球比赛24秒倒计时器的总体电路包括秒脉冲发生电路、计数电路、显示电路、报警电路和控制电路等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接复位、启动计数、暂停/继续计数、显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,本电路采用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲信号。
显示电路采用共阴极数码管对计数器的输出信号直接进行译码显示。
报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器代替。
主体电路: 24秒倒计时部分由74LS192计数器组成的计数电路完成。
计数芯片清零端接低电平,并使计数器工作在减计数状态。
系统启动后,计数器的置数端无效,24秒倒计时器开始进行倒计时,逐秒倒计到零。
利用计数器减计数到“00”状态后将自动跳变到“99”状态继续进行倒计时这一特点,将短暂出现的“99”状态信息通过与非门反馈到控制电路,使控制电路控制计数器的置数端持续有效,电路回到“24”状态并停止计时。
另外,在控制电路中还设置了控制开关来实现电路的启动、直接复位以及暂停/继续等功能。
1.2.1 基本功能本电路基本功能主要包括启动、直接复位、暂停/继续等功能,这些功能的实现由控制电路的控制作用来完成。
启动功能:控制电路部分主要由与非门组成的SR锁存器和一些门电路、控制开关组成。
在保证74LS192双向计数器工作在减计数状态的前提下,将其置数端接在控制电路SR锁存器的输出端。
在按下启动键J1之前,锁存器输出为低电平,置数端有效,计数器处于置数状态。
当按下J1后,锁存器输出翻转为高电平,置数端无效,计数器进入计数状态。
直接复位功能:单刀双掷开关J3为复位键,当其接在锁存器输出端时,计数器按照其他控制信号正常工作,当按下J3将其接地时,计数器置数端被置零处于有效状态,计数器直接复位为“24”当再次按下开关时,计数器再次工作进入计数状态。
暂停/继续功能:开关J2为暂停/继续键,当其断开时多谐振荡器产生的秒脉冲信号被截断,因而计数器暂停计数并保持;当开关J2闭合时,秒脉冲信号接通继续为计数器提供脉冲信号,计数器继续进行计数。
1.3总体设计框图图1.1 总设计框图2、单元电路设计2.1 各芯片的用法和功能2.1.1 74LS0074LS00为二输入与非门,本电路利用其构成了SR锁存器和其他一些基本功能。
与非门逻辑功能为两输入端有“0”为“1”,全“1”为“0”。
两输入与非门74LS00引脚图如图2.1所示。
图2.1 74LS00引脚图2.1.2 555定时器555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,其应用极为广泛。
它不仅用于信号的产生和变换,还常用于控制与检测电路中。
555定时器的内部电路由分压器、电压比较器C1和C2、简单SR锁存器、放电三极管T以及缓冲器G组成,其内部结构图如图2.2所示。
图2.2 555定时器内部结构图本电路采用555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲信号。
用555定时器构成的多谐振荡器如图2.3(a)所示。
接通电源后,电容C被充电,当vc 上升到2Vcc/3时,是vo为低电平,同时放电三极管T导通,此时电容C通过R2和T放电,vc下降。
当vc下降到Vcc/3时,vo翻转为高电平。
电容器C放电所需时间为t PL =R2C㏑2≈0.7R2C当放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R2向电容器C充电,vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需时间为tPH =(R1+R2)C㏑2≈0.7(R1+R2)C当vc上升到2Vcc/3时,电路又翻转为低电平。
如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到了一个周期性的举行波。
电路的工作波形如图 2.3(b),器振荡频率为f=1/( tPL + tPH)≈1.43/(R1+2R2)C(a)电路图(b)工作波形图2.3 由555定时器组成的多谐振荡器2.1.3 74LS19274LS192是十进制计数器,具有“异步清零”和“异步置数”功能,且有进位和借位输出端。
当需要进行多级扩展连接时,只要将前级的端接到下一级的CP +端,端接到下一级的CP -端即可。
74192功能表和引脚图如图2.6、2.7所示:图2.6 74LS192功能表 图2.7 74LS192引脚图图中:~LOAD 为置数端,接低电平是预置数置入,正常计数时接高电平;CLR 为清零端,接高电平时计数器清零;UP 为加计数端,DOWN 为减计数端,实现加计数时DOWN 接高电平,UP 接脉冲信号,实现减计数时UP 接高电平,DOWN 接脉冲信号;~CO 为进位输出端,~BO 为借位输出端;A 、B 、C 、D 为计数输入端;Q A 、Q B 、Q C 、Q D 为数据输出端。
2.2单元模块 2.2.1 秒脉冲发生模块秒脉冲的产生由555定时器所组成的多谐振荡电路和74LS90构成的分频器完成。
电路图如图2.7所示,首先由多谐振荡器产生频率为1000Hz 的周期矩形波信号,然后经过分频器分频最终得到频率为1Hz 的脉冲信号。
当开关闭合时,分频器输出的频率为1Hz 的脉冲信号输入到74LS192中;当开关断开时,没有脉冲输入74LS192中,故74LS192处在保持状态,即实现暂停功能。
UP DOWN LD CLR 操作 × × × 1 清零 × × 0 0 置数 ↑ 1 1 0 加计数 1 ↑ 1 0 减计数 111保持图2.8 秒脉冲发生电路图2.2.2 倒计时模块24秒倒计时电路。
这部分电路的主体部分在时钟脉冲的输入情况下工作,下面进行具体分析。
计数器的倒计时功能。
用两片74LS192分别做个位(低位)和十位(高位)的倒计时计数器,由于本系统只需要从开始时的“24”倒计到“00”然后停止,所以,这里的高位不需要做成六十进制的计数器。
因为预置的数不是“00”,所以我选用置数端LOAD来进行预置数。
低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
两片计数器具体接法。
Vcc、UP接+5V电源,GND接地;时钟脉冲输出后接到低位的DOWN,然后从低位BO接到高位的DOWN;低位输入端C、高位输入端B接电源,其他引脚和CLR都接地。