数字电路课程设计实例

3 数字显示频率计
R26
22K
3 数字显示频率计：
⑴、CD40110：集计数、译码、锁存、驱动于一体的集成电路； CPU为加法输入端，CPD为减法输入端，QCO为进位输出端， QBO为借位 输出端， 本电路使用CPU输入端，第10个脉冲输入时，QCO输出的进位脉 冲送到高位计数器的CPU输入端； R端为清零端(高电平有效)
目
录
课程设计简介
1、防盗报警器 2、电子密码锁 3、智力竞赛抡答器 4、数字秒表 5、三色跑灯 6 、四路彩灯显示电路 7 、数字测频仪 8、电子电路的安装、调试与故障分析处理 9、关于元器件明细表(例) 10、关于课程设计说明书 11、参考资料 12、
任务：设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。
关上门时，k1闭合接低电平，k2断开接高电平，不报警； 门被打开时，k1断开，电容充电，延时一段时间，变为 高电平，报警。延时时间t≈RC。k2一旦闭合就为低电平， 报警器马上报警。 K1、k2可用导线代替。
2 电子密码锁：
510Ω
1、平时，各触发器的Q端均为0，D0为1； 2、按正确密码(本例密码设为1479)按键，必须先按S1→Q0=1， 且使D1=1；再按
S4→Q1=1，且使D2=1；再按S7 →Q2=1，且使D3=1；再按S9→Q3=1，使锁控 电路工作，打开电磁门锁(本例用发光二极管LED显示，则发光二极管亮)。 同时门G1输入为0， G1输出为1→经R6、C2延迟后，各触发器R端为1→各触发 器复位为0。 3、按下密码错误时(一旦按下S0、S2、S3等) →各触发器R端为1，立即复位。 4、将S1、S4、S7、S9更换为其它按键，即更换了开锁密码。 问：按下密码错误时，如何报警？
Q1的输出即为IC2a的控制信号， 当Q1为高电平时， 被测信号可以通过IC2a、 IC2c 进入IC6(CD40110)的CPU端 ，进行计数，于是， 在1 秒内累计的计数脉冲个数即为 被测信号的频率；
频率显示由CD40110完成。 ⑷、数值保持：IC2a输出第二个脉冲信号时， CD4017的Q1端由高电平变为低电平， Q2端由低
6 计分器
7 四路彩灯显示电路
工作原理与7－1 四路彩灯显示电路（1）类似
电子电路的安装、调试与故障分析处理
一、整体结构布局和元器件的安置： ⑴、整 体结构布局要合理，合理布置元器件的密度； ⑵、元器件的安置要便于调试、测量和更换； ⑶、对于有磁场产生相互影响和干扰的元器件，应尽可能分开或采取自身屏蔽； ⑷、发热元件的安置尽可能靠电路板的边沿，以利于散热； ⑸、元器件的标志安装时一律向外，以便检查； ⑹、元器件的安置还应注意重心平衡和稳定。
步骤：根据设计任务书，通过调查研究、查阅资料、方案
论证与选定；设计和选取电路及元器件；组装和调 试电路，测试指标及分析讨论，完成设计任务；并 编写设计说明书。
选定总体方案与框图
修
改
分析单元电路的功能
设
计
方
案
选择器件与参数计算
调
整
元 器
画出预设计总体方案图
件
电路的安装与调试
确定实际的总体电路
1 防盗报警器：
74LS20：2四输入与非门。 平时74LS373的D1～D8均为高电平，Q1～Q8也是高电平，各发光管不 亮。 当某抢答者按下自己的按键（例如按下S1）时，则D1＝0，Q1＝0， LED1发光，指示第一路抢答。在Q1＝0时，与非门G1的输出为1，此时G2 的输入端均为1 ，故输出0电平到G端，使电路进入保持状态，其它各路 的抢答不再生效。因此，该电路不会出现两人同时获得抢答优先权。与此 同时，G1输出的高电平，使语音芯片IC3工作，使扬声器发声。 当裁判确认抢答者后，按下复位按钮（K1），G2输出高电平，因S1～ S8无键按下，D1～D8均为高电平，Q1～Q8也都为高电平，电路恢复初始 状态，LED熄灭，扬㙔器振荡，准备接受下一次抢答。
⑵、秒信号发生器：由IC1(NE555)构成频率可调的1HZ方波振荡信号占空比大于0.5(高电平持续 时为控制信号加到IC3(CD4017)的CP输入端，产
生时序控制信号，从而实现1 秒内的脉冲计数、数值保持及自动清零。 IC2a 输出第
一个高电平脉冲信号时CD4017的Q1端由低电平变为高电平， 直至CD4017的CP 端输入第二个脉冲信号前，将一直保持高电平状态；
为 2S。
4 四路智力竞赛抢答器：
分别按下抡答按钮S1～S4，D锁存器相应输出为低电平， 经 CC4049反相后为低电平，与之对应的数码管亮；
同时，G1输出为高电平，声响电路工作。G2输出为低电平封锁其 它输入；
主持人按下复位按钮k1，抡答重新开始。
4 智力竞赛抢答器：
74LS373：锁存器，8个D触发器彼此独立，S为选通端（输出控制）， 低电平选中；G为使能端（允许端），G为高电平时，D信号向右传送到Q 端，G为低电平时，电路保持原状态不变，禁止数据传送。
5 定时器
5 秒计数电路 ： ⑴、秒信号发生器：由IC1（555定时器）等构成振 荡器，从IC1的 第③脚输出周期约为1秒的脉冲信号； ⑵、计数：IC2为双BCD加法计数器CD4518，内部的两个计数器经 级联形成二位十进制计数电路，如需要更多位的计数，则可进行更 多级的级联， ⑶、显示：IC2输出的二—十BCD码，送到由IC3、IC4（ CD4511） 组成的显示译码、驱动电路 ，驱动数码管IC5、IC6显示计数的秒 数。 ⑷、定时：S1为定时开关，IC2a、EN端获得一负脉冲，使个位停 止计数。
电平变为高电平，IC2b被封锁，数显计数器停止计数，直至CD4017的CP端输入 第三个脉冲信号前，Q 2 保持高电平，此高电平持续时间(1S)为数值保持时间； ⑸、自动清零： IC2a输出的第三个高电平脉冲信号时，CD4017的Q3由低电平变为高电平，一方 面(通过CD4017的CR 端使CD4017清零， 同时通过D2使计数器及数显也 清零， 以便下次重新计数，清零后又保持1S，然后，开始下一个循环。 ⑹、数值保持时间延长：将CD4017的Q3端 与CR 断开，使Q4与CR 相连，则数值保持时间