課程設計任務書-數(shù)字秒表
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課程設計任務書
數(shù)字秒表的設計
要求:(1)5V電源供電。
(2)數(shù)碼管顯示時間范圍為:0~59秒。
(3)可自動復位和手動復位,能實現(xiàn)手動調(diào)整時間。
一、 設計任務
1、 設計題目:數(shù)字秒表的設計
設計要求:(1)5V電源供電。
(2)數(shù)碼管顯示時間范圍為:0~59秒。
2、 (3)可自動復位和手動復位,能實現(xiàn)手動調(diào)整時間。
二、 設計方案:
1、方框圖:
功能說明:
此電路是由8421碼十進制計數(shù)電路,譯碼電路,數(shù)碼顯示電路,自動脈沖產(chǎn)生電路與門電路,手動復位電路,手動脈沖產(chǎn)生電路和電源電路八部分組成。
數(shù)字秒表電路是利用8421碼十進制計數(shù)電路的計數(shù)功能,同時利用譯碼驅(qū)動電路,驅(qū)動數(shù)碼顯示電路發(fā)光顯示數(shù)字。其中,自動脈沖產(chǎn)生電路同與門電路組合可以實現(xiàn)0~59的循環(huán)計數(shù),手動脈沖產(chǎn)生電路同與門電路組合可以選擇0~59的任意數(shù)值,手動復位電路實現(xiàn)手動清零。
三、 電路設計與分析
1、8421碼十進制計數(shù)電路和與門電路,自動脈沖產(chǎn)生電路,手動脈沖產(chǎn)生電路,自動脈沖產(chǎn)生電路及手動復位電路。
A、8421碼十進制計數(shù)電路采用集成異步十進制計數(shù)器74LS90。74LS90是二一五一十進制計數(shù)器,將輸入時鐘脈沖CLK接于CLK0端,并將CLK1端與Q0端相連,便構(gòu)成8421碼集成異步十進制計數(shù)器。74LS90的邏輯圖如下:
二一五一十進制計數(shù)器74LS90邏輯圖
集成異步十進制計數(shù)器74LS90的電路圖如下:
74LS90的功能表如下:
數(shù)學分析:
(1) 列出邏輯方程組
① 列出時鐘信號的邏輯表達式
CLK1=Q0 ; CLK2=Q2 ; CLK0=CLK
② 激勵方程組
L0=K0=1 ; J1=+ ;K1=1 ; J2=J1=1 ; J3= ; K3=1
③
(2) 列出狀態(tài)表:
B、秒表的個位是通過將該位計數(shù)器的Q3與十位計數(shù)器的CLK0相連實現(xiàn)逢9向十位進1的邏輯功能。
C、秒表的十位通過將計數(shù)器的Q1、Q2相連和MR1,MR2相連,實現(xiàn)逢6清零的功能(祥見 74LS90功能表),其中的與門電路用74LS08實現(xiàn),其內(nèi)部邏輯圖如下所示:
D、自動脈沖產(chǎn)生電路由函數(shù)信號發(fā)生器給出,可以實現(xiàn)0~59的循環(huán)計數(shù)。
E、手動脈沖產(chǎn)生電路可以選擇0~59的任意數(shù)值,其電路圖如下所示:
每按下開關(guān)就有一個脈沖產(chǎn)生,C2起防抖作用。
F、手動復位電路可以實現(xiàn)手動清零,其電路圖如下所示:
當按下開關(guān)時個位和十位制零。
3、 譯碼驅(qū)動電路和數(shù)碼顯示電路
譯碼驅(qū)動電路采用74LS47譯碼器,數(shù)碼顯示電路采用七段碼共陽數(shù)碼官,兩者組成了七段顯示驅(qū)動器,其電路圖如下所示:
譯碼驅(qū)動電路的設計需要用一只數(shù)碼管的基本單位是PN結(jié),加正向電壓時,就能發(fā)出清晰的光線。單個PN結(jié)可以封裝成發(fā)光二極管,多個PN結(jié)可以組成分段時封裝半導體數(shù)碼管。
半導體數(shù)碼管將十進制數(shù)碼分成七段,每段為一個發(fā)光二極管。在共陽極半導體數(shù)碼管的七段輸入引腳上分別接入相應的高低電平,觀察數(shù)碼管所顯示的十進制數(shù),并觀察各段的亮暗關(guān)系。電阻起到限流的作用。
8421 BCD碼 二一十進制譯碼器真值表
輸入8421代碼
輸出對應段亮暗
顯示字型
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
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1
1
1
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1
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1
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0
1
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2
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1
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0
0
0
0
1
1
0
3
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
4
0
1
0
1
0
1
0
0
1
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0
5
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
6
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1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
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1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
8
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
9
4、 電源電路
此電路由直流穩(wěn)壓電源給出+5V電壓。
四、 整機電路圖與防真波形圖
電路總體設計圖:
五、
1、 焊接(或插接)調(diào)試及性能檢測
首先,對元件進行合理布局,然后按照原理圖連接各元氣件,連接導線按塊進行。焊接完畢后,通電進行調(diào)試。
調(diào)試,觀察手動脈沖產(chǎn)生電路,自動脈沖產(chǎn)生電路和手動復位電路能否均正常工作。若不能正常工作,需根據(jù)電路原理分析非電路進行檢查維修,直到電路能夠正常工作為止。
2、 性能指標測量記錄
在調(diào)試過程中,通過測量,電路中各個元器件的性能指標均合格。
3、 元器件清單:
74LS47七段譯碼器 2個
74LS90十進制計數(shù)器 2個
數(shù)碼管 2個
74LS08與門 1個
按鈕2個
電解電容10μF/25V 1個
無極電容:82PF 1個
電阻:200Ω 14個,10KΩ 2個 二極管 2個
六、 總結(jié)
通過本次課程設計,我們對數(shù)字秒表電路的工作原理有了較深入的認識和了解。經(jīng)過多次通電調(diào)試及維修,實現(xiàn)了電路的手動復位,手動調(diào)整時間和自動計數(shù)功能。
整個設計工作包括設計方案的制定,電路分析與設計,整機電路圖的制定及仿真和焊接調(diào)試及性能檢測,此過程的關(guān)鍵在于確定核心元器件,同時對各元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理有一個較為深入的了解,并且注意分析單元電路的工作原理。特別的要注意元器件及元器件之間各管腳的連接關(guān)系,防止漏連或錯連。
第五章 個人小結(jié)
5.1總結(jié)和設計制作感受
課程設計是畢業(yè)設計的預演,使我們有機會嘗試設計一套完整的系統(tǒng),也時我們了解了設計工作的基本流程和設計的方法以及理念。
在這次課程設計過程中,我在有了專業(yè)知識的情況又對原來的設計從新考慮研究。。使我把書本上的知識用于實踐之中,也更清晰明了的掌握了這些知識,并在這過程中學到了很多東西,得到了極大鍛煉。例如新學的軟件ADAMS用以分析力的關(guān)系這些都是對我們以后的畢業(yè)設計以及今后的工作都是有好處的。在設計中遇到許多困難和挫折,但經(jīng)過組員的共同努力,不畏困苦,面對挫折,一步步的走向成功,這些都是我在本次課程設計過程中的巨大收獲。
在設計過程中為了弄清原理,完成預先設定的工作,將機器人、論文、圖紙、PPT、SolidWorks、ADAMS作品專業(yè)化、正規(guī)化,我們不斷學習、研究。自學了許多相關(guān)學科的相關(guān)內(nèi)容,求教了多位專業(yè)老師,上網(wǎng)或查閱大量相關(guān)資料,尋求相關(guān)比賽及機器人的信息。在學習的過程中我越發(fā)覺得機械是一門精準、系統(tǒng)、經(jīng)驗化的學科,容不得半點偏差,要花大量的時間耐心虛心學習。在機器人的制作過程中我不斷領悟機械學科及行業(yè)的精髓。對本專業(yè)產(chǎn)生了較大興趣,激發(fā)了學習熱情,同時也使我對機械行業(yè)產(chǎn)生了興趣。在本次課程設計過程中也培養(yǎng)了我自學能力,這是當今社會所需人才終身學習的必備素質(zhì)!
在現(xiàn)在的企業(yè)中越來越強調(diào)團隊合作,這次設計過程中每次方案的確定都與同伴有很長的討論,不同意見隨時都會出現(xiàn),想法各不相同,但最終都能統(tǒng)一意見,團結(jié)一致,協(xié)作互助,取得好的結(jié)果。這種集體意識、團隊精神是我們成功的保證,也是又一大收獲!而這一收獲對于即將走向社會的大學生有著很大意義。
我們最近做了課程設計,經(jīng)過這么長時間的辛苦的勞作,我們終于完成了各自的課程設計!在這個設計的過程中,我了解到很多我平常不了解的東西!
1.學習是沒有止境的。在做這個課程設計之前,我們沒有接觸PSPICE,以為這個課題非常難。但是在完成這個設計的時候,可以正確地使用了。
????? 2.多和同學討論。我們在做課程設計的工程中要不停的討論問題,這樣,我們可以盡可能的統(tǒng)一思想,這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向。討論不僅是一些思想的問題,他還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題,這樣可以使自己的人處理問題要快一些。
??????3.多改變自己設計的方法。在設計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法,這樣可以方便自己解決問題。
?其實任意一次實踐都是在檢驗自己學習的水平,也是讓自己再提高一下水平,除非你已經(jīng)不再做這方面的事情了。
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