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数字电子技术的应用论文

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数字电子技术的应用论文

节能声光控灯就是一个非常经典的数字电路应用案例,其中只用了一片CD4011四与非门芯片,就实现了话筒信号放大、光敏电阻信号电平检测、单稳定时、触发可控硅所有功能模块。尤其值得一提的是用一个与非门做话筒信号的放大器,是个数字电路的模拟应用的典型。整个产品造价极低。

数字电子技术课程设计 心得体会 交通灯信号控制电路设计心得体会:1、通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图,和芯片上的选择。这个方案总共使用了74LS248,CD4510各两个,74LS04,74LS08,74LS20,74LS74,NE555定时器各一个。2、在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。4、在制作PCB时,发现细心耐心,恒心一定要有才能做好事情,首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单,兼顾到方方面面去考虑是很需要的,否则只是一纸空话。5、在画好原理图后的做PCB版时,由于项目组成员对单面板的不熟悉,导致布线后元件出现在另一边,增加了布线难度,也产生很多不曾注意的问题,今后要牢记这个教训,使以后布线更加顺利。6、经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会,但我们可以,而且设计也是一个团队的任务,一起的工作可以让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作,我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说,确实很累,但当我们看到自己所做的成果时,心中也不免产生兴奋; 正所谓“三百六十行,行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切,这有什么不好?我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我们认为无论干什么,只要人生活的有意义就可。社会需要我们,我们也可以为社会而工作。既然如此,那还有什么必要失落呢?于是我们决定沿着自己的路,执着的走下去。同时我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的。对我们而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。同时,在老师的身上我们学也到很多实用的知识,在次我们表示感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!7、此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,和与人合作共同提高,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛的起并高质量的完成项目。8、在此,感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助!PROTEL99SE 软件工具应用技巧Protel 99SE 提供了一系列的电路设计工具、优秀的文件管理系统,使用户真正享受到方便快捷而又形象的设计自动化,使设计人员从烦琐的电路设计中解脱出来,只需拥有一台电脑,即可完成从电路原理图的设计到最终的印制电路板设计的全部过程。它包含有各功能模块和标准的元件库。主要功能模块:Protel 99SE 具有出色的用户管理技术,强大的自动化设计功能,灵活的编辑功能,简单方便的操作环境和完善的元件库管理能力。Protel 99SE主要由两大部分组成,每一部分有三个功能模块 电路设计部分 原理图设计模块,包括用于设计原理图的原理图编辑器,用于管理元器件的零件编辑器和各种相关报表生成器。 印制电路板设计模块,包括用于设计电路板的电路板编辑器,用于零件封装管理的零件封装编辑器,电路板组件管理器和各种相关报表生成器。 无网格布线模块。 电路仿真与PLD 设计部分 可编程逻辑器件设计模块,包括具有语法意识的文本编辑器,用于编译和仿真结果的PLD和用于观 仿真结果的W 电路仿真模块,包括一个功能强大的数字/模拟混合信号电路仿真器及用于仿真结果显示、测量的波形显示器。 高级信号完整性分析模块,主要包括一个高级信号完整性分析仿真器,能分析PCB 设计和检查设计参数等。

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我是电子专业的毕业论文(设计)昨天才写好,key words:单片机 传感器 嵌入式 GSM Internet 客户端 服务器近三万字 要的QQ

应用的可多了,比方说电视,DVCD,音箱,MP3 4,======最典型的就是计算机了。要是说细节方面的就是正电和负电接通后灯才能亮,而且有的灯还需要经过处理的电才能导通,比方说给电一定的阻力=====,或者说经过二极管整流,或经过变压器降压或升压。简单点说就是任何用到电的地方都需要电子技术。

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数控技术发展趋势——智能化数控系统 1 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。 2 数控技术发展趋势 1 性能发展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。 (4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。 不是本人写,愿能帮助你。

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密集光波分复用系统的波长测量技术摘要:本文阐述密集光波分复用系统的概况、系统的测试要求,可调谐光滤器的结构,以及便携式光谱分析仪的应用方式与相关测量仪表的展望。   信息时代信息爆炸导致通信带宽需求或通信网络容量爆增。如近期北美骨干网的业务量约6-9个月翻一番,达到了所谓的“光速经济”的时期,它比微电子芯片性能发展的摩尔法则(约18个月翻一番)快2-3倍,而且迄今这种发展势头不减。面对这种发展趋势,各个通信发达国家都在积极研究设计新的宽带网络,如可持续发展网络CUN、下一代网络NGN、新公众网NPN、一体化网UN等,但其基础传输媒质的物理层都是密集光波分复用(DWDM)的光传送网OTN。不如此就不可能提供巨大的通信带宽,高度可靠的传输性能,足够的业务承载容量以及低廉的使用费用,确保网络的可持续发展,支持当前和未来的任何业务信号的传送要求。   1 密集光波分复用(DWDM)系统   DWDM系统主要由光合波器、光分波器和掺铒光纤放大器(EDFA)组成。其中EDFA的作用是由比信号波长低的高能量光泵源将能量辐射进一段掺铒光纤中,当载有净负荷的光波通过此段光纤一起传播时,完成光能量的转移,使在1530-1565m波长范围内各个光波承载的净负荷信号全都得到放大,弥补了光纤线路的能量损失。这样,当用EDFA代替传统的光通信链路中的中继段设备时,就能以最少的费用直接通过增加波长数增大传输容量,使整个光通信系统的结构和设计都大大简化,并便于施工维护。   EDFA在DWDM系统中实际应用时又分为功放或后置放大器(BA),预放或前置放大器(PA)和线路放大器(LA)3种,但有的公司为了简化,尽量减少设备品种,统一为OA,以便于维护。   目前商用的DWDM系统的每个波长的数据速率是5Gbps,或10Gbps,波长数为4、8、16、32等;40、80甚至132个波长的DWDM系统也已有产品。常用的有两类配置。一类是在光合波器前与在光分波器后设置波长转换器(Wavelength Transponder)OTU。这一类配置是开放式的,采用这种可以使用现有的1310nm和1550nm波长区的任一厂家的光发送与光接收机模块;波长转换器将这些非标准的光波长信号变换到1550nm窗口中规定的标准光波长信号,以便在DWDM系统中传输。美国的Ciena公司、欧洲的pirelli公司采用这类配置,他们是生产光器件的公司,通常,所生产的光分波合波器有较好的光学性能参数。如Ciena公司采用的信道波长间隔为8nm,对应100GHz的带宽,在3-4nm波长范围内提供16个光波信道或光路。但他们没有SDH传输设备,因此,在系统配置、网络管理方面不能统一考虑。此类配置的优点是应用灵活、通用性强,缺点是增加波长转换器、成本较高。另一类配置是不用波长转换器,将波分复用、解复用部分和传输系统产品集成在一起,这一类配置是一体的或集成的,这样简化了系统结构、降低了成本,而且便于将SDH传输设备和DWDM设备在同一网管平台上进行管理操作。这类配置的生产厂家如Lucent、Siemens、Nortel等,他们是SDH传输系统设备供应商,有条件这样做。他们在做4×5G32bpsDWDM系统设计时就考虑与4×10Gbps速率的兼容,考虑增加至8个波长、16个波长、基至40个波长、80个波长,以及5Gbps和10Gbps的混合应用,确保系统在线不断扩容,平滑过渡,不影响通信网的业务。当然,他们也提供开放式配置,或发送是开放式,接收为一体式的DWDM系统设备。   由于初期商用的EDFA带宽平坦范围在1540-1560nm,故早期使用的DWDM系统的复用光波长多在1550nm附近。后来实际EDFA的增益谱宽为35nm,约2THz,其中增益起伏小于1dB的谱宽在1539-1565nm之间,若以6nm(对应200GHz)的波长间隔,则最少可实现8波长,乃至16波长的同步放大;若以8nm(对应100GHz)的波长间隔,则最少可实现16个波长,乃至32个波长的DWDM系统,再加上EDFA约40dB的高增益,大于100mW的高输出功率,以及4-5dB的低噪声值等优越性能,故极大地促进了DWDM系统的快速发展。   正如电放大器那样,光放大器在放大光信号的同时也要引入噪声。它由光子的自发幅射(Spontaneous Emission)产生。此种噪声和光信号在光放大器中一起放大,并逐级积累形成干扰信号,即熟知的放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,简写为ASE)干扰信号。这种ASE干扰信号经多经光放积累的功率会大到1-2mW,其频谱分布与波长增益谱对应。   这就是为什么经过若干个OLA放大后必须经过光电变换,分别取出各波长光路的电信号进行定时、整形与再生(3R),完成光数字信号处理的主要原因,它决定了电中继段或复用段的最大距离或最大光中继段数。当然,其他因素例如允许的总的色散值也决定此电中继段的最大距离,这要由系统设计作光功率预算时,哪个因素要求最严格来确定。   2 DWDM系统的测试要求   以SDH终端设备为基础的多波长密集光波分复用系统和单波长SDH系统的测试要求差别很大。首先,单波长光通信系统的精确波长测试是不重要的,只需用普通的光功率计测量了光功率值就可判断光系统是否正常了。设置光功率计到一个特定的波长值,例如是1310nm还是1550nm,仅用作不同波长区光系统光源发光功率测试的较准与修正,因为对宽光谱的功率计而言,光源波长差几十nm时测出的光功率值的差别也不大。可是,对DWDM系统就完全不同了,系统有很多波长,很多光路,要分别测出系统中每个光路的波长值与光功率大小,才能共发判断出是哪个波长,哪个光路系统出了问题。由于各个光路的波长间隔通常是6nm(200GHz)、8nm(GHz),甚至4nm(50GHz),故必须有波长选择性的光功率计,即波长计或光谱分析仪才能测出系统的各个光路的波长值和光功率的大小,因此,用一般的光功率计测出系统的总光功率值是不解决问题。其次,为了平滑地增加波长、扩大DWDM系统容量,或为了灵活地调度、调整电路和网络的容量,需要减少某个DWDM系统的波长数,即要求DWDM系统在增加或减少波长数时,总的输出光功率基本稳定。这样,当有某个光路、某个净负荷载体,即光波长或光载频失效时,又用普通光功率计测量总光功率值是无法发现问题的,因为一两个光载频功率大大降低或失效,对总的光功率值影响很小。此时,必须对各个光载频的功率进行选择性测量,不仅测出光功率电平值,而且还准确地测出具体的波长数值后,才能确切知道是哪个波长哪条光路出了问题。这不仅在判断光路故障时非常必要,而且在系统安装、调测和日常维护时也很重要。   此外,为了测量光放大器增益光谱特性,尤其是增益平坦度,需找出各波长或各光路的功率电平差值时,也必须测量出各光路的波长值和光功率值。

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这种问题,哎。说真的。在书上多看看例子就差不多了的。这样解释,好难解释。反正就是一种方式,将原来的逻辑函数全部补全,例如上面的题目,每一项都有A\B\C\D。然后就可以通过卡诺图很直观的表现出来,画最大的圈。一定要最大的圈,然后才会出现最简式。最简式,在电路图中直接体现就是电子线路会最为简单。还有你说的ABC乘上DEF 我不是很懂。大四学渣表示很不明白。

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设计题目:数字钟的设计与仿真二.设计要求: (1)设计一个有“时”、“分”、“秒”(12小时59分59秒)显示,且有校时功能的电子钟; (2)显示采用六只LED数码管分别显示时分秒; (3)时间的小时、分可手动调整; (4)采用+5V电源供电。三.题目分析: 根据题目,我们可以分析出:数字电子钟是由多块数字集成电路构成的,其中有振荡器,分频器,校时电路,计数器,译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器,不同进制的计数器产生计数,译码器和显示器进行显示,通过校时电路实现对时,分的校准。1)振荡器又包括由集成电路555与RC组成的多谐振荡器,用石英晶体构成的振荡器和由逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。三种方案如下图所示:方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。 555与RC组成的多谐振荡器图方案二:振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。 石英晶体振荡器图方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。 门电路组成的多谐振荡器图集成电路555与RC组成的多谐振荡器电路:如果精度要求不高,则可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如上图所示。设振荡频率f=1KHz,R为可调电阻,微调R1可以调出1KHz输出。石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出R的阻值,对于TTL门电路通常在7~2KΩ之间;对于CMOS门则常在10~100MΩ之间。由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关,而且还取决于门电路的阈值电压VTH,由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响,因此频率稳定性较差,只能用于对频率稳定性要求不高的场合。综上所述,因为本电路对精度没有较高的要求,因此,我们选用由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。2)校时器的方案有如下两种:方案一:通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图1所示为所设计的校时电路。图 1方案一校正电路图方案二:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成,基本RS触发器的功能是产生单脉冲,主要作用是起防抖动作用。未拨动开关K时,“与非”门G2的一个输入端接地,基本RS触发器处于“1”状态,这是数字钟正常工作,“分”进位脉冲能进入“分”计数器。拨动开关K时,“与非”门G1的一个输入端接地,于是基本RS触发器转为“0”状态。秒状态可以直接进入“分”计数器,而“分”进位脉冲被阻止进入,因而能较快地校准分计数器的计数值。校准后,将校正开关恢复原位,数字钟继续进行正常计时工作。 图 2 方案二校正电路通过比较可知,方案一和方案二相比,防抖动措施更好,更完备,但电路也更为复杂,成本也更高,通过比较选择方案一,既能实现防抖动功能,做出事物也更经济一些。四.总体方案: 本电路是以555定时器组成多谐振荡器作为频率发生器,多谐振荡器产生1000HZ的振荡波,经过分频器分频,分解成1HZ的脉冲波,随后经过秒计数器,秒计时器是60进制计数器,当计数器计数到60时产生进位脉冲,到分计数器。分计数器也是60进制计数器,当分计数器计数到60时,再次产生更高一级的进位脉冲,脉冲送到时计数器,实现了分向时的进位。当需要进行校时时,打开对应的开关,进行对应位置上的校时,此时计数进位脉冲无效。而计数器的工作是通过外接时钟脉冲CP的作用下,秒的个位加法计数器开始记数,通过译码器和数码显示管显示数字即计数器。当经过10个脉冲信号后,秒个位计数器完成一次循环,秒十位计数器的CP与秒个位计数器的CP同步,秒个位计数器的Qcc使得秒十位的P和T端同时为1,从而秒十位开始计数,秒十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,秒十位数字加1。当经过60个脉冲信号,秒部分完成一个周期,分钟个位计数器的CP通过秒十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,分钟个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,分钟的个位数字加1。分部分的工作方式与秒部分完全相同。当经过3600个脉冲信号,分钟部分完成一个周期,小时个位计数器的CP通过分十位计数器的Q2Q1与非得到脉冲,小时个位计数器工作一次,通过译码器和数码显示管,小时的个位数字加1。当小时个位部分完成一个周期,小时十位计数器的CP与小时个位计数器的CP同步, 小时个位计数器的Qcc使得小时十位的P和T端同时为1,从而小时十位开始计数,小时十位计数器工作1次,通过译码器和数码显示管,小时的十位数字加1。当小时十位部分计数到2同时小时的个位部分计数到4,小时个位计数器的清零端和十位计数器的清零端通过小时个位计数器的Q2和小时十位计数器的Q1与非得到信号,小时部分清零,从而完成了1次24小时计时。五.具体实现:(1) 数字时钟基本原理的逻辑框图如下图3所示: 由图3我们可以看出,振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果经过“时”、“分”、“秒”,译码器,显示器显示时间。其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器,由不同进制的计数器,译码器和显示电路组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数,把累计的结果以“时”,“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器,译码器,显示器构成;“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器,译码器,显示器构成;校时电路实现对时,分的校准。(2)数字钟的原理图如附一图所示,其功能原理均与系统方框图的一致。六.各部分定性说明以及定量计算:振荡器秒发生电路---振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说,振荡器的频率越高,计时精度就越高,但耗电量将越大。所以,在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。在此设计中,我采用的是精度不高的,由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。其具体电路如下图4所示: 图4 振荡器电路图555定时器是一个模拟与数字混合型的集成电路。555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。它们的结构及工作原理基本相同。通常,双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5~16V,最大负载电流可达200mA;CMOS定时器电源电压范围为3~18V,最大负载电流在4mA以下。555的引脚图如下图5所示: 图5555的内部电路和功能如下图6所示:图6上面图6 是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。它的各个引脚功能如下:1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。3脚:输出端Vo2脚: 低触发端6脚:TH高触发端4脚: 是直接清零端。当 端接低电平,则时基电路不工作,此时不论 、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只01μF电容接地,以防引入干扰。7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为 的情况下,其功能如下表: 555定时器的功能表清零端 高触发端TH 低触发端 Qn+1 放电管T 功能0 0 导通 直接清零1 0 导通 置01 1 截止 置11 Qn 不变 保持 接通电源后,电容C1被充电,vC上升,当vC上升到大于2/3VCC时,触发器被复位,放电管T导通,此时v0为低电平,电容C1通过R2和T放电,使vC下降。当vC下降到小于1/3VCC时,触发器被置位,v0翻转为高电平。电容器C1放电结束,所需的时间为 : 当C1放电结束时,T截止,VCC将通过R1、R2向电容器C1充电,vC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时为:当vC上升到2/3VCC时,触发器又被复位发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波,其频率为 : 本设计中,由电路图可知R1、R2和C的值,然后再根据f的公式可以算出:其输出的频率为f=1KH分频器分频器的功能主要有两个:一个是产生标准秒脉冲信号;二是提供功能扩展电路所需要的信号,如仿电台报时用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。本设计中,由于振荡器产生的信号频率太高,要得到标准的秒信号,就需要对所得的信号进行分频。这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。其电路图如下图7所示:图7 分频器电路图74LS90的引脚图及其功能图如下图所示: 74LS90引脚图74LS90 功能表 计数器本设计所采用的是十进制计数器74SL160,根据时分秒各个部分的的不同功能,设计成不同进制的计数器。秒的个位,需要10进制计数器,十位需6进制计数器(计数到59时清零并进位),秒部分设计与分钟的设计完全相同;时部分的设计为当时钟计数到24时,使计数器的小时部分清零,从而实现整体循环计时的功能。74LS160功能表和真值表如下表1和表2所示: 表1 输入 输出(CR) ̅ (LD) ̅ CTT CTP CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q30 × × × × × × × × 0 0 0 01 0 × × ↑ D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D31 1 1 1 ↑ × × × × 计数1 1 0 × × × × × × 触发器保持,CO=01 1 × 0 × × × × × 保持表274LS160的真值表CLK Q Q Q Q 0 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 110 0 0 0 074LS160的引脚介绍如下表3所示:表374LS160逻辑符号 各引脚顿的名称 D D D D 置数端 Q Q Q Q 输出端 EP ET 工作状态控制端 LD 预置数控制端 RD 异步置零(复位)端 CO 进位输出端 CLK 信号输入端计数部分:利用74LS160芯片和74LS00芯片组成的计数器,它们采用异步连接,利用外接标准1Hz脉冲信号进行计数。显示部分: 将六片74LS160的Q0Q1Q2Q3脚分别接到实验箱上的数码显示管上,根据脉冲的个数显示时间。秒信号经过计数器之后分别得到显示电路,以便实现用数字显示时、分、秒的要求,计时电路共分三部分:计秒、计分和计时。其中,计秒和计分都是60进制,而计时为24进制,可以采用十进制计数器74LS160实现24进制、60进制计数器。(1)六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到60秒时产生一个进位信号,所以,选用2片74LS160和一片74LS00组成六十进制计数器,采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。 秒部分具体设计如图8所示: 图8 秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器,当计数到59时清零并重新开始计数。如图所示个位1脚接高电平,7脚、9脚及10脚接1,当7脚和10脚同时为1时计数器处于计数工作状态。个位11脚和秒的十位的2脚相接,十位的9脚、10脚、7脚分别和个位的1脚相接。个位计数器由Q3Q2Q1Q0(0000)2增加到(1001)2时产生进位,从而实现10进制计数和进位功能,秒的十位在计数至0110时由与非门反馈清零实现6进制。分钟部分设计与秒完全相同。(2)二十四进制计数器:选用2片74LS160和一片74LS00组成24进制计数器,采用反馈归零的方法来实现24进制计数。当十位为0010且个位为0100时使两芯片异步清零。小时部分具体设计如图9所示: 图译码器、显示器译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同,译码电路也不同。74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI,灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时,74LS48出去全1。本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。本实验采用实验箱中的74LS48译码器和共阴极显示器组成的显示系统。校时电路数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时,采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。对校时电路的要求是 :1)在小时校正时不影响分和秒的正常计数 。2)在分校正时不影响秒和小时的正常计数 。如图10所示,当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。需要注意的是,校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路,开关S1或S2为“0”或“1”时,可能会产生抖动,为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制。 校时电路图 图10校时开关的功能表如下: 校时开关的功能表S1 S2 功能1 1 计数0 1 校分1 0 校时整点报时电路 整点报时,只报时不报分。从59分50秒起,每隔2s发出一次信号,连续五次,最后一次结束时即达到正点。其原理图如下所示: 图11电路图如下图12所示:图12综合以上多个电路,将其连接起来,就组成了一个具有时、分、秒计时功能,能够手动校时、校分,并且整点报时的数字电子钟。七.实验仿真:在电子电路计算机仿真软件Multisim中进行调试和仿真数字电子钟,得到的仿真电路图如附二图所示。由仿真电路实验知道了当高频信号经过分频器后得到标准的秒脉冲信号,进入60进制的“秒”计时,“秒”的分位进入60进制的“分”计时,最后,由分的“时”进位进入24进制的“时”计时。再加上由门电路和开关构成的校时电路对电路的“时”,“分”进行校时,从而得到正确的时间的。八.元器件清单(1)74LS160( 6片) (2)74LS00(15片)(3)数码显示器(6片) (4)74LS90(3片)(5)74LS30(1片) (6)74LS04(1片)(7)74LS02(1片) (8)555计时器(1片)(9)可变电容(1个) (10)电容(2片)(11)蜂鸣器(1个) (12)电阻(2个)(13)数字电路实验箱 (14)+5V电源若干(15)导线,开关若干。九.设计心得体会在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解,锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。对自己以后的学习和工作有很大的帮助。刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手,脑子里比较浮躁和零乱。但通过一段时间的努力,通过重温数电,模电等电子技术的书籍,还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献,再加之在老师的指导和周围同学的帮助下,使我对自己的本设计有了熟练的掌握。在整个的设计过程中我充满了渴望和用心。记得在精工实习的时候,也是用满腔的热情来完成各项实习任务,并在每项实习项目中都达到了优秀的成绩。 所以,我相信自己的实际动手能力,并一向的加强自己在这方面的努力。在这次的电子技术设计中亦是如此,用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节,不断的在图书管查看相关资料和期刊文献,特别在网络上也收收获了很多新鲜的东西。这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。虽然,在本设计中所用的方案不是最好的,但我想其中的原理是最基本的;虽然其中可能出现误差,不过在杨老师的答疑课上,这些问题还是基本解决了。最后,我要衷心的感谢杨老师给了我一次实践的机会和平时在学习上的莫大帮助,让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足,通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道,这让我感到了要学习的东西还有很多很多。因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础,阔广知识面。碰到的问题越让人绝望,解决问题之后的喜悦程度就越高。作为工科类的学生,以后工作了难免要碰到许许多多的问题,不要绝望,坚持,直到看到胜利的曙光。十.参考文献李中发主编 电子技术 北京:中国水利水电出版社 毛期俭主编 数字电路与逻辑设计实验及应用 北京: 人民邮电出版社 吕思忠,施齐云主编 数字电路实验与课程设计 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社 阎石主编.数字电子技术基础(第四版) 北京:高等教育出版社 黄智伟主编 电子电路计算机仿真设计与分析 北京:电子工业出版社 程勇主编 Multisim10电路仿真实例讲解 北京: 人名出版社 彭介华主编 电子技术课程设计指导 北京:高等教育出版社 卢结成、高世忻等编 电子电路实验及应用课题设计 合肥:中国科学技术大学出版社 梁宗善主编 电子技术基础课程设计 武汉:华中理工大学出版社 欧阳星明主编 数字系统逻辑设计 北京:电子工业出版社 李中发主编 电子技术基础课程设计 武汉:华中理工大学出版社

不行

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