电子设计与实训课程设计直流稳压电源和多功能数字钟Word格式.docx
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5、掌握电路图、PCB图的设计方法,学会电路的安装与调试。
6、掌握常用仪器、仪表的正确使用方法,学会电路整机指标的测试方法。
(三)实训要求
1、数字钟的功能要求:
准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间,小时计时要求为“24翻1”,分和秒的计时要求为60进位,要有校正时间电路。
2、直流稳压电源的功能要求:
输入220V交流电压,输出+5V直流电压。
(四)实训报告:
不少于5000字,A4幅面,统一复印封面和任务书。
①封面、实训任务书
②实训报告目录及摘要
③直流稳压电源的功能及原理论述(电路原理图)
④数字钟功能及原理论述(系统组成框图、电路原理图)
⑤各模块的功能,原理,器件选择
⑥结果分析
⑦实训小节
⑧附录----参考文献
(五)时间安排:
第1周:
直流稳压电源及撰写实训报告;
第2周:
多功能数字钟的安装与调试。
(六)主要设备及器件:
电气与电子信息工程学院
课程设计报告
设计:
电子设计与实训课程设计
专业名称:
电气工程及其自动化
班级:
学 号:
姓名:
指导教师:
设计时间:
2009.12.14—2009.12.25
设计地点:
K2—电子实习
(2)室
课程设计目录
一、封面
二、目录
三、设计任务书
四、数字钟的设计与制作
1、设计目的
2、设计要求
3、设计所需器材及工具
4、设计方案及论证
1设计逻辑框图及原理方框图
2“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图,芯片引脚排列图及功能表
3秒计数、译码/驱动及显示部分的设计
4分计数、译码/驱动及显示部分的设计
5时计数、译码/驱动及显示部分的设计
6分时校准电路的设计
5、焊接技术及安装工艺
6、调试步骤及故障排除
7、附图
五、稳压电源的设计与制作
1、设计目的及要求
2、设计所需的器材及工具
3、设计内容及步骤
1设计逻辑框图及电路原理图
2常用电子仪表的使用及注意事项
3常用电子元器件的认识及测量
4通电调剂及故障排除
六、设计小结
七、设计参考资料
数字钟的设计与制作
一、设计目的
通过设计与实践,制作出具有准确显示小时、分、秒的数字钟,且可以校时。
二、设计要求
数字钟的功能要求:
三、设计所需器材与工具
主要工具及附加材料:
电烙铁、烙铁架、焊锡丝、松香、导线、绝缘胶布、透明胶带、镊子、钳子、数字万用表、吸锡器、剥线钳、一字起子一套等等。
四、设计方案论证
1、设计逻辑图及原理方框图
逻辑框图原理方框图
由上图的总体结构图可知,该设计大概可以分部分:
秒脉冲产生部分、计数部分、显示部分、校时部分。
在秒脉冲产生部分中,可以用振荡器或者555定时器予以实现,为了保证准确性,优先选用振荡器,但是由于个人技术问题,我们选用了555定时器来产生秒脉冲;
在计数电路中,我们采用CD4518计数器,4518为双BCD同步加法计数器。
在显示部分,我们采用CD4511芯片结合数码管来实现。
最后的校时部分用四2输入与非门的CD4011芯片结合瓷片电容来完成。
2、“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图、芯片引脚排列图及功能表
“秒脉冲信号发生器”的设计、原理图
振荡器是数字钟的核心部分。
振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定,但是由于某种原因,本实验采用555定时器。
其中要求R1、R2为100K的电阻C1为4.7F、C2为0.01F的电容,Vcc为+5V电源,GND接地。
“脉冲信号发生器”是采用“555”定时器,所以下图为555芯片的引脚图及功能表。
3、秒计数、译码/驱动及显示部分的设计
众所周知,秒、分、时分别为六十、六十、二十四进制(十二进制亦可)计数器那么“秒”和“分”计数器用两块十进制计数器级连来实现,它们的个位为十进制,十位为六进制,这样,符合人们通常计秒数的习惯。
“时”计数也用两个十进制集成块,只是做成二十四进制,上述计数器均可用反馈清零法来实现。
秒计数采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”信号送入“秒”计数器,秒计数器采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“分”脉冲信号,该信号将作为“分”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的一个与门来实现。
而CD4511芯片具有见附图中图①部分
译码/驱动及显示部分的设计
两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“秒”计数器的进位脉冲送入“分”计数器,每累计60分发出一个“时”脉冲信号,该信号将作为“时”计数器的时钟脉冲,进位脉冲最终用CD4081的又一个与门来实现,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,以下即为分计数器的设计原理图。
见附图中图②部分
两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现,将“分”计数器的进位脉冲送入“时”计数器,但是是计数器采用的是24进制、且不需要进位脉冲,同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管显示出来,以下即为分计数器的设计原理图。
见附图中图③部分
其中秒、分、时计数器都用到芯片CD4511、CD4518、CD4081和数码管,下面就针对秒、分、时的设计原理来介绍这些芯片的引脚及功能。
①数码管是数字钟的显示部分,由七段LED和一个点构成,其引脚图如下
②CD4511是BCD锁存/7段译码器/驱动器,常用的显示译码器件,MAX7219和他功能差不多。
CD4511引脚功能:
BI:
4脚是消隐输入控制端,当BI=0时,不管其它输入端状态是怎么样的,七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。
LE:
锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
LT:
3脚是测试信号的输入端,当BI=1,LT=0时,译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何,七段均发亮全部显示。
它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g:
为译码输出端,输出为高电平1有效。
导线间距小于0.1mm将无法进行蚀刻过程,因为如果蚀刻液在狭小的空间内不能有效扩散,就会导致部分金属不能被蚀刻掉。
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②如果导线宽度小于0.1mm,在蚀刻过程中将会发生断裂和损坏。
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③焊盘尺寸比孔的尺寸至少应大0.6mm。
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④合理放置较小元器件,以使其不会被较大的元器件遮盖。
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⑤阻焊剂的厚度应不大于0.05mm。
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⑥丝网印制标识不能和任何焊盘相交。
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⑦电路板的上半部应该与下半部一样,以"
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达到结构对称。
因为不对称的电路板可能会变弯曲。
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(2)、以下所列限制条件决定了板面的设计方法:
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①用于产品原版胶片的翻拍照相机尺寸性能;
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②原图制表尺寸;
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③最小的或最大的电路板操作尺寸;
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④钻孔精度;
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⑤精良线形蚀刻设备。
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直流稳压电源的功能要求:
输入220V交流电压,输出+5V直流电压,且电压稳定,能够使数字钟正常运行
数字万用表由于具有测量精确、取值方便、功能齐全等优点,因此深受无线电爱好者的欢迎、最普通的数字方用表一般具有电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量。
交流直流电压电流测量、三极管放大倍数及性能测量等。
有些数字万用表则增加了电容容量测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能,给实际检测工作带来很大的方便。
但是,数字方用表由于使用不当,在实际检测时易造成表内元件损坏,产生故障。
本人根据在课程设计中造成数字万用表损坏的实际情况,总结出数字万用表在使用中的注意事项如下:
数字万用表损坏在大多数情况下是因测量档位错误造成,如在测量交流市电时,测量档位选择置于电阻挡,这种情况下表笔一旦接触市电,瞬间即可造成万用表内部元件损坏。
因此,在使用万用表测量前一定要先检查测量档位是否正确。
在使用完毕,将测量选择置于交流750V或者直流1000V处,这样在下次测量时无论误测什么参数,都不会引起数字万用表损坏.
有些数字万用表损坏是由于测量的电压电流超过量程范围所造成的.如在交流20V档位测量市电,很易引起数字万用表交流放大电路损坏,使万用表失去交流测量功能。
在测量直流电压时,所测电压超出量量程,同样易造成表内电路故障。
在测量电流时如果实际电流值超过量程,一般仅引起万用表内的保险丝烧断,不会造成其它损坏。
所以在测量电压参数时,如果不知道所测电压的大致范围,应先把测量档置于最高档,通过测量其值后再换档测量,以得到比较精确的数值。
如果所要测量的电压数值远超出万用表所能测量的最大量程,应另配高阻测量表笔。
如检测黑白彩电的第二阳极高压及聚焦高压。
多数数字万用表的直流电压上限量程为1000V,因此测量直流电压时,最高电压值在1000V以下,一般不会损坏万用表。
如果超出1000V,则很有可能造