分別用整體預(yù)置數(shù)法和整體清零法,實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160構(gòu)成47進(jìn)制

《電子線路》課程設(shè)計(jì)報(bào)告一,、設(shè)計(jì)目的 本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍應(yīng)用,，諸如在體育比賽,，定時(shí)報(bào)警器、交通信號(hào)燈,、紅綠燈,還可以用來做為各種藥丸, 藥片,，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何其重要的,。

本設(shè)計(jì)主要能完成：顯示 30 秒計(jì)時(shí)功能,；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器 的直接清零,、啟動(dòng)功能,；在直接清零時(shí)，數(shù)碼管顯示器滅燈,；計(jì)時(shí)器為 30 秒遞加 計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為 1 秒,；計(jì)時(shí)器遞加計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈,。

二,、設(shè)計(jì)要求1、具有顯示 30 秒計(jì)時(shí)功能： （1） 系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān),，控制計(jì)時(shí)器的直接清零,、啟動(dòng)； （2） 在直接清零時(shí),，要求數(shù)碼管顯示器滅燈,；（3） 計(jì)時(shí)器為 30 秒遞加計(jì)時(shí)，其計(jì)時(shí)間隔為 1 秒,；（4） 計(jì)時(shí)器遞加計(jì)時(shí)到 30 時(shí),，數(shù)碼顯示器不能滅燈。

2,、設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo)： （1） 根據(jù)原理圖分析各單元電路的功能,； （2） 熟悉電路中所用到的各集成塊的管腳及其功能； （3） 進(jìn)行電路的裝接,、調(diào)試,，直到電路能達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求,；

（4） 寫出完整、詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告,。

三,、原理框圖（1）總體參考方案：30 秒計(jì)時(shí)器的總體參考方案框圖如圖 2-1 所示。

它包括秒脈沖發(fā)生器,、計(jì)數(shù)器,、 譯碼顯示電路、報(bào)警電路和輔助時(shí)序控制電路（簡(jiǎn)稱控制電路）等五個(gè)模塊組成,。

其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊,。

計(jì)數(shù)器完成 30 秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路 完成計(jì)數(shù)器的直接清零,、啟動(dòng)計(jì)數(shù),、譯碼顯示電路的顯示等功能。

圖 1 30 秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn),，但本設(shè)計(jì)對(duì)此信號(hào)要 求并不太高,，故電路可采用 555 集成電路或由 TTL 與非門組成的多諧振蕩器構(gòu)成。

譯碼顯示電路由 CD4026 和共陰極七段 LED 顯示器組成,。

（2）設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)任務(wù),，計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。

計(jì)數(shù)器完成 30s 計(jì)時(shí)功 能,，而控制電路具有直接控制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)計(jì)數(shù),、譯碼顯示電路的顯示。

為了滿足 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,，在設(shè)計(jì)控制電路時(shí),，應(yīng)正確處理各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系。

在操 作直接清零開關(guān)時(shí),，要求計(jì)數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器滅燈,。

當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí),，計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),，計(jì)數(shù)器不工作,。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 1 所示。

如果根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的參考器件,，還可在秒脈沖發(fā)生模塊上做些變化,，前者產(chǎn) 生的脈沖周期直接是 1 秒；如果讓其產(chǎn)生的秒脈沖頻率為 10Hz,，觸發(fā)脈沖輸出的方 波周期為 0.1 秒,，再將該脈沖信號(hào)送到由 74LS161 構(gòu)成的十分頻器,，由 74LS161 輸 出的脈沖周期為 1 秒，再將該信號(hào)送到計(jì)數(shù)器 74LS161,。

如此就可得到兩個(gè)方案,，

由于兩方案原理相同，故本設(shè)計(jì)只采用方案一所述,，即直接由 555 多諧振蕩器產(chǎn)生 脈沖周期為 1 秒的脈沖,。

其電路如圖 2 所示。

圖 2 30 秒計(jì)時(shí)器 （3）時(shí)鐘模塊為了給計(jì)數(shù)器 74LS161 提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號(hào),使其進(jìn)行加計(jì)數(shù),本設(shè)計(jì)采用 555 構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路),其基本電路如圖 4 所示. 其中555管腳圖如下圖 3 所示.由555工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知,其產(chǎn)生的 脈沖周期為: T=0.7(R1+2R2)C ,。

因此,我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過計(jì)算確定了 R1 取 15k 歐姆,R2 取 68k 歐 姆,電容取 C 為 10uF,、C1 為 0.1uF,.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖,且其輸出周期 為 1 秒.圖 3 555 管腳圖 圖 4 555 多諧振蕩電路圖 （4）實(shí)物模塊圖圖5圖6譯碼顯示模塊 CD4026是一款同時(shí)兼?zhèn)涫M(jìn)制計(jì)數(shù)和七段譯碼兩大功能的芯片，通常在CP脈沖的作用下為共陰極七段LED數(shù)碼管顯示提供輸入信號(hào),。

在一些無需預(yù)置 數(shù)的電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用,，節(jié)約了開發(fā)成本。

由于CD4026輸出端信

號(hào)具有規(guī)律可循,，經(jīng)合理反饋后獲得進(jìn)位脈沖信號(hào)和本位清零信號(hào),，即可實(shí) 現(xiàn)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)功能。

CD4026同時(shí)具有顯示譯碼功能,，可將計(jì)數(shù)器的十進(jìn)制計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 顯示的七位顯示碼,，省去了專門的顯示譯碼器。

CD4026的輸出abcdefg直接 與LED數(shù)碼管連接,。

? CD4026的CR為異步清零端,，CR=1時(shí)立即使計(jì)數(shù)器清零。

圖 8 CD4511 管腳圖 2.共陰極七段 LED 顯示器是較常用的顯示數(shù)碼管,，但在使用時(shí)要注意的是：1.看清楚自己用的數(shù)碼管是共陰極還是共陽極的,，最好在焊之前用萬電用表 測(cè)一下它的極性，其管腳圖如下圖 9 所示,，如果為共陰極的,，其管腳COM端接地； 如果為共陽極的,，起管腳COM段要接高電平,。

2.還要注意在數(shù)碼管電路上加上一保護(hù)電阻，起限電流的作用,。

圖 9 共陰極七段 LED 顯示器管腳圖 四,、安裝與測(cè)試 1、電路的安裝電路安裝要注意幾個(gè)原則： （1）先裝矮后裝高,、先裝小后裝大,、先裝耐焊的等； （2）布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)電路板的周邊,，以起一定的屏蔽作用,； （3） 最好分模塊安裝等等,。

（4）此外焊接時(shí)不能出現(xiàn)虛焊、假焊,、漏焊,，更不能出現(xiàn)過焊，因?yàn)橛行┢骷?，?/p>

能耐高溫,，比如焊接三極管時(shí)，電烙鐵絕對(duì)不能停留太久,。

圖 10 正焊接的電路板圖 11 電路板正面 圖 12 已焊好的電路板 圖 13 工作中的電路板 2,、 電路的調(diào)試 焊接完成后，不意味著我們的工作就完成了,。

因?yàn)檫@是我們還不知道焊接好后 的電路板能否正常工作,，因此接下來我們要做的最重要的事就是---調(diào)試我們所焊接 的電路板。

調(diào)試時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎,，電路安裝完畢后,，首先應(yīng)檢查電路各部分的接線是否正確， 檢查電源,、地線,、信號(hào)線、元器件的引腳之間有無短路,，器件有無接錯(cuò),。

再接入電 路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異?，F(xiàn)象,。

如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象,， 應(yīng)立即關(guān)斷電源,，待排除故障后方可重新通電。

3,、實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法（1）接通電源后,，發(fā)現(xiàn)電路板沒有任何現(xiàn)象。

解決方法：再次更加仔細(xì)的檢查電路,，看看是否有斷路或接觸不良,。

經(jīng)檢 查發(fā)現(xiàn),，是因?yàn)?CD4026 芯片接觸不良所致,。

（2）兩個(gè) LED 顯示器都亮，就是不能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能,。

解決方法： 查看 CP 信號(hào)是否已接入電路,。