
数字电路课程设计的心得体会
为什么没人啊
都在忙本科教育评估去了。
最核心的是时序逻辑电路的设计,要培养出良好的空间想象能力。
高性能的数字信号处理芯片,不用标准单片机和标准嵌入系统,那速度慢,要缴纳知识产权许可费用,发达国家都是专门有针对性设计的时序逻辑电路的独立设计。
例如上个世纪80年代的苹果牌个人计算机,就是用许多通用中小规模数字集成电路搭建的时序逻辑电路,国内以此仿照了中华学习机。
现在的CPU设计复杂,时序逻辑电路都集成在芯片里面,集成度高,要靠高等院校的教材和实验课程,实在没法设计出低端的CPU。
所以一般都是购买国外集成电路系统的构架,以此为基础设计,这就有知识产权的费用,到了流片的时候,人家要统计你的生产数量,要收费的。
这就是基础教育关系的国家安全的一个例子。
怎样写数字时钟设计的心得
题 目: 数字钟的设计心得学 年: 学 期: 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师及职称: 时 间: 一、设计目的1. 熟悉集成电路的引脚安排。
2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3. 了解面包板结构及其接线方法。
4. 了解数字钟的组成及工作原理。
5. 熟悉数字钟的设计与制作。
二、设计要求1.设计指标时间以24小时为一个周期;显示时、分、秒;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
2.设计要求画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出。
3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。
4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
三、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟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(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
图 3-1所示为数字钟的一般构成框图。
图3-1 数字钟的组成框图⑴晶体振荡器电路 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
⑵分频器电路 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也就是计数器。
⑶时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为12进制计数器。
⑷译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑸数码管 数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。
图3-2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。
输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。
电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。
由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。
晶体XTAL的频率选为32768HZ。
该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。
从有关手册中,可查得C1、C2均为30pF。
当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。
由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ。
较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。
非门电路可选74HC00。
图3-2 COMS晶体振荡器2)分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。
例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器。
常用的2进制计数器有74HC393等。
本实验中采用CD4060来构成分频电路。
CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。
CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。
图3-3 CD4046内部框图3)时间计数单元时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。
时计数单元一般为12进制计数器计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码。
一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能。
为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示。
该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效)。
图3-4 74HC390(1\\\/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。
CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。
秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。
将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图3-5所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。
图3-5 10进制——6进制计数器转换电路分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连。
时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换。
利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图3-6所示。
另外,图3-6所示电路中,尚余-2进制计数单元,正好可作为分频器2HZ输出信号转化为1HZ信号之用。
图3-6 12进制计数器电路4)译码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路。
5)校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
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3-7所示即为带有基本RS触发器的校时电路,图3-7 带有消抖动电路的校正电路6)整点报时电路一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒。
其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也可以是实时语音提示。
根据要求,电路应在整点前10秒钟内开始整点报时,即当时间在59分50秒到59分59秒期间时,报时电路报时控制信号。
报时电路选74HC30,选蜂鸣器为电声器件。
四、元器件1.实验中所需的器材5V电源。
面包板1块。
示波器。
万用表。
镊子1把。
剪刀1把。
网络线2米\\\/人。
共阴八段数码管6个。
CD4511集成块6块。
CD4060集成块1块。
74HC390集成块3块。
74HC51集成块1块。
74HC00集成块5块。
74HC30集成块1块。
10MΩ电阻5个。
500Ω电阻14个。
30p电容2个。
32.768k时钟晶体1个。
蜂鸣器。
2.芯片内部结构图及引脚图图4-1 7400 四2输入与非门 图4-2 CD4511BCD七段译码\\\/驱动器图4-3 CD4060BD 图4-4 74HC390D 图4-5 74HC51D 图4-6 74HC303.面包板内部结构图面包板右边一列上五组竖的相通,下五组竖的相通,面包板的左边上下分四组,每组中X、Y列(0-15相通,16-40相通,41-55相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,E和F之间不相通。
五、个功能块电路图1. 一个CD4511和一个LED数码管连接成一个CD4511驱动电路,数码管可从0---9显示,以次来检查数码管的好坏,见附图5-1。
图5-1 4511驱动电路2. 利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00连接成一个十进制计数器,电路在晶振的作用下数码管从0—9显示,见附图5-2。
图5-2 74390十进制计数器3. 利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00和一个晶振连接成一个六进制计数器,数码管从0—6显示,见附图5-3。
图5-3 74390六进制计数器4. 利用一个六进制电路和一个十进制连接成一个六十进制电路,电路可从0—59显示,见附图5-4。
图5-4 六十进制电路5. 利用两个六十进制的电路合成一个双六十进制电路,两个六十进制之间有进位,见附图5-5。
图5-5 双六十进制电路6. 利用CD4060、电阻及晶振连接成一个分频——晶振电路,见附图5-6。
图5-6 分频—晶振电路7. 利用74HC51D和74HC00及电阻连接成一个校时电路,见附图5-7。
图5-7 校时电路8. 利用74HC30和蜂鸣器连接成整点报时电路。
见附图5-8。
图5-8 整点报时电路9. 利用两个六十进制和一个十二进制连接成一个时、分、秒都会进位的电路总图,见附图5-9。
图5-9 时、分、秒的进位连接图六、总接线元件布局简图,见附图6-1七、芯片连接图见附图7-1八、总结1. 设计过程中遇到的问题及其解决方法。
1) 在检测面包板状况的过程中,出现本该相通的地方却未通的状况,后经检验发现是由于万用表笔尖未与面包板内部垂直接触所至。
2) 在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况,经检验发现主要是由于接触不良的问题,其中包括线的接触不良和芯片的接触不良,在实验过程中,数码管有几段二极管时隐时现,有时会消失。
用5V电源对数码管进行检测,一端接地,另一端接触每一段二极管,发现二极管能正常显示的,再用万用表欧姆档检测每一根线是否接触良好,在检测过程中发现有几根线有时能接通,有时不能接通,把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了。
其次是由于芯片接触不良的问题,用万用表欧姆档检测有几个引脚本该相通的地方却未通,而检测的导线状况良好,其解决方法为把CD4511的芯片拔出,根据面包板孔的的状况重新调整其引脚,使其正对于孔,再用力均匀地将芯片插入面包板中,此后发现能正常显示,本次实验中还发现一块坏的LED数码管和两块坏的CD4511,经更换后均能正常显示。
3) 在连接晶振的过程中,晶振无法起振。
在排除线与芯片的接触不良问题后重新对照电路图,发现是由于12脚未接地所至。
4) 在连接六进制的过程中,发现电路只能4、5的跳动,后经发现是由于接到与非门的引脚接错一根所至,经纠正后能正常显示。
5) 在连接校正电路的过程中,出现时和分都能正常校正时,但秒却受到影响,特别时一较分钟的时候秒乱跳,而不校时的时候,秒从40跳到59,然后又跳回40,分和秒之间无进位,电路在时、分、秒进位过程中能正常显示,故可排除芯片和连线的接触不良的问题。
经检查,校正电路的连线没有错误,后用万用表的直流电压档带电检测秒十位的QA、QB、QC和QD脚,发现QA脚时有电压时而无电压,再检测秒到分和分到时的进位端,发现是由于秒到分的进位未拔掉所至。
6) 在制作报时电路的过程中,发现蜂鸣器在57分59秒的时候就开始报时,后经检测电路发现是由于把74HC30芯片当16引脚的芯片来接,以至接线都错位,重新接线后能正常报时。
7) 连接分频电路时,把时个位的QD和时十位的1脚断开,然后时十位的1脚接到晶振的3脚,时十位的3脚接到秒个位的1脚,所连接的电路图无法正常工作,时十位从0-9的跳,时个位只能显示一个0,在这个电路中3脚的分频用到两次,故无法正常显示,因此要把12进制接到74HC390的一个逻辑电路空出来用于分频即可,因此把时十位的CD4511的12、6脚接地,7脚改为接74HC390的5脚,74HC390的3、4脚断开,然后4脚接9脚即可,其中空出的74HC390的3脚就可用于2Hz的分频,分频后变为1Hz,整个电路也到此为正常的数字钟计数。
2.设计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。
在连接六进制、十进制、六十进制的进位及十二进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。
在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的,例如仿真的连接示意图中,往往没有接高电平的16脚或14脚以及接低电平的7脚或8脚,因此在实际的电路连接中往往容易遗漏。
又例如74HC390芯片,其本身就是一个十进制计数器,在仿真电路中必须连接反馈线才能正常显示,而在实际电路中无需再连接,因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的。
在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的。
3.对该设计的建议此次的数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉。
总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。
怎样写数字时钟设计的心得
题 目: 数字钟的设计心得学 年: 学 期: 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师及职称: 时 间: 一、设计目的1. 熟悉集成电路的引脚安排。
2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3. 了解面包板结构及其接线方法。
4. 了解数字钟的组成及工作原理。
5. 熟悉数字钟的设计与制作。
二、设计要求1.设计指标时间以24小时为一个周期;显示时、分、秒;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
2.设计要求画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出。
3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。
4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
三、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟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(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
图 3-1所示为数字钟的一般构成框图。
图3-1 数字钟的组成框图⑴晶体振荡器电路 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
⑵分频器电路 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也就是计数器。
⑶时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为12进制计数器。
⑷译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑸数码管 数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。
图3-2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。
输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。
电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。
由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。
晶体XTAL的频率选为32768HZ。
该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。
从有关手册中,可查得C1、C2均为30pF。
当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。
由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ。
较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。
非门电路可选74HC00。
图3-2 COMS晶体振荡器2)分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。
例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器。
常用的2进制计数器有74HC393等。
本实验中采用CD4060来构成分频电路。
CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。
CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。
图3-3 CD4046内部框图3)时间计数单元时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。
时计数单元一般为12进制计数器计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码。
一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能。
为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示。
该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效)。
图3-4 74HC390(1\\\/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。
CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。
秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。
将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图3-5所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。
图3-5 10进制——6进制计数器转换电路分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连。
时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换。
利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图3-6所示。
另外,图3-6所示电路中,尚余-2进制计数单元,正好可作为分频器2HZ输出信号转化为1HZ信号之用。
图3-6 12进制计数器电路4)译码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路。
5)校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
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3-7所示即为带有基本RS触发器的校时电路,图3-7 带有消抖动电路的校正电路6)整点报时电路一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒。
其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也可以是实时语音提示。
根据要求,电路应在整点前10秒钟内开始整点报时,即当时间在59分50秒到59分59秒期间时,报时电路报时控制信号。
报时电路选74HC30,选蜂鸣器为电声器件。
四、元器件1.实验中所需的器材5V电源。
面包板1块。
示波器。
万用表。
镊子1把。
剪刀1把。
网络线2米\\\/人。
共阴八段数码管6个。
CD4511集成块6块。
CD4060集成块1块。
74HC390集成块3块。
74HC51集成块1块。
74HC00集成块5块。
74HC30集成块1块。
10MΩ电阻5个。
500Ω电阻14个。
30p电容2个。
32.768k时钟晶体1个。
蜂鸣器。
2.芯片内部结构图及引脚图图4-1 7400 四2输入与非门 图4-2 CD4511BCD七段译码\\\/驱动器图4-3 CD4060BD 图4-4 74HC390D 图4-5 74HC51D 图4-6 74HC303.面包板内部结构图面包板右边一列上五组竖的相通,下五组竖的相通,面包板的左边上下分四组,每组中X、Y列(0-15相通,16-40相通,41-55相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,E和F之间不相通。
五、个功能块电路图1. 一个CD4511和一个LED数码管连接成一个CD4511驱动电路,数码管可从0---9显示,以次来检查数码管的好坏,见附图5-1。
图5-1 4511驱动电路2. 利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00连接成一个十进制计数器,电路在晶振的作用下数码管从0—9显示,见附图5-2。
图5-2 74390十进制计数器3. 利用一个LED数码管,一块CD4511,一块74HC390,一块74HC00和一个晶振连接成一个六进制计数器,数码管从0—6显示,见附图5-3。
图5-3 74390六进制计数器4. 利用一个六进制电路和一个十进制连接成一个六十进制电路,电路可从0—59显示,见附图5-4。
图5-4 六十进制电路5. 利用两个六十进制的电路合成一个双六十进制电路,两个六十进制之间有进位,见附图5-5。
图5-5 双六十进制电路6. 利用CD4060、电阻及晶振连接成一个分频——晶振电路,见附图5-6。
图5-6 分频—晶振电路7. 利用74HC51D和74HC00及电阻连接成一个校时电路,见附图5-7。
图5-7 校时电路8. 利用74HC30和蜂鸣器连接成整点报时电路。
见附图5-8。
图5-8 整点报时电路9. 利用两个六十进制和一个十二进制连接成一个时、分、秒都会进位的电路总图,见附图5-9。
图5-9 时、分、秒的进位连接图六、总接线元件布局简图,见附图6-1七、芯片连接图见附图7-1八、总结1. 设计过程中遇到的问题及其解决方法。
1) 在检测面包板状况的过程中,出现本该相通的地方却未通的状况,后经检验发现是由于万用表笔尖未与面包板内部垂直接触所至。
2) 在检测CD4511驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况,经检验发现主要是由于接触不良的问题,其中包括线的接触不良和芯片的接触不良,在实验过程中,数码管有几段二极管时隐时现,有时会消失。
用5V电源对数码管进行检测,一端接地,另一端接触每一段二极管,发现二极管能正常显示的,再用万用表欧姆档检测每一根线是否接触良好,在检测过程中发现有几根线有时能接通,有时不能接通,把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了。
其次是由于芯片接触不良的问题,用万用表欧姆档检测有几个引脚本该相通的地方却未通,而检测的导线状况良好,其解决方法为把CD4511的芯片拔出,根据面包板孔的的状况重新调整其引脚,使其正对于孔,再用力均匀地将芯片插入面包板中,此后发现能正常显示,本次实验中还发现一块坏的LED数码管和两块坏的CD4511,经更换后均能正常显示。
3) 在连接晶振的过程中,晶振无法起振。
在排除线与芯片的接触不良问题后重新对照电路图,发现是由于12脚未接地所至。
4) 在连接六进制的过程中,发现电路只能4、5的跳动,后经发现是由于接到与非门的引脚接错一根所至,经纠正后能正常显示。
5) 在连接校正电路的过程中,出现时和分都能正常校正时,但秒却受到影响,特别时一较分钟的时候秒乱跳,而不校时的时候,秒从40跳到59,然后又跳回40,分和秒之间无进位,电路在时、分、秒进位过程中能正常显示,故可排除芯片和连线的接触不良的问题。
经检查,校正电路的连线没有错误,后用万用表的直流电压档带电检测秒十位的QA、QB、QC和QD脚,发现QA脚时有电压时而无电压,再检测秒到分和分到时的进位端,发现是由于秒到分的进位未拔掉所至。
6) 在制作报时电路的过程中,发现蜂鸣器在57分59秒的时候就开始报时,后经检测电路发现是由于把74HC30芯片当16引脚的芯片来接,以至接线都错位,重新接线后能正常报时。
7) 连接分频电路时,把时个位的QD和时十位的1脚断开,然后时十位的1脚接到晶振的3脚,时十位的3脚接到秒个位的1脚,所连接的电路图无法正常工作,时十位从0-9的跳,时个位只能显示一个0,在这个电路中3脚的分频用到两次,故无法正常显示,因此要把12进制接到74HC390的一个逻辑电路空出来用于分频即可,因此把时十位的CD4511的12、6脚接地,7脚改为接74HC390的5脚,74HC390的3、4脚断开,然后4脚接9脚即可,其中空出的74HC390的3脚就可用于2Hz的分频,分频后变为1Hz,整个电路也到此为正常的数字钟计数。
2.设计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。
在连接六进制、十进制、六十进制的进位及十二进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。
在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的,例如仿真的连接示意图中,往往没有接高电平的16脚或14脚以及接低电平的7脚或8脚,因此在实际的电路连接中往往容易遗漏。
又例如74HC390芯片,其本身就是一个十进制计数器,在仿真电路中必须连接反馈线才能正常显示,而在实际电路中无需再连接,因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的。
在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的。
3.对该设计的建议此次的数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉。
总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。
谁能帮我写一篇学习字体设计的心得,500字左右,要原创的啊
在开始设计锐线体的时候,我认为设计字体是感性的,像以前画油画那样。
以前那套锐线体我发现了很多的问题,有的字倒了,有的字发胀了。
后来我发现,字体设计应该是非常理性的,我开始思考并总结一些规律,在我感性的思考中拼凑一些规则。
甚至我相信在未来,我们可以从一些比较完美的书法字,或宋体、黑体当中,知道一些诗意般的中文词汇中其实是一些完美的函数,有规律的数字。
我也知道要走到这一步还很遥远,毕竟它是一个庞大复杂的数据库。
但是在我设计锐线体当中。
这个庞大的数据库,给我简化,四舍五入的设计出来。
我把汉字当成一个不规则复杂的几何图型,尽管我不能再每一个字上面套一个公式。
我也觉得要尽可能多的不矛盾的、不乱来的、有序可循的等东西放进去。
下面我总结了一些规则,我不能说出一共有多少规则,也不能这些东西的准确性有多高,本人数学也不是很好,很希望一些懂数学的人提出与解决问题。
我希望在我的工作中发现更多的,更深入的经验跟大家分享。
至于国内一些有能力的字体设计师,我希望他们能多出来交流。
的确关于字体设计这门学科、这门工艺由于大家都用电脑字库不去自己设计字体。
比起以前没字库的时代,我们的确倒退了。
很多设计师失去了这一能力。
造成很多个人设计出来的字体质量不高,有些有明显的“马虎电脑加工”我希望大家多设计字体。
不过值得高兴的是近年来看到一些机构、团体开始对这行业的重视,投放资源。
有时候我们设计字体的时候,有些字体明明长度跟宽度都一样,但是还是觉得有些字大小不一样。
下面是针对中的中磅数的字体来说。
也就是说,在字面中,总体白跟黑面积都差不多。
我们很容易发现,做幼细的字跟粗的字比设计中粗度的字容易。
但偏偏中粗度的字使用率最高,也最难做的。
我发现蒙纳的一套中的黑体字是用细的加粗设计出来的,一些造成一些负型与偏旁粘在一起很难看。
这种做法是不对的,大家也不要学,中粗度理论上可以缩小用作细的字库,但细的不能加粗当中的,这是我做字库的一些经验与挫折。
谁能帮忙写一份关于《数字媒体设计与制作专业》的社会实践总结报告及一份相关作品
益智课堂与思考力研讨会学习心得体会荣幸地了这次研讨会然培训时间不长,但收获颇大,感想也颇多。
对小学的数学有了新的认识,有了新的出发点,对我以后的教育工作有了很大的启发。
我是一名四年级的数学老师,在忙于传授知识的时候,可能就忽视了孩子们能力的培养。
有了这次的学习,让我停下了脚步,思考我也应该让我的孩子们,也在游戏间学习,获得能力的提高。
小游戏大智慧这个活动,真的值得我们学习。
下面,我就此次学习培训的经历,简要地谈谈我的几点感受。
一、学习培训的经历回顾这次观摩了六节数学课,也聆听了这五位教师的设计思路,以及他们团队对课的解说,同时专家对他们的课进行了点评。
我的回顾:第一节课《七巧板的奥秘》,授课教师王庆伟。
从七巧板的历史引入,古代根据人的多少,对桌子进行拼摆,学生使用的桌子正是七巧板的拼摆,巧妙的从过去转化到现在,同时也告诉我们七巧板对我们的未来也会有影响。
每一个环节王老师都巧妙的选用了一个成语,每个成语都告诉我们了,这一环节要干什么。
从形影不离到如影随形再到形由心生,从简到难、从部分到整体、从布置任务到创造想象,在这个过程中孩子们边动手操作边叙述过程,培养了孩子的观察力、动手操作能力、语音表达能力、思考力。
有一处情景我记忆的特别深,在形影不离这个环节中第四位孩子和其他孩子的拼摆方式,当着个男孩拿出不同板的时候,我在想这个孩子拼错了,可是当他完成这个小猫的图案时,我
求一篇安装数字万用表的心得体会
哈哈
同情中,这个东东还有心得
建议你从万用表的发展史的说起,然后扯电之类东东,应该就没有太大的问题了。
数字钟设计
数字电子时钟课程设计 题目: 数字电子时钟课程设计 目 录 一、设计任务及设计要求…………………………………………(3) 二、设计方案论证 ………………………….. …………. (3) 1.总体方案及框图 2.各部分论证 三、单元电路设计…………………………………………………(4) 1.振荡器 ………………………………………………………(4) 2. 秒、分、时计数器…………………………………………(5) 3. 显示译码\\\/驱动器和LED七段数码显示管……………….(6) 4. 分频器……………………………………………………(7) 5. 报时电路…………………………………………………(9) 四、总体电路设计及原理………………………………………(13) 五、元器件明细表………………………………………………(10) 六、心得体会……………………………………………………(11) 七、参考文献……………………………………………………(11) 一、设计任务及设计要求 1.设计任务 数字电子钟的逻辑电路 2.设计要求 (1)由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。
(2)设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示切且具有校时、校分、校秒的功。
(3)整点报时功能。
要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次,共五次,每次持续时间为一秒,前五次为500赫兹的声音,最后依次为1000赫兹的声音。
(4)用中小规模集成电路组成电子钟,并在实验箱上进行组装和调试。
(5)划出框图和逻辑电路图,写出设计,实验总结报告。
二、设计方案论证 数字钟原理框图如图1所示,电路一般包括以下几个部分:振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。
图一 对于各个部分而言 数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲,所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时,因此必须设置24小时计数器,他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成,秒、分、时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
能进行整点报时。
在从59分50秒开始,每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号,连续五次,最后一次要求最高音“嘀”的信号,此信号结束即达到正点。
三、单元电路设计 1. 各独立功能部件的设计 (1) 、振荡器 振荡器是计时器的核心,其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和 稳定度决定了数字钟的质量。
第一种方 案采用石英晶体振荡器,如图二。
使用 振荡频率为32768HZ的石英晶体和反 向器构成一个稳定性极好、精度较高 的时间信号源。
改变电容C可以 图 二 石英晶体振荡器 振荡器的频率进行微调,再通过一个反相器,输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后,在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。
第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。
输出的脉冲频率为fS=1\\\/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ,周期T=1\\\/fS=1ms。
若参数选择:R1=R2=10K欧姆,C1=47uF时,可以得到秒脉冲信号。
图三 方波信号发生器 附555定时器的功能表 输 出 输 出 阀值输入(v11) 触发输入(v12) 复位(RD) 输出(VO) 发电管T × × 0 0 导通 <2\\\/3VCC <1\\\/3VCC 1 1 截止 >2\\\/3VCC >1\\\/3VCC 1 0 导通 <2\\\/3VCC >1\\\/3VCC 1 不变 不变 (2) 秒、分、时计数器 U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。
U1、U2共同构成秒计数器,它由两个74LS161构成六--十进制的计数器,如图四。
U1作为秒个位十进制计数器,它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平,秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端,输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码\\\/驱动器。
U2作为秒十位六进制计数器,它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制,其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。
当U2计数器计到0011,即清零信号到复位输入端时,Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码\\\/驱动器。
U3 、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器,如图四。
U3、U4与U1、U2的连接方法相似。
当计数器输出为01011001状态,U3(U1)、U4(U2)的LD端同时为“0”,使计数器立即返回到00000000状态。
这样就构成了六十进制计数器。
图四 六十进制计数器 U5、U6共同构成时计数器,它由两个74LS161构成六十进制的计数器 如图五。
U5作为时十位计数器,它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平,时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端,输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。
Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码\\\/驱动器。
当计数器输出为00100100状态,U5、U6的LD端同时为“0”,使计数器立即返回到00000000状态。
这样就构成了二十四进制计数器。
U12图五 二十四进制计数器 (3) 显示译码\\\/驱动器和LED七段数码显示管 六个74LS248集成电路构成数字钟的七段数码显示管显示译码\\\/驱动器。
74LS248七段显示译码器输出高电平有效,将8421BCD码译成七段(a、b、c、d、e、f、g)输出,用以直接驱动LED七段数码显示对应的十进制数。
74LS248的显示功能: 显示功能见功能表的上半部分。
[DCBA]是二进制码输入,要正确的执行显示功能,有关的功能端必须接合适的逻辑电平,这些功能端的作用随后介绍。
对于0~9输入,[DCBA]相当BCD8421码。
当超过9以后,译码器仍然有字型输出,具体见图六。
当[DCBA]=1111时,数码管熄灭。
实验时要在笔划段电极串联电阻,以保护LED数码管。
表1 中规模显示译码器74LS248的功能表 图六 74LS248显示字型与输入的对应关系 如图七,六个LED七段数码显示管利用不同发光段组合的方式显示不同数码,都采用+5V电源作为每段发光二极管的驱动电源。
需要发光的段为高电平,不发光的段为低电平。
设计中采用共阴极数码管,每段发光二极管的正向降压,随显示光的颜色有所不同,通常约2V~3V,点亮电流在5~10mA。
六个LED七段数码显示管分别显示秒个位、十位;分个位、十位;时个位、十位的计数十进制数 图七 显示译码\\\/驱动器和数码显示管 (4)分频器 分频器电路是由三个74LS90构成,如图八。
74LS90是异步十进制计数器,它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。
将QA与CP2相连,计数脉冲由CP1端输入,输出由QA~QD引出,即得到十进制计数器。
只有在复位输入R0(1)= R0(2)=0和置位输入S9(1)= S9(2)=0时,才能够在计数脉冲(下降沿)作用下实现二—五—十进制加计算。
因为要对输入的脉冲进行三次10分频,三片74LS90的复位输入R0(1)、 R0(2)和置位输入S9(1) 、S9(2)都接低电平。
振荡器输出的方波脉冲计数器作为U1的CP1端的输入时钟脉冲,U1的QD端的输出脉冲作为U2的CPA端的输入时钟脉冲,U2的QD端的输出脉冲作为U3的CP1端的输入时钟脉冲,U3的QD端的输出脉冲fO=fS\\\/103¬¬¬¬¬¬¬=1HZ,即为秒信号方波脉冲,成为秒、分、时计数器的计数脉冲和时间校准信号。
将JK触发器的J、K端都接在高电平,Qn+1=JQn+KQn=Qn,每输入一个时钟脉冲后,触发器翻转一次,触发器处于计数状态。
经过触发器的二分频,Q端输出为500HZ的脉冲作为低音脉冲。
经过U1、U2计数器的二次十分频,输出的脉冲频率为10HZ,作为秒校时脉冲。
图八 分频器 附74LS90二—五—十进制计数器功能图 复位输入 置位输入 输出 R0(1) R0(2) S9(1) S9(2) QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 计数 L × × L 计数 × L L × 计数 × L × L 计数 JK触发器的功能表 J K Qn Qn+1 说明 0 0 0 0 输出状态不变 1 1 0 1 0 0 输出状态与J端状态相同 1 0 1 0 0 1 输出状态与K端状态相同 1 1 1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次 1 0 (五)报时电路 整点报时电路要求在每个整点发出音响,因此需要对每个整点进行时间译码,以其输出驱动音响控制电路。
如图九。
若要在每一整点发出五低音、一高音报时,需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。
QD4~QA4是分十位输出,QD3~QA3是分个位输出,QD2~QA2是秒十位输出,QD1~QA1秒个位输出。
在59分时,A= QC4 QA4 QD3 QA3=1;在50秒时,B= QC2 QA2=1;秒个位为0、2、4、6、8秒时,QA1=0,C= QA1=1;因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1,故可以用F1作低音的控制信号。
当计数器每计到59分59秒时,A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。
把F2接至JK触发器控制端J端,CP端加秒脉冲,则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。
用F1控制5次低音、F3控制高音,经音响放大器放大,每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音,0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音,每次音响的时间均为一秒钟,实现了整点报时的功能。
图九 整点报时电路 四、原理图(见最后一页) 五、元器件明细表 序号 元器件名称 型号规格 数量(个) 备注 U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器 U1~U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器 U7~U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器 U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字 U11~U12 与非门 多输入与非门 2 U13 J-K触发器 1 C1、C2 电容 2 C1=C2=104pf R1 R2 电阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 电阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 门器件 非门 1 U15~U19 门器件 与门 6 多输入与门 U21~U23 门器件 与非门 3 多输入与非门 U24 触发器 J-K触发器 1 U25 晶体三级管 1 U26 喇叭 1 实现闹铃 六、设计体会 在整个课程设计完后,总的感觉是:有收获。
以前上课都是上一些最基本的东西,而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。
在这个过程中,我的确学得到很多在书本上学不到的东西,如:如何利用现有的元件组装得到设计要求,如何找到错误的原因,如何利用计算机来画图等等。
但也遇到了不少的挫折,有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在,找了老半天结果却是芯片的管脚接错了,有时更是忘接电源了。
在学习中的小问题在课堂上不可能犯,在动手的过程中却很有可能犯。
特别是在接电路时,一不小心就会犯错,而且很不容易检查出来。
但现在回过头来看,还是挺有成就感的。



