數字電路 課程設計 心得體會

設計體會

本次課程設計的題目是LC正弦波振蕩器的設計，主要應用了通信電子線路三點式振蕩器電路內容。通過查找資料，結合書本中所學的知識，完成了課程設計的內容。把書中所學的理論知識和具體的實踐相結合，有利于我們對課本中所學知識的理解，并加強了我們的動手能力。在課程設計之前，我們通過各個渠道查找資料后分析驗證，經過多次的修改和整理，作了如上的設計思路。雖然這次設計一開始是按照設計要求去完成的，但由于在實際操作中，出現了比較大的問題，導致以上的準備資料，在實際操作中都未能派上用場。在這次的課程設計過程中，我懂得了很多，課程設計不光是讓我們去“設計”，更重要的是培養(yǎng)我們的能力！通過本次課程設計使我對通信電子線路又有了進一步的了解，增加了對所學知識的應用。

其次對這個課題的理解問題。因為高頻的知識本來就不容易懂，所以查找資料和查閱基礎知識，花了我們很長的時間。這些都應歸咎于自己基礎知識的匱乏。

在這次的課程設計中，我們通過動手實踐操作，進一步學習和掌握了有關高頻原理的有關知識，特別是動手操作方面，加深了對LC正弦波振蕩器的認識，進一步鞏固了對高頻知識的理解，也對模塊的基本工作原理和調試儀器有了一定的了解。在設計時我們根據課題要求，復習了相關的知識，還查閱了相當多的資料，這也在一定程度上拓寬了我們的視野，豐富了我們的知識。這次的高頻課程設計重點是通過實踐操作和理論相結合，提高動手實踐能力，提高科學的思維能力。在接觸課程設計之前，因為這門課程的難度很深度，我對高頻是敬而遠之的心態(tài)，所以基礎知識以及邏輯推理思維方面都是相當欠缺。在對高頻的實驗模塊操作方法所知甚少和對調試知識幾乎一無所知的程度，最后通過不懈努力終于圓滿完成了課程設計的要求。

擴展閱讀：數電課程設計總結

電子技術基礎課程設計說明書

基于multisim的數字電子鐘

設計與仿真

基于multisim的數字電子鐘設計與仿真

摘要

數字電子鐘是一種利用數字電路來顯示秒、分、時的計時裝置，與傳統的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀，無機械傳動裝置等優(yōu)點。隨著現代數字技術的發(fā)展，數字電子鐘廣泛的應用于各個生活生產領域,如時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備等等。

本次課程設計之一------電子時鐘設計，具有最簡單的計時功能及調整時間的功能�；�于TTL集成電路和LED數碼管為核心，輔以必要的電路，構成一個簡單的數字電子時鐘。通過數碼管能夠準確顯示時間，時、分、秒，并且可以通過校正電路進行校時。本設計以multisim為仿真軟件，由虛擬元器件組成的數字電子鐘，它主要由振蕩器、時分秒計數器、校時電路、譯碼器、數碼管等幾部分組成。通過multisim的仿真，它可以實現時分秒的計時功能。

關鍵詞：計數器；譯碼器；三五定時器；數碼管；multisim10.0

目錄

一設計任務............................................................................................................................5

1.1設計目的和意義...........................................................................................................5

1.1.1設計目的.............................................................................................................51.2任務和要求...................................................................................................................5二系統設計..............................................................................................................................5

2.1數字鐘電路系統的工作原理：...................................................................................52.2器件選擇......................................................................................................................6

2.2.1器件表.................................................................................................................62.2.2器件詳細介紹.....................................................................................................72.3.3時分秒計數器的設計.......................................................................................102.3.4校時電路設計...................................................................................................122.3.5主體電路圖.......................................................................................................132.4電路仿真測試............................................................................................................14

2.4.1基本功能測試...................................................................................................142.4.2校正功能測試...................................................................................................15

三總結....................................................................................................................................17

3.1結論.............................................................................................................................173.2優(yōu)點與不足.................................................................................................................18

3.2.1優(yōu)點...................................................................................................................183.2.2不足...................................................................................................................183.3心得與體會................................................................................................................18四參考文獻............................................................................................................................18

一設計任務

1.1設計目的和意義1.1.1設計目的

熟悉集成電路的引腳安排。掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。了解數字鐘的組成及工作原理。熟悉數字鐘的設計與制作。1.1.2設計意義

數字鐘是一種利用數字電路來顯示時分秒的計時裝置，與傳統機械相比，它具有走時準確、顯示直觀，無機械傳動裝置等優(yōu)點。隨著現代數字技術的發(fā)展，數字鐘廣泛的應用于各個生產生活領域。1.2任務和要求

1.2.1任務

本設計以multisim為仿真軟件，由虛擬元器件組成的數字電子鐘，它主要由振蕩器、時分秒計數器、校時電路、譯碼器、數碼管等級部分組成。通過multisim的仿真，它可以實現時分秒的計時功能。

1.2.2設計要求

(1)準確計時，以數字形式顯示時分秒的時間。

(2)小時的計時要求為“二十四翻一”，分和秒的計時要求為60進位。(3)校正時間。

二系統設計

2.1數字鐘電路系統的工作原理：

振蕩器產生穩(wěn)定的高頻脈沖信號作為數字時鐘的時間基準，輸出標準秒脈沖，秒計數器計滿六十后向分計數器進位，分計數器計滿六十后向小時計數器進位，時計數器按照“二十四翻一”規(guī)律計數。計數器的輸出經譯碼器送顯示器。計時出現誤差時可以

用校正電路進行校時,校分。數字時鐘電路

圖一數字鐘系統組成框圖

2.2器件選擇2.2.1器件表器件名稱SEVEN-SEG-COM-A7447NR1R2DGNDCGROUNDVDD74LS04DKEY=SPACE74LS190VCCLM555C74LS08D74LS00D

器件個數661112213242159表一器件明細表器件參數5mA1.66v530525910nF5V5V6

器件標號1234567891011121314

2.2.2器件詳細介紹

1)四位二進制進制加/減計數器74LS190

CLK1xx上升沿上升沿S"1x00圖二74LS190引腳圖

表二74LS190功能表

LD"1011

U"/Dxx01工作狀態(tài)保持預制數加法計數減法計數

2）二-五-十進制異步計數器74LS90

圖三74LS90引腳圖

如圖所示，74LS90是二-五-十進制異步計數器，QA，QB，QC，QD分別是脈沖輸出線。通過不同的連接方式它可以實現四種不同的邏輯功能，而且還可借助R01和R02對計數器清零，借助R9（1）和R9（2）將計數器置9。

具體功能如下：

a)計數脈沖從INA輸入，QA作為輸出端，為二進制計數器；b)若將INB和QA相連，計數脈沖有INA輸入QD,QC,QB,QA作為輸出端，則構成8421碼十進制加法計數器；

c)若將INA和QD相連，計數脈沖由INB輸入，QA,QD,QC,QB作為輸出端，則構成異步5421碼十進制加法計數器；d)清零，置9功能；

（1）異步清零：當R01和R02均為“1”，R9(1)和R9(2)中有“0”時，實現異步清零功能，即QDQCQBQA=0000;

（2）置9功能：當R91和R92均為“1”，R01和R02中有“0”時，實現置9功能，即QDQCQBQA=1001;

3）BCD-7段譯碼器／驅動器7447

BCD-7段譯碼器／驅動器是數字集成電路如圖所示，用于將BCD碼轉化成數碼塊中的數字，然后我們就能看到從0～9的數字。譯碼器原理(7447)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。7447是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數碼管配合使用，表1列出了7447的真值表，表示出了它與數碼管之間的關系。

圖四7447引腳圖

LT111111111x10RBIxxxxxxxxxx0xD000000011x0xC000111100x0xB011001100x0xA101010101x0x

表三7447功能表BI/RBOABC110010011000110010101110100010001000011100111000D100100101110E101110101110F111000100110G100000100110顯示數字123456789熄滅熄滅8注釋：a、LT：試燈輸入，是為了檢查數碼管各段是否能正常發(fā)光而設置的。當LT=0時，無論輸入D，C，B或A為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅動的數碼管正常則顯示出8。

b、BI：滅燈輸入，是為控制多位數碼顯示的滅燈所設置的。BI=0時。不論LT和輸入D，C，B或A為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極數碼管熄滅。

c、RBI：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設定的。當對每一位D=C=B=A=0時，本應顯示0，但是在RBI=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結果和加入滅燈信號的結果一樣，將0熄滅。

d、RBO：滅零輸出，它和滅燈輸入BI共用一端。兩者配合使用，可以實現多位數碼顯示的滅零控制。

4）反相器74LS04

如圖所示74LS04反相器是電子電路中簡單而重要的器件，它可以將高電平轉換成低電平，同時也可以將低電平轉換成高電平。

圖五74LS04

2.3電路設計

2.3.1總體思想：

主體電路有功能部件或單元電路組成，在設計這些電路或選擇部件是，盡量選用同類型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成電路或都采用CMOS集成電路，整個系統所用的器件應盡可能的少，下面介紹各功能部，與單元電路的設計。

2.3.2振蕩器的設計

振蕩器是數字時鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數字時鐘計時的準確程度。通常選用石英晶體構成振蕩器電路。石英晶體振蕩器具有頻率精確，振蕩穩(wěn)定，溫度系數小的特點，可以滿足一般數字時鐘走時準確性的要求。一般來說，振蕩器頻率越高，計時精度越高。在電子手表中，常取的晶振的頻率32768Hz。在本次設計中，精度要求不是很高，所以選用有集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器，振蕩頻率為1Hz。電路圖及參數如圖二所示

圖六555振蕩器

2.3.3時分秒計數器的設計

1)分和秒計數器

分和秒計數器都是M=60的計數器，其計數規(guī)律為0001585900，選74LS190（單時鐘同步十進制加/減計數器電路）作為六進制計數器，74LS90（十分頻計數器）作為個位計數器，再將它們級聯組成模數M=60的計數器。分計數器育苗計數器原理相同，如圖三所示

圖七秒計數器及顯示電路

2)時計數器

時計數器是一個“二十四翻一”的特殊進制計數器。即當時鐘運行到23時59分59秒時，秒的個位計數器再輸入一個秒脈沖時，數字時鐘自動顯示為00時00分00秒，選用兩片74LS190（四位二進制同步加減計數器）級聯而成。

圖八時計數器電路

2.3.4校時電路設計

當數字時鐘接通電源或者計時出現誤差時，需要校正時間。校時是數字時鐘應具備的基本功能。為使電路簡單，只進行分和小時的校時。

對校時電路的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數，在分校正時不影響秒和小時的正常計數。校時方式有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關控制，使計數器對1Hz的校時脈沖計數�！奥�校時”使用手動生產單脈沖作為校時脈沖。圖五為“校時”“校分”電路。校時控制功能表如表一所示。當校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當S1或S2分別為“0”時進行“快校時”，如果校時脈沖由單次脈沖產生器提供，則可進行“慢校時”。開關S1或S2為零，

或為一時，可能會產生抖動，接電容可以緩解抖動。必要時刻將其改為去抖開關。

.圖九校時校分電路表四校時開關功能表S2S11101102.3.5主體電路圖

根據設計的主體思想和各部分電路，按照流向分級安裝，逐級級聯，每一級指組成數字鐘的各功能電路。

注意事項：級聯時如果出現配合不同步，或尖峰脈沖干擾，引起邏輯混亂，可以增加邏輯門來延時，如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端加退耦濾波電容。

經過糾正設計方案中的不足之處后，聯出總體邏輯電路圖，如圖十所示

功能計數校分校時

圖十數字鐘的主題電路邏輯圖

2.4電路仿真測試

連接好電路后進行仿真2.4.1基本功能測試

兩個開關都接高電平，此時和分計數器正常計數。秒計數器計到59時，下一個脈沖到來時，分的各位加一。當分計數器計到59并且秒計數器計到59時，時計數器的個位加一。即當時鐘運行到23時59分59秒時，秒的個位計數器再輸入一個秒脈沖時，數字時鐘自動顯示為00時00分00秒，如圖所示

圖十一基本功能仿真測試

2.4.2校正功能測試

左開關接高電平，右開關接低電平時，可以對分計數器進行校正。右開關接高電平，左開關接低電平時，可以對分計數器進行校正。如圖所示

圖十二基本功能

仿真測試

圖十三基本功能仿真測試

三總結

3.1結論

在進行電路的設計中，遇到了很多的問題，設計振蕩電路時，由于電源和地的選擇不正確，導致數碼管無法顯示，設計顯示電路時，沒有注意數碼管是共陰還是共陽，導致連接錯誤。設計校正電路時，剛開始的門電路選用2V的CMOS系列，導致校正電路無法發(fā)揮作用。后改用74LS系列，電路才發(fā)揮作用，

通過自己親身設計，熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然

這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題。3.2優(yōu)點與不足3.2.1優(yōu)點

可以實現數字電子中的基本計時功能，并且增加了校正電路，在小時校正時不影響分和秒的正常計數，在分校正時不影響秒和小時的正常計數。3.2.2不足

基本脈沖的產生采用的時三五定時器電路，產生的秒脈沖不夠精確。3.3心得與體會

我們學習了數字電子電路和模擬電子電路，對電子技術有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數字電子鐘的課程設計，我才把學到的東西與實踐相結合。從中對我學的知識有了更進一步的理解。

在此次的數字鐘設計過程中，更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題。設計本身并不是有很重要的意義，而是對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。設計的過程，設計的思想和設計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現，各個芯片實現同一個功能的區(qū)別。

在這次設計過程中，我也對multisim、word、畫圖等軟件有了更進一步的了解，這使我在以后的學習中中更加得心應手。實驗中，借助仿真軟件，不僅可以把課堂中所學到的知識，直接加以運用，而且還可以把各個分離的知識點組合為一個整體。使自己在專業(yè)知識和動手能力上有了和大的提高

四參考文獻

[1]鄭步生，吳渭．Mumsinl8電路設計及仿真入門與應用[M]．北京：電子工業(yè)出版社．[2]羅桂娥．數字電子技術實用教程[M]．湖南：中南大學出版社版社．[3]閻石．數字電子技術基礎[M]．北京：清華大學出版社．

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