电子数字计时器的设计课程设计指导书
电子秒表计时器设计任务书
《电子技术课程设计》任务书设计题目:电子秒表计时器专业:本13通信03班学生姓名: 刘洁学号:20134400302起迄日期: 2015年11月1日~2015年12月30日指导教师:陈蔚教研室主任:邓贤君《电子技术课程设计》任务书1.课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):一、课程设计内容题目:电子秒表计时器要求:电压电源VCC为5V,能实现可启动、暂停、清零的60S计时功能。
注:采用555、74LS160和74LS48作为控制器,逻辑门74LS00、74LS01等芯片制作。
二、课程设计要求1.综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识,阅读相关集成电路芯片资料和相关文献,了解电子电路设计的有关知识,方法和特点,掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。
2.一人一题,所设计的电路必须制作成功,并且全部或者部分通过计算机仿真。
课程设计必须自己独立完成,不得从网上下载,一经发现该课程成绩记零分。
3.课程设计设计说明书(报告)应包括有:①电路工作原理分析②电路元器件参数设计计算③电路调试说明④电原理图和PCB图(必须自己画)⑤元器件装配图(必须自己画)⑥元器件清单⑦自己的收获和体会⑧要求字数不得少于3500字⑨要求图纸布局合理,符合工程要求,使用Protel等软件绘制电原理图(SCH)、元器件布局图和印制电路板(PCB)。
4.所有的文档和表格必须采用Word形式。
5.同类型的设计题可以组成一个设计组,组员之间可以开展研究与讨论。
雷同者均计0分。
6.阅读有关芯片英文参考资料,理解资料内容。
7.英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图(不包括电原理图和PCB图)可以直接采用(pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中),图中的英文可以采用英文(中文)方式翻译在图下。
8.英文资料中的一些词,如果翻译拿不准,可以采用英文(中文)方式标注。
9.设计资料中的有关的公式可以直接采用。
10.课程设计结束,需要交制作的作品、文字稿和电子稿,采用Word文档形式。
多功能电子秒表课程设计说明书
目录1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2秒表的发展趋势 (2)1.3本课题研究内容 (3)2研究方案与预期成果 (3)2.1研究方案 (3)2.1.1时钟电路方案 (3)2.1.2显示电路方案 (3)2.1.3系统主控制电路 (4)2.2预期成果 (4)3各芯片引脚图 (4)3.174LS192芯片 (4)3.274LS47芯片 (5)3.3七段数码管显示器 (6)4系统电路图 (8)5仿真软件介绍 (10)5.1EW B软件介绍 (10)5.2EW B32软件主界面窗口 (11)5.3菜单栏 (11)6电路仿真 (14)6.1分析仿真 (14)6.2分析 (14)6.3误差分析 (15)7系统硬件焊接与调试 (15)7.1焊接步骤 (15)7.2元件清单 (15)7.3实物图 (16)7.4硬件电路测试 (18)多功能电子秒表的设计摘要:随着电子技术的发展和应用领域的扩大与深入,电子技术的重要性日益突出。
作为一个学电子信息专业的学生,我们必须不断地了解更多的新产品信息,就更加要求我们对专业知识有更深的理解,更强的实验操作能力。
本设计的多功能电子秒表系统以74ls192芯片为中心器件,利用其既能正计时又能倒计时的原理,结合74ls47译码器、显示管来设计多功能电子秒表。
这就需要了解组合逻辑电路和时序逻辑电路;了解集成电路的引脚安排;了解各种计数、译码芯片的逻辑功能及使用方法;了解数字钟的原理。
本次设计是基于100进制电子数字钟的原理,实现具有100进制正计时与倒计时的电子钟,它主要由脉冲、100进制加减法器74LS192、译码器74LS47各功能模块在Ewb软件中将其仿真模拟出来,然后将其打包成可调用的元件,这时,再进行时序仿真、引脚锁定和嵌入逻辑分析仪之后,就编译下载至硬件中,选择正确的模式和各种设置后即可实现这次设计所要求的功能。
关键词:多功能电子秒表;100进制加减法计数;74ls192芯片;74ls47芯片。
电子计时器课程设计
电子计时器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子计时器的基本工作原理,掌握其构造和功能。
2. 学生能够运用电子计时器的相关知识,解决实际生活中的时间测量问题。
3. 学生掌握电子计时器与普通计时器的区别,了解电子计时器在现代科技领域的应用。
技能目标:1. 学生能够正确操作电子计时器,进行简单的计时实验。
2. 学生能够分析电子计时器的技术参数,进行计时器性能的比较和选择。
3. 学生能够运用所学知识,设计简单的电子计时器应用电路。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子计时器及相关电子产品的兴趣,激发学生探索科技的热情。
2. 培养学生严谨、细致的科学态度,提高学生的实践操作能力。
3. 增强学生的团队合作意识,培养学生在实际操作中解决问题的能力。
本课程针对中学生设计,结合电子计时器的相关知识,注重理论与实践相结合。
课程充分考虑学生的年龄特点,以培养学生的学习兴趣、动手能力和科学素养为主旨。
通过本课程的学习,学生能够掌握电子计时器的相关知识,提高实践操作技能,培养良好的科学态度和价值观。
为实现课程目标,教学过程中将注重目标分解,以具体的学习成果为导向,进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子计时器的基本原理:介绍电子计时器的核心部件,如振荡器、分频器、计数器等,阐述其工作原理及相互关系。
2. 电子计时器的种类与结构:分类介绍各类电子计时器,如数字式、指针式、计时计数器等,分析其结构特点及应用场景。
3. 电子计时器的功能与应用:讲解电子计时器的主要功能,如计时、计数、报警等,举例说明其在生活中的应用。
4. 电子计时器的使用与维护:详细说明电子计时器的操作方法,注意事项以及日常维护保养技巧。
5. 电子计时器电路设计:介绍简单的电子计时器电路设计原理,引导学生动手实践,培养创新能力。
教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,进行科学系统地组织。
教学大纲安排如下:第一课时:电子计时器的基本原理与结构第二课时:电子计时器的种类与应用第三课时:电子计时器的使用与维护第四课时:电子计时器电路设计实践教学内容注重理论与实践相结合,强调学生动手实践能力的培养。
数字课程设计计时器
数字课程设计计时器一、课程目标知识目标:1. 学生能理解计时器的功能与作用,掌握计时器的基本工作原理;2. 学生能运用所学知识,设计并制作一个简单的数字计时器;3. 学生了解计时器在日常生活和科技领域的应用,拓展对数字技术认知。
技能目标:1. 学生培养动手操作能力,学会使用基本电子元件,如电阻、电容、二极管等;2. 学生掌握数字电路的基本连接方法,学会编写简单的计时器程序;3. 学生提高问题解决能力,能够通过调整参数来优化计时器的性能。
情感态度价值观目标:1. 学生培养团队协作精神,学会在小组合作中发挥自己的优势;2. 学生培养创新意识,敢于尝试新方法,勇于面对挑战;3. 学生认识到科技发展对生活的影响,增强对科学技术的热爱和好奇心。
课程性质:本课程为信息技术与电子技术的跨学科综合实践活动,旨在培养学生的动手能力、创新意识和实际操作技能。
学生特点:六年级学生具备一定的信息技术基础,对电子技术有一定的好奇心,喜欢动手操作,具备初步的团队合作能力。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过实际操作掌握知识,关注学生个体差异,鼓励学生发挥潜能,培养学生的创新精神和实践能力。
教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 计时器的基本原理与功能- 介绍计时器的发展历程、分类及其在生活中的应用;- 讲解数字计时器的基本工作原理,如晶振、计数器、显示器件等;- 结合教材相关章节,分析计时器的电路组成和功能。
2. 数字电路基础知识- 复习数字电路的基本元件,如电阻、电容、二极管、晶体管等;- 介绍数字电路的基本连接方法,如串联、并联、混联等;- 结合教材,讲解数字电路的基本原理及其在计时器中的应用。
3. 计时器设计与制作- 制定详细的教学大纲,明确计时器设计与制作的步骤;- 指导学生进行电路设计,选择合适的电子元件,绘制电路图;- 教授学生编写简单的计时器程序,实现计时功能。
数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计
数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计1.2电路设计方案:24秒倒计时的总体方案框图如图所示,它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。
其中计数器和控制电路使系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动技术、暂停和连续计数、译码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,但本设计对此信号要求并不高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由自带译码器的数码管组成。
报警电路在试验中可用发光二极管和蜂鸣器代替。
主体电路:24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共有一个开关,比赛开始后,24秒的置数端无效,24秒的倒数计时器倒数计时开始进行倒计时,逐秒倒计时到零。
选取00这个状态,通过组合逻辑电路给出截断信号,让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断,使计时器在计数到零时停住。
2.各芯片的用法与功能2.174LS19274LS192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,只要将前级接到下一级的CP端,端接到下一级的CP端即可。
74LS192功能表: 2.2555定时器555定时器应用为多谐振荡电路时,当电源接通Vcc通过电阻R1,R2向电容C充电,其上电压按指数规律上升,当u上升至2/3Vcc,会使比较器C1输出翻转,输出电压为零,同时放电管T导通,电容C通过R2放电;当电容电压下降到1/3Vcc,比较器C2工作输出电压变为高电平,C放电终止,Vcc通过R1,R2又开始充电;周而复始,形成振荡。
则其振荡周期与充放电时间有关,也就是与外接元件有关,不受电源电压变化影响。
输出波形的振荡周期可用过度过程公式计算: 3.各部分电路设计3.1信号发生部分:秒脉冲的产生由555定时器组成的多谐振荡电路完成。
数字显示30秒倒计时器课程设计报告
电子技术课程设计报告设计题目:数字显示30秒倒计时器电路设计1、课程设计目的、意义设计目的:(1)依照原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的1各集成块的1管脚及其功能;(3)进行电路的装接、调试,直到电路能达到规定的设计要求;(4)写出完整、详细的课程设计报告。
设计意义:数字显示30秒倒计时器是一个简单的数字电路,但是它能够扩展到很多实际应用当中来,比如篮球倒计时器、交通灯倒计时器等等。
2、设计题方案比较、论证设计方案:分析设计任务,计数器和操纵电路是系统的要紧部份。
计数器完成30秒计时功能,而操纵电路具有直接操纵计数器的启动设计、译码显示电路的显示和灭灯功能。
当启动开关闭合时,操纵电路应封锁时钟信号CP,同时计数器完成置数功能,译码显示电路显示“30”字样;当启动开关断开时,计数器开始计数;处于维持状态。
系统设计框图如图2-1所示。
数字显示30秒倒计时器实验电路如图2-2所示。
图2-1图2-23、各单元电路设计,元器件参数计算、选择、电路图绘制,整体电路图递减计数器模块计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简单,74LS192是十进制可编程同步加锁计数器,它采纳8421码二-十进制编码,而且有直接清零、置数、加锁计数功能。
图2-3是74LS192外引脚。
图中CPU 、CPD别离加计数、减计数的时钟脉冲输入端(上升沿有效)。
LD是异步并行置数操纵端(低电平有效),CO、BO别离是进位、借位输出端(低电平有效),CR是异步清零端,D3-D是并行数据输入端,Q3-Q是输出端。
74LS192的功能表见下表所示。
秒信号产生器秒信号产生器的电路是利用 555 按时器(图3-1)组成的秒信号发生器。
NE555 芯片有单稳态电路功能,可发生方波信号,可适当的选择电阻、电容,使其输出信号的周期为 1 秒。
本电路输出脉冲的周期为:T=*(R1+2*R2)*C,假设 T=1s,令 C=10μF,R1=39kΩ,那么R2=51k Ω。
倒计时电子秒表课程设计
倒计时电子秒表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解倒计时电子秒表的基本原理,掌握其计时功能的工作机制。
2. 学生能运用已学的电子技术知识,分析倒计时电子秒表的电路图,并识别其中的电子元件。
3. 学生能解释倒计时电子秒表中涉及的数字电路知识,包括计数器、时钟信号等。
技能目标:1. 学生能通过小组合作,完成倒计时电子秒表的组装和调试。
2. 学生能运用所学编程知识,为倒计时电子秒表设计简单的控制程序。
3. 学生能运用倒计时电子秒表进行实验操作,并解决实际计时问题。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发探索精神和创新意识。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、协作,培养团队精神和责任感。
3. 学生通过实际操作,体验科技的魅力,增强实践能力,提高自信心。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,旨在让学生通过动手实践,掌握倒计时电子秒表的相关知识。
学生特点:本课程面向初中年级学生,他们对电子技术有一定的好奇心,但需加强对电子元件和电路知识的理解。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的动手操作能力和问题解决能力,培养学生对电子技术的兴趣和情感。
通过分解课程目标为具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电子秒表基础知识:- 电子秒表的组成与功能- 计数器的工作原理- 数字电路基础:时钟信号、触发器、计数器2. 电子元件与电路:- 识别常见的电子元件:电阻、电容、二极管、晶体管等- 分析倒计时电子秒表的电路图- 电路的组装与焊接技巧3. 编程与控制:- 学习简单的编程知识,如C语言基础- 设计倒计时电子秒表的程序控制逻辑- 编程软件的使用和调试方法4. 实践操作:- 分组进行倒计时电子秒表的组装与调试- 设计并实现简单的计时功能应用- 解决实际操作过程中遇到的问题教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,制定以下教学大纲:第1课时:电子秒表基础知识学习第2课时:分析倒计时电子秒表电路图,识别电子元件第3课时:电路组装与焊接技巧培训第4课时:编程知识学习与程序控制逻辑设计第5课时:实践操作,分组完成倒计时电子秒表的组装与调试第6课时:成果展示,交流与评价教学内容注重科学性和系统性,结合学生实际,循序渐进地安排教学进度,确保学生能够扎实掌握倒计时电子秒表的相关知识。
数字电子计时器课程设计
数字电子计时器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字电子计时器的原理和组成,掌握基础电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能描述数字电子计时器的工作过程,包括计时、清零和预设功能。
3. 学生能够解释数字电子计时器中数字显示的原理,理解二进制与十进制的转换。
技能目标:1. 学生能够运用所学的电子元件,设计并搭建一个简单的数字电子计时器电路。
2. 学生通过实际操作,掌握测试和调试电子计时器的方法,能够解决基本的故障问题。
3. 学生能够运用逻辑思维和问题解决技巧,对电子计时器进行改进和创新。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电子技术的兴趣和好奇心,增强对科学探究的热情。
2. 学生在小组合作中,学会分享观点,倾听他人意见,发展团队协作精神。
3. 学生通过实际操作,体验工程的实用性,培养工程意识,认识科技对生活的影响。
课程性质:本课程为实践性强的设计与制作课程,结合电子技术基础知识,培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点:假设学生为八年级,具有一定的物理基础和动手能力,对电子技术有初步认识,对实践活动充满兴趣。
教学要求:课程应注重理论与实践相结合,鼓励学生主动探索和动手实践,强调安全操作和精确测量。
通过课程目标的实现,使学生能够综合运用所学知识,创造性地解决实际问题。
二、教学内容1. 数字电子计时器原理:- 介绍计时器的功能与组成,参照教材第二章“数字电路基础”。
- 讲解晶体管、集成电路等基本电子元件的工作原理。
2. 数字电子计时器电路设计:- 分析计时器电路图的构成,参照教材第四章“时序逻辑电路”。
- 指导学生进行电路图的绘制,选择合适的电子元件。
3. 数字显示原理与转换:- 详述七段显示器的显示原理,参照教材第三章“数字显示技术”。
- 解释二进制与十进制的转换方法,并进行实际操作演示。
4. 电路搭建与测试:- 安排学生分组进行电路搭建,参照教材第五章“电路搭建与调试”。
- 教授测试与调试技巧,指导学生解决电路中可能出现的问题。
电子秒表课程设计说明书
目录目录 0摘要 (1)正文 (2)1设计目的和要求 (2)2设计原理 (2)3设计内容 (2)(1)程序源代码 (3)(2)调试分析过程描述 (9)(3)结果分析 (11)总结与致谢 (12)参考文献 (13)附录 (14)摘要EDA(Electronic Design Automation)电子设计自动化,就是以大规模可编程器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,通过相关的软件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统,最终形成集成电子系统或专用集成芯片。
本次课程设计利用Quartus II为设计软件、Verilog HDL 为硬件描述语言,结合所学的数字电路的知识设计一个24时电子秒表,具有正常时、分、秒计时,动态显示,清零等功能。
利用硬件描述语言Verilog HDL对设计系统的各个子模块进行逻辑描述,采用模块化的设计思想完成顶层模块的设计,通过软件编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合优化、逻辑布线、逻辑仿真,最终将设计的软件系统下载设计实验系统,对设计的系统进行硬件测试。
关键词:EDA;Quartus II;Verilog HDL;电子秒表正文1设计目的和要求(1)具有时、分、秒计数功能,以24h循环计时的电子钟。
(2)计时结果要用6个数码管分别显示时、分、秒的十位和个位。
(3)具有清零的功能。
(4)熟练掌握分频器的使用。
(5)熟练掌握各种计数器的使用,能用计数器构成二十四进制、六十进制等所需进制的计数器。
2设计原理电子秒表以其显示时间的直观性、走时准确性作为一种计时工具,电子秒表的基本组成部分离不开计数器,在控制逻辑电路的控制下完成预定的各项功能。
电子秒表的基本原理方框图如下图所示:本数字系统实现电子秒表的基本的计时功能,输入50MHz的时钟,采用24小时制计时,能显示时、分、秒。
本电子秒表实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。
由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的50MHz时间信号必须做到准确稳定。
数字电子钟计时系统设计与实现指导书
数字电子钟计时系统设计与实现一、实验目的1. 掌握各类计数器及它们相连的设计方法2. 掌握多个数码管显示的原理与方法3. 学习利用EWB软件进行电路仿真的方法二、实验仪器设备1. PC机,EWB软件2. 面包板、接插线、74LS160和74LS48等电子元器件、信号发生器、万用表三、设计内容设计一个数字电子钟计时系统,要求如下:1. 数字钟以24/12小时为一个计数周期。
2. 准确计时,具有“时”(00~23)、“分”(00~59)、“秒”(00~59)数字显示。
扩展功能:校时功能、整点报时功能四、设计步骤:1.根据选题要求,进行方案比较,画出系统框图,进行初步设计。
2.设计单元电路,计算参数,选择元器件。
(1)用555定时器构成多谐振荡器,设计一个秒钟脉冲发生器;(2)用同步十进制集成计数器74160设计一个秒钟计数器和分钟计数器,即六十进制计数器。
(3)用同步十进制集成计数器74160设计一个24/12小时计数器,通过转换开关可实现二十四与十二进制数值的转换。
(4)用74LS48和LED数码管实现显示功能。
3.画出系统电路原理图初稿。
4.利用EWB软件组装调试所设计的系统电路。
5.利用面包板和相应仪器设备组装调试所设计的系统电路,修改设计中的疏漏。
6.绘制正式的系统电路图。
7.撰写报告。
五、设计成果及要求1.用A4纸打印数字电子钟计时系统仿真电路图。
2.用A4纸手绘出数字电子钟计时系统电路图。
3.报告部分要求写明设计要求及技术指标、总体设计方案的论证及选择、系统方框图及工作原理概述、各单元电路设计及工作原理叙述、设计计算及元器件选择等。
设计过程:一、概述数字电子钟的原理方框图如图所示。
该电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用555来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用六十进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
电子倒计时课程设计
电子倒计时课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电子倒计时器的工作原理和基本制作方法,通过实践活动,培养学生的动手能力、创新能力及团队协作精神。
知识目标:使学生掌握电子倒计时器的基本电路原理、元器件功能及使用方法;了解电子倒计时器在实际应用中的优势和局限。
技能目标:培养学生运用电子元件制作电子倒计时器的能力,提高学生的动手实践能力;培养学生运用电子技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:培养学生对电子科技的兴趣,增强学生对科技创新的认识;培养学生团队协作、积极探究的科学精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电子倒计时器的工作原理、基本电路、元器件功能、制作方法及应用。
1.电子倒计时器工作原理:介绍电子倒计时器的工作原理,使学生了解其内部电路及工作过程。
2.基本电路:讲解电子倒计时器的基本电路,包括电源电路、计数电路、显示电路等,使学生掌握电子电路的基本组成。
3.元器件功能:介绍电子倒计时器中所用到的主要元器件的功能及特点,使学生了解元器件在电路中的作用。
4.制作方法:讲解电子倒计时器的制作方法,包括电路设计、焊接、调试等步骤,培养学生动手实践能力。
5.应用:介绍电子倒计时器在实际生活中的应用,使学生了解电子倒计时器的实际价值。
三、教学方法本课程采用讲授法、实践操作法、小组讨论法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:讲解电子倒计时器的工作原理、基本电路及元器件功能,使学生掌握相关理论知识。
2.实践操作法:安排学生动手制作电子倒计时器,培养学生的动手实践能力。
3.小组讨论法:引导学生分组讨论制作过程中的问题,培养学生的团队协作精神和问题解决能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材:选用符合课程要求的教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,帮助学生形象地理解课程内容。
电子技术课程设计--倒计时器的设计
课程设计名称:电子技术课程设计题目:倒计时器学期:2013-2014学年第2学期专业:自动化班级:姓名:学号:指导教师:课程设计任务书一、设计题目倒计时器的设计二、设计任务显示两位数倒计时,如99到11.当到9时喇叭自动响0时结束2.用LED数码管显示结果3.可以实现预置数功能三、设计计划电子技术课程设计共1周。
第1天:针对选题查资料,确定设计方案;第2天:方案分析比较,电路原理设计,进行元器件及参数选择;选用芯片参考:减法器、74160A、74LS48、LED数码管、74190等。
第3~4天:利用Multisim或PROTUES电路仿真,画电路原理图;第5天:编写整理设计报告。
四、设计要求1. 画出整体电路图(Protel或Altium Designer或Multisim,推荐Altium Designer)。
2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真,使之达到设计任务要求。
3. 写出设计报告书。
指导教师:时间:倒计时器在日常生活中应用比较广泛,比如篮球比赛是用的30秒倒计时,还有交通灯使用的60秒倒计时等等,但是这些倒计时器仅用在特定的场合,通用性比较差。
为此,本文通过简单的数字逻辑电路器件,搭建成了可以实现预置数功能的倒计时器。
本次设计的倒计时器主要由六个模块构成:置数电路、脉冲发生器、计数器、显示电路、控制电路和报警电路。
用拨码开关和74LS147D优先编码器实现置数,用两片74LS192D连成100进制减法计数器并通过555定时器构成多谐振荡电路提供脉冲,LED数码管显示,当倒计时记到09时用蜂鸣器实现报警直到00结束,最后通过控制电路实现倒计时器的置数、暂停、清零。
本倒计时器可以实现任意两位数的倒计时,实时性强,可操作性好,较好的解决了目前倒计时器通用性差的问题。
关键词:倒计时器;LED;报警;控制综述 (1)1方案设计与分析 (2)1.1设计原理 (2)1.2设计方案 (2)1.3电路设计框图 (3)2单元电路设计 (4)2.1置数电路 (4)2.1.1电路组成 (4)2.1.2工作原理 (4)2.2计数器电路 (5)2.3显示电路 (5)2.4脉冲发生电路 (6)2.4.1 555定时器 (6)2.4.2用555定时器构成多谐振荡器 (6)2.5报警电路 (7)2.6控制电路 (8)3总体电路仿真 (9)设计体会 (10)参考文献 (11)倒计时器在人们日常生活中应用广泛,为人们提供了很大的便利,倒计时器的样子和功能也多种多样。
数电课程设计数字电子钟说明书
数字电子技术电路课程设计题目:数字钟课程设计学院:XXXXX专业:XXXXX班级:XXXX姓名:XXXX学号:XXXXX指导老师:XXXXX一、设计目的数字钟是一种用数字电子技术实现时,分,秒计时的装置,具有较高的准确性和直观性等各方面的优势,而得到广泛的应用。
此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理,在设计数字电子钟的过程中,用数字电子技术的理论和制作实践相结合,进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用,同时学会使用Multisim电子设计软件。
二、设计要求1.显示时,分,秒,用24小时制2.能够进行校时,可以对数字钟进行调时间3.能够正点报时(用555产生断续音频信号);三、设计方案比较方案一、采用中小规模集成电路实现采用集成逻辑电路设计具有能实现,时、分、秒计时功能和定点报时功能,计时模块采用时钟信号触发,不需要程序控制。
方案二:EDA技术实现采用EDA作为主控制器外围电路进行电压,时钟控制、键盘和LED控制。
但此方案逻辑电路复杂,外围设备多,灵活性较低,不利于扩展方案三、单片机编程实现此方案采用单片机编程来设计和控制。
综上,根据自身的知识和方案比较,采用方案一,因为方案一简便灵活,扩展性好,同时符合此次数子电子知识设计的要求。
四、设计过程和说明1.数字电子钟计时和显示功能的实现(1)采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接,设计60进制的计数器,显示0到59,在59时采用置数的方法,将两片74LS160N同时置数至0,以循环显示0到59。
(图)(2)24进制亦采用两片十进制计数器74LS160N扩展连接,设计24进制的计数器,显示0到23,在23时采用置数的方法,将两片74LS160N同时置数至0,以循环显示0到23(图)(3)利用秒钟的置数信号(为低电平),取反后作为分钟各位的使能端(EP和ET)的控制信号,以实现分秒之间的进位功能。
同理可以实现分时之间的进位功能(4)显示功能采用Multisim里面的DCD_HEX显示管进行时分秒的显示。
数字电子计时器设计与制作
《数字电子技术》课程设计任务书一、设计课题数字电子计时器设计与制作二、设计要求1、该计时器能同时完成计时和显示的功能,采用中、小规模集成芯片实现。
2、能显示当前时间的时、分,其中时、分分别有两位显示。
3、当计数器运行到23时59分,个位计数器再接收1个脉冲信号后,计数器自动显示为00时00分,完成进制的计时要求。
4、安装自己设计的电路。
5、通电调试。
三、提高部分具有校时功能。
四、设计资料1、阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社,19892、张乃国.电子测量.北京:人民邮电出版社,19853、彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,19974、华容茂.电工、电子技术实习与课程设计.北京:电子工业出版社,2000五、设计成果1、课程设计说明书(5000字左右)。
2、产品设计提示:1、时基信号由多谐振荡器产生,经多级十进制分频后,得到脉冲信号。
2、计数器分别接成十进制、六十进制和二十四进制,对脉冲信号计数,再送入译码、显示电路。
3、校时电路有自动校时和手动校时两种,可任选其中一种,当采用自动方式时,可将分频后的时基信号作为校时信号,通过开关送入校时电路。
前言21世纪,电子科技技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎参透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么的宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
本次课程设计多功能数字电子钟是用数字电子技术实现时、分、秒计时的装置,采用555振荡器,分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路和功能扩展电路等组成。
数字电子课程设计倒计时
数字电子技术课程设计报告59秒通用倒计时一·设计总体思路,基本原理和框图1.1设计要求1、设计一个适于各类场合的通用倒计时系统2、计时器的计时间隔为1S,其递减计数器的模在59秒内可预置设计一个倒计时电路,并具有时间显示功能。
3、外部开关要能实现,清零、启动和暂停/连续计时功能。
4、计数器减到0时,显示00并且启动光电报警。
1.2 基本原理59秒倒计时的总体框图于下,它包括递减倒计数器、译码显示管、报警电路和辅助时序控制电路等五个大体模块。
其中计数器和控制电路为主要模块。
主电路:59秒倒计时。
59秒计数芯片74LS192的置数清零端共用一个开关,倒计时到零时,选取“00”这个状态,通过组合逻辑电路给截断信号,让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断,使计时器在计数到零时停住。
1.3总体设计框图(59秒)总体设计说明:倒计时功能主要利用192递减计数芯片来实现,同时利用反馈和置数实现进制得转换,以实现分和秒不同的需要。
二·单元电路设计与论证、理论分析与计算 2.1主要芯片的用法和功能 2.1.1 芯片74LS19274LS92是一块同步8421BCD 码加、减计数器,具有直接清零、置数、加锁计数功能。
计数器选用74LS192进行设计比较简单。
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器,CPu 为加计数时钟输入端,CPd 为减计数时钟输入端,LD 为预置输入控制端,异步预置,CR 为复位端,高电平有效,异步清除。
CO 为进位输出,BO 为错位输出。
如图为74LS192的引脚图:十位显示个位显示译码驱动计时器控制电路报警电路计数器脉冲发发生译码驱动2.1.2 芯片74LS3274LS32是四2输入或门,功能表如下图:2.1.3 芯片74LS08CPu CPd LD' CR 操作 × × × 1 清零 × × 0 0 置数 ↑ 1 1 0 加计数 1 ↑ 1 0 减计数 111保持输入输出 74LS32A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 11174LS08是四2输入与门,功能表如下如下图:2.2单元模块 2.2.1 倒计时电路59秒倒计时电路,用两片74LS192分别做个位(低位)和十位(高)的倒计时计数器,由于本系统利用置数端LOAD 来进行预置数,时钟脉冲分别通过两个与门才再输进个位(低位)的down 端,当停止控制电路来停止信号时,截断时钟脉冲,从而实现电路的停止功能2.2.2 显示电路图输入 输出 74LS08 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1112.2.3报警逻辑电路图2.2.4预置数电路图三、本设计的调试过程和实验结果在一开始设计的电路中,倒计时到达00后不能更好的停止,实现报警功能,在老师的指导下,进行了改进,接住在这一刻的时钟信号与BO用与门连接从而实现报警功能。
电子倒计时课程设计
电子倒计时课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子倒计时的基本概念,掌握其工作原理和应用场景。
2. 学生能够运用电子元件和相关电路知识,设计并搭建一个简单的电子倒计时装置。
3. 学生能够解释电子倒计时装置中各元件的功能和相互关系。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行电路图的绘制和电路搭建。
2. 学生能够通过实际操作,掌握电子倒计时装置的调试和故障排查方法。
3. 学生能够提高动手实践能力,培养团队协作精神和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子技术产生兴趣,增强对科学的热爱和好奇心。
2. 学生在实践过程中,培养耐心、细心和勇于尝试的精神。
3. 学生通过合作学习,学会尊重他人、倾听意见,形成良好的沟通能力。
4. 学生认识到电子技术在生活中的广泛应用,增强社会责任感和创新意识。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识,强调学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具有一定的电子元件知识和电路基础,好奇心强,喜欢动手操作。
教学要求:注重理论与实践相结合,引导学生主动探索,关注学生的个体差异,提高学生的综合素养。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学设计和评估中逐一落实。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标,结合课本相关章节,确保科学性和系统性。
1. 电子倒计时基本概念:讲解电子倒计时的定义、原理和应用场景,涉及课本第三章第二节内容。
2. 电子元件及电路知识:介绍电子倒计时装置中常用的电子元件,如集成电路、晶体管、电阻、电容等,并讲解其功能和相互关系,结合课本第二章内容。
3. 电路图绘制与搭建:指导学生绘制电子倒计时电路图,学习电路搭建方法,参考课本第四章电路设计部分。
4. 实践操作:组织学生分组进行电子倒计时装置的制作,包括电路搭建、调试和故障排查,实践课本第五章实验操作内容。
5. 装置功能拓展:引导学生思考如何对电子倒计时装置进行功能拓展,如增加报警功能、显示功能等,激发学生创新能力。
数字电子技术课程设计(电子秒表)
数字电子技术课程设计报告题目:电子秒表的设计专业:班级:姓名:指导教师:课程设计任务书学生班级:学生姓名:学号:设计名称:电子秒表的设计起止日期:指导教师:周珍艮目录绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 第一章、设计要求1.1设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -51.2 系统总体框图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51.3、设计方案分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6第二章、电路工作原理及相关调试2.1 电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 72.1相关调试- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 11第三章、实验总结附录A 电子秒表原理图附录B 相关波形元件清单参考文献绪论随着电子技术的发展,电子技术在各个领域的运用也越来越广泛,渗透到人们日常生活的方方面面,掌握必要的电工电子知识已经成为当代大学生特别是理工类大学生必备的素质之一。
电子秒表是日常生活中比较常见的电子产品,秒表的逻辑结构主要由时基电路、分频器、二一五一十进制异步加法记数器、数据选择器和显示译码器等组成。
整个秒表需有一个清零/ 启动信号和一个停止/保持信号装置,以便秒表能随意停止及启动,计数器的输出全都为BCD码输出,方便显示译码器连接。
数字电子钟课程设计说明书
目录一.摘要二.设计目的和意义课程设计方案1.设计内容2.设计任务3.设计要求4.设计目的三.电路工作原理1.结构框图及说明2.系统原理图及工作说明3.单元工作原理四.软件仿真设计1.仿真设计2.仿真过程3.分析仿真4.仿真结果五.总结1.缺点2.改进3.结论六.致谢参考文献一:摘要:数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。
随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。
为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能,我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
本次课程设计的主题是数字电子钟。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器、整点报时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,这里用protues软件来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
关键词:数字电子钟;设计;时分秒;十进制。
二.设计目的和意义(1)让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;(2)进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力;(3)初步掌握使用protues(电子设计自动化)工具设计数字逻辑电路的方法,包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程;(4)经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使学生得到一次较全面的工程实践训练,通过理论联系实际,提高和培养创新能力(5)电子钟亦称数显钟(数字显示钟),是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,数字电子钟是用数字集成电路做成的现代计时器,与传统的机械钟相比,它具有走时准确(用高稳定度石英晶体振荡器作时钟源)、显示直观(用液晶或荧光七段数码管显示器)。
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课程设计指导书
黄建农编
武汉职业技术学院电信系
电子技术基础实验中心
电子数字计时器的设计
在学完《数字电路》课程后,为了巩固同学们所学的基础知识和基础知识的应用,提高独立思考问题;分析问题和解决今后工作中的实际问题的能力,为了把同学们培养成为既有理论知识又有实际动手能力的良好素质人才,特针对《数字电路》课程,编写了这本《数字计时器的设计以及制作》实习指导书。
其目的是通过设计、制作、帮助同学们掌握简单数字系统的设计和制作方法,让同学们学会查阅有关资料,使他们将学过的知识融会贯通。
1、数字计时器的设计思想:
要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高,因此,需要进行分频,使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1HZ)。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
由于计时的规律是:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天,就需要分别设计60进制,24进制计数器,并发出驱动AM,PM标志信号。
各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器,使“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
值得注意的是:任何计时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。
校时电路一般采用自动快速调整和手动调整,“自动快速调整”
可利用分频器输出的不同频率的脉冲使显示时间自动迅速调整时间。
“手动调整”可利用手动的节拍调准显示时间。
2、数字钟的原理框图。
(见图1)
3、数字计时器的设计方法:
根据设计思想及原理框图,运用已学过的知识,选择所需要的电路及元器件,然后依据各单元的输入输出信号相互匹配,加入必要的其他电路(校时电路)等,组成数字计时器的电路总图,这就是设计的全过程。
(1)设计脉冲源:
脉冲源是数字计时器的心脏,它能自动不停地产生脉冲信号,以供计时之用,它的稳定和
准确对计时器起着至关
重要的作用。
我们曾学过一些自激式的振荡器,如:自激多谐振荡器,自激间歇振荡器等。
但为了脉冲源的稳定度,准确度,常用石英晶体振荡器。
一般情况下,晶振荡频率愈高,准确度愈高,但所用分频级数愈多,耗电量愈大,成本也就愈高。
在选择晶振器时,应综合考虑。
其电路原理如图(2):
R.C为时间元件,改变C的值可调整晶振器的输出频率,石英晶体的振荡频率为32768HZ。
(2)设计整形电路:
由于晶振器输出的脉冲波形是正弦或不规则的矩形波,要得到有规则的矩形波,须经整形电路整形。
我们已学过的脉冲整形电路有多种,如:削波器、门电路、单稳态电路、双稳态电路、施密特触发器等。
门G1,G2构成基本RS触发器,G3为非门。
二极管起电平转移作用,用来产生回差。
其工作原理参见陈传虞《脉冲与数字电路》课本,这里不再序述。
(3)设计分频器:
分频器能将高频率脉冲变换为低频脉冲,可由触发器及计数器承担。
我们知道,一个触发器就是一个二分频器,N个触发器就是2×2×2……分频器,而用计数分频,则按计数进制进行分频,如十进制计算器就是十分频器,M进制计数器为M分频器。
若用晶振频率为32768HZ的石英晶体振荡器,要产生1HZ的秒脉冲,就需要JK触发器(或计数触发器)的个数为2n=32768HZ,n=15。
若要用不同进制的计数器串接组成分频器,它的串接规律为:各计数器的进制等于晶振频率数:即M1×M2…M=32768,如已知其中几个进制数的计数器,则可求另一个进制的计数器。
因此分频器的设计,既可选用单个触发器串接组成,见图(4),又可设计为不同进制计数器串接组成,见图(5)。
可最终分频结果为1HZ的秒脉冲,不得为其它频率信号,本次实习JK触发器见图(6)。
(4)设计计数器:
分频器产生了1HZ的秒脉冲后,根据计时规律:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天。
考虑到人们的计数习惯,一个位采用十进制,十位采用进制来设计。
设计计数器的方法,以触发器为单元电路,根据进制按有权码或无权码来编码,采用有条件反馈原理来构成。
例如六十进制计数器,可分为:十进制计数器和六进制计数器。
这样设计不仅适合人们的计数习惯,而且有利于显示相同的数字。
同理也可以设计二十四小时制(或十二进制)计数器。
注意当“小时”数的十位为2,个位为3时,只要“分”数位进位时,就应使“小时”数位归零,因此二十四进制计数器采用有条件反馈来设计(十二进制计数器也同理)。
但应在回零时,发出驱动AM,PM标志的信号。
可查阅有关资料,选用不同进制计数器电路。
如选用模6的计数器电路,模十的计算器电路,模十二的计数器的电路。
(5)设计数码显示,译码器/驱动器:
电子数字计时器多选用七段笔划式数码显示器,图7(a)为发亮段,依发亮段不同,可显示0~9十个数字。
由于数字显示器件的种类很多,有荧光管,辉光管,发光二极管,液晶管等显示器,同学们可根据实际用途来选择数字显示器。
以发光二极管LED显示器为例,它的优点是亮度强,清晰,电压低(1.5v,3v),有红、绿、黄等颜色。
缺点是工作电流大,因此需要驱动器来点亮,可选用门电路来构成,LED的结构见图7(b)。
图中R为限流电阻,当译码器输出为高电平时,LED发亮,为了减少显示器的功耗,常常采用间歇扫描,即利用人们的眼睛的视觉暂留现象,不是长时间的总亮应亮的段,而是使应亮段按一定的速率间歇扫描点亮,而使人们能看到不变动的数字或图像。
LED发光二极管显示屏,有两种驱动方式:一种是共阴极,各显示段为阳极,要求译码器/驱动器输出高电平,才使应显示的段亮;另一种是共阳极,各显示段为阴极,要求译码器/驱动器输出为低电平。
(6)设计校时电路:
校时电路是计时器中不可少的部分,因为当即时间与计时器时间
不相等时,就需要校时电路予以校正。
校准时间电路,有两方案,同学们可根据实际需要选择使用。
第一,校时用的脉冲可以选用频率较高的不等的几种脉冲,从计数器的总输入端(秒计数器的第一级输入端)送入,见图(8)。
第二,校时用的脉冲,分别将秒脉冲送到“计时”的计数器的输入端,“计分”的计数器输入端,但校时,校分时应将原计数回路关闭或断开。
校秒时可采取关闭或断开秒计数器的脉冲信号输入端,使其停止计时。
见图(9)
4、绘制总体电路图
根据电子数字计时器设计或选定各单元电路,按原理的顺序组合起来组成总电路图,在绘制电路时应注意以下几点:
(1)各单元电路的电源,地线公共连接在一起,各电路的电源电压值应按要求值接入相应的接线端上;
(2)各单元电路的输入,输出脉冲信号应按要求首尾相接,且应符合匹配关系,如不符合,应加导线引出电路;
(3)需要控制信号的端,应对应开头元器件(含开关电路);
(4)集成电路或其它元器件多余的功能端不用时,可不画出,以保持电路总图的简捷清晰;
(5)不得采用大规模集成电路,分频器,计数器,译码驱动电路一定选用单元电路。
5、思考与体会
a. 通过本课程设计,你学会了哪些技能?有何体会?
b. 有哪些成功的经验?碰到哪些难题?你是如何解决的?
c. 熟悉本电路中所用集成电路的各种功能,能否再开发出一
至二个功能?
d. 写出本设计的报告书,总结经验,准备好有关资料等待答
辩。