【導(dǎo)讀】開機(jī)時(shí)數(shù)碼管顯示000，LED燈滅；當(dāng)計(jì)時(shí)超過59秒時(shí)，LED燈亮；計(jì)到1分59秒時(shí)，計(jì)時(shí)最小單位為。一方案的論證和選擇···················································································5

　　

【正文】 壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)； 高級(jí)圖形仿真功能（ ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性 、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析。 計(jì)數(shù)電路的仿真 （個(gè)人仿真部分） （ 1）開始仿真 19 圖 設(shè)計(jì)好計(jì)數(shù)電路后打開 Proteus的仿真功能， 開始仿真后如圖 **所示，最上方有三個(gè)紅色的 LED數(shù)碼管 ，從左到右分別代表數(shù)字式秒表的秒十位、秒位、秒十分位而此圖箭頭所指的 黃色 LED燈代表數(shù)字式秒表的分位 。由于開始計(jì)數(shù)是從“ 0” 開始計(jì)數(shù)的故 此時(shí) 三個(gè)數(shù)碼管 分別顯示為“ 0” ， LED燈為滅的 。 中間代表秒位的數(shù)碼管為了和秒十分位進(jìn)行區(qū)分，故此數(shù)碼管的 5管腳接高電平使得此數(shù)碼管的右下角“ .”一直保持亮的狀態(tài)。 20 （ 2）按下開始鍵，開始 計(jì)時(shí) 如圖**所示，仿真時(shí)箭頭 所指為計(jì)數(shù)電路開始的開關(guān)，按下 開關(guān)計(jì)數(shù)電路開始計(jì)時(shí)。計(jì)數(shù)由秒十分位開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)每計(jì)數(shù)十次向秒位 進(jìn)一位，而此圖正好計(jì)數(shù)到 “ 8”，其它兩個(gè)分別代表 秒十位、秒位 數(shù)碼管和代表分位的 LED燈由于沒有收到各自的 低 位的進(jìn)位信號(hào)故 數(shù)碼管依然顯示“ 0”， LED燈為滅的 狀態(tài) 。 21 22 （ 3） 按下暫停鍵，計(jì)數(shù)停止顯示 23 （ 4）低位芯片在計(jì)數(shù)到第九個(gè)脈沖時(shí)，進(jìn)位輸出為高電平。 （ 5）計(jì)數(shù)到第十個(gè)脈沖時(shí)，次低位進(jìn)了一位，低位回復(fù)成 0 狀態(tài)。 24 （ 6）次低位芯片在計(jì)數(shù)到 9 秒時(shí)， RCO 進(jìn)位變?yōu)楦唠娖健? 25 （ 7）次低位芯片在 9 秒后，在下一個(gè) 秒內(nèi) RCO 為高電平 (高位芯片在 秒內(nèi)使能 )，在 秒結(jié)束后既第 20 個(gè)脈沖結(jié)束時(shí)高位芯片計(jì)入 1 26 （ 8）在計(jì)數(shù)到 秒時(shí)所有芯片在 秒到 1分內(nèi)的 ENT=ENP=1既使能端使能。 27 （ 9）在第 60 秒時(shí)由清零端，對(duì)高位芯片清零，高位芯片 RCO 在 秒到 60秒為高電平。 28 由于 JK觸發(fā)器下降觸發(fā)，故在 60 秒結(jié)束 時(shí)脈沖下降沿。 Q0、 Q2 通過與門連接到 74LS76JK 觸發(fā)器的 CLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入端。此時(shí) LED 輸入端為高電平， LED 燈亮 29 （ 10）在計(jì)數(shù)到 1 分 秒到 2 分內(nèi)，所有使能端均使能 ENT=ENP=1。 30 （ 11）在 2分結(jié)束的下降沿， JK 觸發(fā)器觸發(fā)，使 LED 端由高電平變?yōu)榈碗娖焦薀魷纭８呶辉谟?jì)到 6狀態(tài)瞬間清零。 31 32 總體電路初稿 電路圖如圖所示： 33 四 .電路的裝調(diào)和分析 計(jì)數(shù)電路的 裝調(diào) ，由于有的 74LS160 忘了給 D0、 D D D3 端接地，造成了該計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)碼顯示管燈全滅，在按下開始開關(guān)，在計(jì)到 9秒后又變滅。 74LS76 是下降沿觸發(fā)的，在高位 74LS160 計(jì)到 0101 狀態(tài)時(shí) Q0、 Q2 通過與非門連接到 74LS76JK 觸發(fā)器的 CLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入端。造成在高位芯片計(jì)數(shù)到 5 前 JK 觸發(fā)器輸入端一直是高電平，在高位芯片計(jì)數(shù)到 5 時(shí)， JK 觸發(fā)器輸入端通過與非門由高電平跳變?yōu)榈碗?平，故 LED在不該亮?xí)r亮了。 電源 的調(diào)試 電源對(duì)于整個(gè)電路來說是很重要的，它的穩(wěn)定性直接影響整個(gè)電路。我們連接好電源電路之后，接上 220V 交流電，發(fā)現(xiàn)輸出端沒有電壓，用萬用表依次檢查各個(gè)元器件兩端的電壓，最終發(fā)現(xiàn)是變壓器有問題，換了一個(gè)變壓器后，接上交流電，用萬用表測了一下輸出電壓，是 ，接入數(shù)字秒表電路中，一切正常。 顯示電路 的調(diào)試 顯示電路是是整個(gè)電路中最易出問題，也是連接最麻煩的部分，這一部分的特點(diǎn)是用到的芯片非常多，自然連線也就是密密麻麻的了。任何一根線連錯(cuò)或者松動(dòng)，都 會(huì)導(dǎo)致顯示不正常，而檢查的唯一辦法就是拿電壓表在出現(xiàn)問題的那一塊，依次測量引腳和連線的電壓，因此這一部分的工作量是很大的。 但我把三組共陰數(shù)碼管， 4511 和 160 按電路圖連好，接上 5v 電源測試時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)三個(gè)共陰數(shù)碼管沒一個(gè)是亮的，用電壓表逐個(gè)引腳檢測后發(fā)現(xiàn)問題處在 4511 上，因?yàn)?4511 的輸入引腳上有高低電平，輸出引腳上卻全是低電平。而出現(xiàn)這種問題，問題通常只有一個(gè)，即 4511 的 BI 端接入低電平了，改成高電平后，數(shù)碼管亮。 控制電路的調(diào)試 接上電源，發(fā)現(xiàn)開關(guān)不起作用，拔下開關(guān)，用萬用表檢測，原來開關(guān) 起作用的是對(duì)角，還有其中的一邊相鄰的兩個(gè)管腳也起作用，而我們恰好用了不起作用的管腳，將開關(guān)旋轉(zhuǎn) 90 度，接入電路，一切正常。 34 整體電路的調(diào)試 ，把他們接入整體電路，按下開始鍵，但是由于裝配時(shí)為了限流，在每個(gè) LED 的管腳，都加入了 1K 的電阻，但由于電阻太大，分壓過大，使得數(shù)碼管燈顯示偏暗，為了減少限流電阻和電路連接的復(fù)雜，故在數(shù)碼管的共陰極加入了 200~300 歐的電阻，此時(shí)數(shù)碼管顯示正常。 ，把高電平直接接到，了 JK 觸發(fā)器的 CLK 端，故開關(guān) 在未按下時(shí)既不是高電平也不是低電平，故電路的開啟清零失去作用，如圖方案（一） 修后方案（二）在高電平下接了一個(gè) 300~500 歐電阻，在 CLK 和 和地之間。 ，由于 LE/STB 端為接入地，測試數(shù)碼管時(shí)，數(shù)碼管全亮，在接地或連入 JK觸發(fā)器后，顯示正常。 開始都正常，可是當(dāng)三個(gè)數(shù)碼管顯示 59 秒 9 后，發(fā)光二極管亮了，卻沒進(jìn)位，三個(gè)數(shù)碼管一直顯示到 99秒 9才開始進(jìn)位，經(jīng)分析，因該是在 59 秒 9缺少一個(gè)置零信號(hào)。圖一是修改前的電路，修 35 改成下圖二后問題解決 修改前（一） 修改后（二） 試驗(yàn)結(jié)果和分析 電路經(jīng)過多次修改與調(diào)試后，基本上滿足課設(shè)任務(wù)，能按預(yù)期完成各項(xiàng)功能。 36 五 總 結(jié)和體會(huì) 通過這次課程設(shè)計(jì)使我們對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)有了，實(shí)踐上的了解，學(xué)到了許多課本上沒有的知識(shí)，如調(diào)試部分，有許多實(shí)際的問題課本上沒有強(qiáng)調(diào)，確實(shí)在我們平時(shí)的課程學(xué)習(xí)當(dāng)中忽 略了。并且使我對(duì)計(jì)數(shù)器、控制電路、 555 定時(shí)器痛過翻閱資料和課本等有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用也更有了信心。這使得我在以后從事相關(guān)的實(shí)際電路裝配設(shè)計(jì)提供了一定的相關(guān)知識(shí)。在仿真軟件方面我選擇了 Proteus 這款軟件，并對(duì)此軟件有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)，初步掌握了該軟件的一些常用功能以及原器件和電表示波器等的查找和使用。在面包板的使用當(dāng)中，理解并了解到，面包板的連線應(yīng)該怎么接如何使用。這對(duì)以后在實(shí)際的電路板上的操作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，除了要掌握號(hào)豐富的理論知識(shí)更要學(xué)會(huì)在實(shí)際當(dāng)中去運(yùn)用。這次課 設(shè)為未我們提供的寶貴經(jīng)驗(yàn)為以后的相關(guān)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)也培養(yǎng)了我們獨(dú)立完成裝配 及性能參數(shù)的調(diào)試方法和培養(yǎng)了我們的興趣。 37 六 參考文獻(xiàn) 1. 李中發(fā)主編 數(shù)字電子計(jì)時(shí)第一版中國水利水電出版社 2020 2. 章忠全主編 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 第一版 北京：中國電力出版社 1997 3. 華中理工大學(xué)電子教研室編 康華光主編 。電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分） 北京：高等教育出版社， 2020 4. 清華大學(xué)電子學(xué)教研室編，余孟嘗主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 第二版 北京：高等教育出版社 ， 1999 5. 西安交通大學(xué)電子學(xué)教研室編 何金茂主編電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。第二版 北京：高等教育出版社 1991 6. 長安大學(xué)信息工程學(xué)院電工及電子技術(shù)試驗(yàn)中心編。電子及電子技術(shù)試驗(yàn) 2020，第一版 7. 西安電子科技大學(xué)出版社 江曉安 楊有瑾 陳生潭編 計(jì)算機(jī)電路技術(shù) — 電路與模擬電路 8． 何碧華 .數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 .電工電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中心， 2020. 9． 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .五版 .北京：高等教育出版社， 2020. 38 附錄 附錄一 整體電路圖 39 附錄二 元器件清單 名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 變壓器 220－ 9V 1 整流橋堆 2w10 1 電阻 1k 30 譯碼器 CD4511 3 數(shù)碼管 BCD七段顯示 3 滑動(dòng)變阻器 10k 2 觸發(fā)器 74LS76 3 計(jì)數(shù)器 74LS160 3 瓷片電容 1 電解電容 1 電解電容 2 電解電容 1000u 1 集成穩(wěn)壓器 7805 1 開關(guān) 3 LED燈 1 555定時(shí)器 1 與非門 74LS00 3 二極管 2 40 附錄三 芯片的管腳圖 （ 1 ） 7805 的管腳圖 其中 1為輸入， 2為接地， 3 為輸出。 （ 2） 74LS00 的管腳圖 74LS00 是四輸入二輸出與非門芯片。 （ 3） 74LS160 的管腳圖 其中這個(gè) 74LS160 是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可 以方便的制作成其他進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。 （ 4） CD4511 的 管腳 圖 HCF4511的管腳圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 74LS00 1A 1B 2A 2B 2Y GND 3Y 3A 3B 4A 4B VCC 1Y 4Y 41 HCF4511 的管腳圖和真值表 （ 5） JK 觸發(fā)器的管腳圖和真值表 74LS76 的管 腳圖 42 74LS76 的真值表 （ 6） 555 定時(shí)器的管腳圖 555 定時(shí)器可方便的做出各種信號(hào)源，其管腳圖如下圖： 555 定時(shí)器的管腳圖