数字电子技术课程设计，设计一个密码锁

《数字钟设计报告》

指导老师：

姓名：

学号：

电子设计

一、 引言

大屏幕数字钟套件采用6位数字（二十四小时制）显示，格式为“时时：分分：秒秒”，电路板尺寸为330MM*70MM，是以前大屏幕数字钟的改进版，解决了以前大屏幕数字钟显示数字“6”和“9”不美观的现象；解决了发光二极管引脚焊盘间距过大容易插坏LED的现象；解决了用户如果自己安装外壳时，电源和外接调时开关不方便安装的现象。纯硬件电路，每个笔画由三个LED组成，频差为-200PPM的石英晶体定时，走时精度高。 工作电压：交流5V—9V，直流6V—10V。

二、电源接线图

三、板外接线图

四、 总体设计

采用同步电路，总线结构，时钟信号分别加到各个模块，各个模块功能相对独立，主要功能集中在模块内部，模块功能较为独立，模块间连线简单，易于扩展，本次设计采用此方案。

秒计数和分计数为60进制，时计数为24进制，为了简化设计，秒和分计数采用同一单元。控制模块有两部分，一为实现调整切换，二为实现显示切换。现对本方案中的各个主要功能模块的接口定义如下：

1. 60进制模块（电路图中模块名称为60count，下同。）

实现同步60进制计数，可调整

电源 5v

时钟信号输入 接1Hz的信号源

进位输入 接秒的进位信号，实现秒功能时，接低电平。

进位输出 秒模块接分模块，分模块接时模块

显示输出 接到显示总线，能闪烁

调整使能端 入0有效，有效时，显示信号输出，同时屏蔽进位输入和进位输出，允许调整信号输入。

显示使能端 入0有效

调整信号输入

2. 24进制模块（24count）

实现同步24进制计数，可调整

电源，时钟信号 同上

进位输入 接分的进位信号

进位输出 秒模块接分模块，分模块接时模块

显示输出 同上

调整使能端，显示使能端，调整信号输入 同上

4. 控制模块（fun，func）

管理总线资源，对各个模块输出控制信号

电源 5v VCC

调整切换信号 接各个需要调整的模块

调整信号 接到各个需要调整的模块

显示切换信号 接到各个需要共享显示总线的模块

控制信号输出 接到各个模块，有且只能有1个为0

至此，本阶段就结束了。在上面的接口定义中，也可以发现，各个模块的

立性是很强的，这样的结构使得以后的扩展很容易。

五、电路图

六、装好的成品晚上拍的照片：

七、 心得体会

经过长达两个星期的设计与思考，最终完成了数字钟的设计。其间遇到了许多问题，但最后都一一得到解决。现将心得体会总结如下：

1. 设计初期要考虑周到，否则后期改进很困难。应该在初期就多思考几个方案，进行比较论证，选择最合适的方案动手设计。总体设计在整个设计过程中非常重要，应该花较多的时间在上面。

2. 方案确定后，才开始设计。设计时多使用已学的方法，如列真值表，化简逻辑表达式，要整体考虑，不可看一步，做一步。在整体设计都正确后，再寻求简化的方法。

3. 在设计某些模块的时候无法把握住整体，这时可以先进行小部分功能的实现，在此基础上进行改进，虽然可能会多花一些时间，但这比空想要有效的多。

4. 尽可能是电路连线有序，模块之间关系清楚，既利于自己修改，也利于与别人交流。如果电路乱的连自己都看不懂，那还如何改进和扩展。

5. 很多难点的突破都来自于与同学的交流，交流使自己获得更多信息，开拓了思路，因此要重视与别人的交流。

6. 应该有较好的理论基础，整个实验都是在理论的指导下完成了，设计过程中使用了许多理论课上学的内容，如真值表、卡拉图等。本次设计把理论应用到了实践中，同时通过设计，也加深了自己对理论知识的理解和掌握。

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0.7～2KΩ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：

1.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5

555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4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

3脚：输出端Vo

2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0.01μF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0

1

1 截止 置1

1

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=1KHz.

2.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

3.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 Q3

0 × × × × × × × × 0 0 0 0

1 0 × × ↑ D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3

1 1 1 1 ↑ × × × × 计数

1 1 0 × × × × × × 触发器保持，CO=0

1 1 × 0 × × × × × 保持

表2

74LS160的真值表

CLK Q

Q

Q

Q

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 0 0 0 0

74LS160的引脚介绍如下表3所示：

表3

74LS160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9

4.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。

5.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

6.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.

国家级课题数量，省部级课题数量，课题经费总量等等，实际上只是具有中国学术特色的自娱自乐。中国所谓的学术核心期刊，其学术品质，原本就是周知的，但是，在各个高校发疯追求论文数量的情况下，有某大学带头发明了硬性规定研究生发表核心期刊论文作为毕业前提条件的方法，人为拉高学校的论文发表数量，其他学校纷纷跟进，使这种本质上违法的行为，成为高校的新惯例。研究生做不出论文，就买，不仅买论文，而且买版面，各个学术期刊，因此出卖版面，蔚然成风，进一步败坏了学术期刊的质量。现在的状况是，跟中国有全世界最多的大学生相匹配，中国也有世界上最大的论文发表量，但科研竞争力却呈逐年下降的趋势，基础工业能力没有实质提高，依然落后于发达国家数十年。核心期刊和论文发表如此，所谓的课题也如此。往往官越大，课题就越多，当然也就越没有时间做（这是假定他们

可能是汽车闪光灯的继电器损坏了,可以更换转向灯的闪光灯继电器,需要购买匹配车辆的闪光灯继电器,一般在4S店就能购买并维修了。

2.

可能是汽车转向灯保险丝损坏了,在更换保险丝之前,要仔细检查转向灯的线路是否存在短路,避免再次损坏保险丝,需要去4S店进行检查和维修。

3.

转向灯的电路接触不良,会导致转向灯不亮,需要检查转向灯的插头,如果存在接触不良的情况,及时进行维修。

4.

也可能是转向灯的灯泡烧坏了,需要更换转向灯的灯泡,同时也要检查转向灯的电路

course design of electronic technology电子技术课程设计

VB programming VB程序设计

Fundamentals of telecommunications network 电信网络基础

single-chip embedded systems单片机嵌入式系统

Integral transformation 积分变换

密码原。。。。这个没明白 是密码学吗？

cryptology 这个是密码学

比如八路抢答器就很简单，如下：（图片可以到我空间看，这里插入不了那么多张）

一、电路结构图：

图一

以下图二、图三为图一的放大图：

图二

图三

本制作是一个简易实用的8路数字显示抢答器，图一为该抢答器的核心部分，包括抢答、编码、优先、锁存、数显及复位等电路。所用的原件除集成电路CD4511，还有14只IN4148二极管，一只9014（NPN）三极管；15只电阻，9只按键开关，SB1~SB8为抢答键，SB9为复位键，LED数码管为0.5英寸的共阴极数码管。

其中7只470欧姆的电阻为限流电阻；

CD4511是一块含BCD——七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路；CD4511的1、2、6、7脚为BCD码输入端，第9~15脚为显示输出端。第3脚为测试端（LT），当LT为“0”时，输出全为"1"。第4脚为消隐端（BI），当BI 为“0”时，输出全为“0”，显然此时还有可清除锁存器内的数值。第5脚为锁存允许端（LE），当LE由“0”变到“1”时，a b c d e f g 七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。第8脚接地，第16脚接电。

图四：CD4511

图五：数码管的引脚图

图六：9014的引脚图

图七：二极管IN4148的管脚

二：抢答器的讯响电路：

图八：抢答器的讯响电路

图九：555的管脚图

其中R1=R2=10K，扬声器通过100uf的电容器接在555的3脚与地之间，4只二极管分别接CD4511的1   2   6   7  引脚。任何抢答按键按下，讯响电路都能振荡发出讯响声。只要整个电路元件良好，装备无误，本制作一般不必调试，当电路通电，按下任何一抢答按键不动，听到扬声器发出讯响声，把电源电压稍作调整（8v左右），使声音悦耳、音量适当即可。

开通VIP

数电课程设计题目选

一、设计并制作一数字式温度计

〖基本要求〗采用电桥法，利用PT~100热电阻对0~200℃测温范围进行测量并送LED数码管显示，要求测量分辨率为0.1℃,数据测量间隔时间为5秒。

〖提高要求〗1)针对不同的铂热电阻讨论不同的温度信号测量办法

2)利用电路对测温电路进行非线性校正，提高测温精度(电路非线性校正和EPROM查表法非线性校正两种方法)

3)讨论误差的形成因素和减少误差的措施

4)进行简单的温度开关控制

〖参考原理框图〗系统参考原理框图如下：

〖主要参考元器件〗

MCl4433(1)，LM324(1)，七段数码管(4)，CD4511(1),MC1413(1),铂热电阻使用普通

精密电位器代替。

二、十二小时电子钟

〖基本要求〗利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功能。

〖提高要求〗1)针对影响电子钟走时精度的因素提出改进方案

2)增加日期显示

3)实现倒计时功能

4)整点报时(非语音报时)

5)定时功能

〖参考原理框图〗：

〖主要参考元器件〗：CD4060，74LS74，74LS161，74LS248

三、电平感觉检测仪

〖基本要求〗：采用光电式摇晃传感器，其检测范围为±90℃，每摇晃一度传感器就输出一个脉冲信号给计数单元，在给定时间内测量到的脉冲数目就能表明该人的电平感觉，测试时采用头戴式传感器、闭上双目，单脚立地：保持静止，开始测试。定时时间为1分钟

〖提高要求〗

〖参考原理、框图〗：

〖主要参考元器件〗CD4060，555，74LS74

四、便携式快速心律计

基本要求〗利用数字电路制作一便携式快速心律计，用于在较短时间内测量脉搏跳动速率：并使用LED显示。

〖提高要求〗1）提高测量精度的方法

2)设计能比较准确测量1S内心跳的电路

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器件〗CD4060，4528，4518；4511，14526

五、数字式定时开关

〖基本要求〗设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控

制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。

〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制

2）延长定时时间

3)探讨提高定时精度的方法

〖参考原理框图〗

外部操作开关

〖主要参考元器〗：CC4511,CC14522,CD4060

六、数字式电容测试仪

〖基本要求〗 1)设计一个能测量电容容量在100pF~100uF之间的测试仪

2)用3位数码管显示

3)多测量量程

〖提高要求〗1)超量程判断及显示

2)击穿电容测试保护

〖参考原理框图〗

电容

〖主要参考元器〗

CC40106，LM324，CC4518，CC4049，74LS14，74LS74

七、透明度报警器

〖基本要求〗:通过判断收到的被动光强的变化判断透明度；当透明度变化时报警

〖提高要求〗

〖参考原理、框图〗利用光强度伺服环路实现发光二极管发射的光线稳定均匀，光敏三极管接收到的信号通过电流电压变换、积分器处理，送入比较器、与设定信息进行比较

〖主要参考元器件〗LM324

八、八路抢答器

〖基本要求〗利用数字电路设计一八路抢答器，要求：

1) 允许八路参加，并具有锁定功能，用LED实现最先抢答的队号码，系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。

2)数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始；Ⅱ)扬声器要短暂报警；Ⅲ)发光二极管亮灯；如果在30S内抢答有效,计时结束，30S内抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灯灭

〖提高要求〗1)按钮到控制中心距离为20M

2）计分显示，可以进行加／减分

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器〗74LS148，74LS48，74LS279

九、篮球竞赛30S计时器

〖基本要求〗

1)具有显示30S计时功能

2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能

3)在直接清零时，要求数码显示器灭灯

4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S

5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号

〖主要参考元器〗： NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2)

十、峰值检波系统

〖基本要求〗设计一峰值检波系统测量某建筑物的最大承受力。设计要求及技术指标如下：

器的输出信号为0~5mV(400Kg／mV)

2)测量值用数字显示，显示范围为0000~1999

3)峰值电压保持稳定

〖提高要求〗1）传感器的输出信号分为4档：1~10?V，10~100?V，100?V~1Mv，要求能

够自动切换量程

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器件〗

uA74l、集成采样／保持器LF398,74LS121,MC1403,MC14433,CC4511,MC1413,LED数码管

十一、交通灯控制器

〖基本要求〗:用数字电路实现下面功能

要求：1)增加自动夜间开关功能，黄灯亮(使用光敏三极管)

2)增加手动功能，方便盲人通过

〖提高要求〗

1)要求显示剩余时间

2)增加拐弯时序

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器件〗：74LS74，74LS00，74LS168，74LS248，74LS164，74LS08

十二、可编程函数发生器

〖基本要求〗

1） 用开关输入8位二进制数，要求输出50Hz~1KHz的方波

2） 要求使用D/A转换方式

3） 要求频率按照由小到大自动变化

〖参考原理框图〗

00~FFH

其他波形

方波输出

〖主要参考元器〗 DAC0832，LM741，9013

十三、红外线互锁开关

〖基本要求〗利用红外线发射和接收的方式遥控十路开关，发射端有10个按钮，开关1路使用继电器，9路使用LED。

〖提高要求〗

〖参考原理、框图〗采用CD4017进行编码，然后驱动发光二极管发出定按键相对应的脉冲数，在接收端使用光敏三极管和CX20106接收脉冲，用CD4017解码；控制相应的开关

〖主要参考元器件〗CD4017，CX20106，555

十四、数字血压计

〖基本要求〗采用半导体压阻式传感器测量0~40Kap人体血压，用三位半A／D转换，数码显示

〖提高要求〗

〖参考原理、框图〗桥路->放大->A/D->数码显示

〖主要参考元器件〗CD4040、CD4553、CD4511、NE555

十五、数字频率计

〖基本要求〗采用基本数字集成电路设计制作——简易数字频率计，要求测量频率范围为0～9999Hz测量幅值范围为lV~10V，测量分辨率为10Hz，并使用LED数码管显示。

〖提高要求〗1)讨论测量误差的形成原因并提出改进方案

2)提高测频范围的方案

3)输入保护

4)输入信号为正弦波、三角波、方波的情况

5)与集成信号发生器的合成

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器件〗74LS390，74LS247，CD4060，74LS00，74LS74

十六、展览广告逐级显示电路

〖基本要求〗用于切换画面，自动轮换，时间可以设定为2秒~5分钟可调，需要切换的画面为10路，使用继电器驱动(9路使用LED)

〖提高要求〗加入红外外遥控方式，每按一次键翻转一次

〖参考原理、框图〗系统主要由振荡器组成的触发电路、计数电路，延时启动电路、继电器驱动电路组成。

〖主要参考元器件〗CX20106，CD4096，CD4017，555，74LS04

十七、带报警器的密码电子锁和门铃电路

〖基本要求〗 1)按钮分别为1，2...9个按钮

2)用发光二极管作为输出指示灯

3)设计门铃电路，按动门铃按钮，发生500Hz的频率信号，并可使编码电路清零，同时可解除报警。

〖提高要求〗1)将指示灯换成继电器进行控制。

2)密码顺序不对或密码有误时系统主动复位，当开锁时间超过5Min时，则蜂鸣器发出1KHz的信号报警。

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器〗：CC4017，NE555，9013，8050，IN4148

十八、多路数据采集系统

〖基本要求〗1)实现4路温度信号的采集

2)温度范围为0~20℃，采用PT-100电阻

3)采用31／2AD转换器；LED数码管显示

〖提高要求〗 1）系统的输入为差动输入

2)讨论非线性校正约方法

3)讨论提高测试精度的方法

4)讨论多路开关对测试的影响

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器件〗

CD4051，LM324，ICL7107

十九、家用电风扇控制逻辑电路设计

〖基本要求〗1)实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制，循环)：

2)实现睡眠风、自然风。正常风三种风态(—个按钮控制，循环)

3)LED显示状态

〖提高要求〗1)按键提示音

2)定时关机功能(以小时为单位)

〖参考原理框图〗：电路分成下面三大部分

l、状态锁存器电路

2、触发脉冲电路

3、风种控制电路

〖主要参考元器〗

74LS00，74LS175，74LSl51，74LS08

二十、四花样彩灯控制器

〖基本要求〗设计一四花样自动切换的彩灯控制器，要求实现

(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动

(2) 彩灯两亮两灭，从左向右移动

(3) 四亮四灭，从左向右移动

(4) 从1～8从左到右逐次点亮，然后逐次熄灭

(5) 四种花样自动变换。

〖参考原理框图〗

〖主要参考元器〗

555,74LS93，74LS74,74LS153,74LS164

二十一、光电式报警器

〖基本要求〗

1、采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警

2、采用LED显示被遮栏的路数，无报警显0，l路显1，2路显2，同时遮挡显3

3、采用5V供电

〖主要参考元器〗：光耦，555,74LS08，74LS247

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首先，这是借鉴的啊！~~电力电子技术这门课程是本系的一门专业选修课，在现代科技飞速发展的今天，电力电子技术作为弱电与强电的桥梁，正在与微电子技术和自动控制技术相辅相成快速发展，还与多个学科相互渗透，电力电子技术已经成为当今世界经济的重要支柱。随着电力电子技术应用范围的不断扩大，对从事此项技术人员的需求量也不断扩大，如果能够掌握电力电子技术，对于工科电类专业的学生来说，将会提高他们的竞争力，而且掌握这门技术可构建学生完整的知识体系。下面是有关电力电子技术这门课程的课程总结和课程改革：1）教学内容电力电子技术就是利用电力电子器件实现电能的变换和控制，如果能够按照先器件后电路的顺序，条理就很清楚，教学重点主要是器件及其应用。器件重点讲述晶闸管、MOSFET和IGBT，电力电子电路重点讲述四大变流电路AC/DC、DC/DC 、AC/AC、 DC/AC。改革方面主要是，由于本课程的先修课程为‘电路‘、‘电子技术基础‘，后续课程为‘电力拖动系统‘，为证整个专业课程体系前后衔接，避免重复和纰漏。可与相关课程老师和学生交流来进一步优化教学内容，另外还要根据上述情况对教学大纲优化。另外，在教学中要主动吸收最新信息，布置讨论作业让学生自己阅读电力电子有关的学术期刊，登陆相关的专业网站扩大知识面，并鼓励学生写读书报告或小论文，并与考试成绩挂钩。2）教学方法通过课堂讲授保证学生可以在较短的时间内系统了解有关知识，学习教师分析问题和解决问题的办法，在讲授过程中确立重点和难点，着力讲清讲透。对学生进行分组的方式进行课堂讨论。要求学生每两周阅读一篇相关科技文献或新技术新产品的介绍，注明文章出处、总结主要内容、找出与课程相关的内容，作为新知识点结合课程内容学习，并写出学习体会。讨论课分组介绍讨论，学生轮流做介绍。采用这种方法，学生不但完成了课后作业，还能锻炼查阅期刊和网络的能力，增加了新的专业知识，并能提高学生的表达能力，并增强对课程的兴趣。教师对学生的发言作记录并给予适当的点评。3）作业和考试首先是作业，以学生阅览期刊、检索网络-查阅资料为课后作业的主体，写科技论文也可作为作业的一部分，编程写作业也受到了学生的欢迎。教师通过批改作业也能了解学生学习情况，备课也能了解更多新技术、新知识，达到教学相长的目的。另外，作业也可以采取分组完成，习题课上学生讲解，并由老师点评的方式，这样，既减轻了学生的负担，而且通过习题课，学生也都能掌握作业要求。作业批改要及时，在课堂上要集中讲解一些普遍性的问题，并给出正确的答案，同时要给学生答疑时间，了解学生课程内容掌握情况。考核方面，由平时成绩和期末成绩两部分构成。增大平时成绩的比重，考勤、作业成绩和讨论成绩均加入平时成绩，期末考核可以采取开卷或闭卷方式，加大分析题目的比重。

下面这个图是五路抢答器的，按照同样的道理多加三个就成了八路抢答器

另一电路

基于4511的八路抢答器：

仿真电路3：