数电课程设计报告

姓 名： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 海南大学三亚学院 2010-7-8

1.电子秒表

一 目的与要求

1．利用555定时器制作一个频率为50Hz时钟发生装置。

2．通过分频电路，输出周期为0.1秒的计数脉冲。

3．利用计数器接受分频电路输出的计数脉冲，并通过数码显示器显示出来，完成0.1秒~9.9秒的秒表计时。

4．使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。

二 设计正文

（1）555时钟发生模块

利用555定时器实现的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为50HZ。

（2）分频电路模块

利用74LS290将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行分频变为10Hz的信号输出，即周期为0.1秒。

（3）输出及显示模块

两个74LS290分别连接成十进制计数器，一个输出十分之一秒，一个输出整秒，并通过两个数码显示器显示0.1—9.9秒的秒表数值。

（4）控制电路

利用基本RS触发器生成控制电路：S有效，则Q端输出高电平，控制时钟信号输出到分频电路，实现“开始计数”；同时Q非端输出的低电平使“清零并准备重新开始计数”无效；R有效，则时钟信号被屏蔽，电子秒表保持当前数值不变，同时允许“清零并准备重新开始计数”信号输入。注意，设计时要避免基本RS触发器出现不定态。

三 心得与体会

我的课程设计是设计一个电子秒表。电子秒表的功能其实很简单，就是进行从0.1秒到9.9秒的计时。用户可以控制电子秒表的暂停与清零。设计的总体思

路是将电子秒表的原理分成五个单元版块：数码显示版块，计数器实现秒表计数版块，分频电路输出0.1秒计数脉冲版块，555定时器实现时钟电路版块，基本RS触发器控制电路版块。下面我逐一分析一下自己在每一个版块设计过程中的思路，以及调试过程中对自己错误的分析。

设计电路之前，我先复习了学过的数字电路，查看了所用到的芯片的引脚与功能。对多谐振荡电路，计数器以及计数器的级联，锁存器及基本门电路进行了复习，并对示波器，数字信号发生器的使用进行了复习。

我首先设计的是555多谐震荡电路。这个电路对我来说已经不陌生了，根据电路要求输出的震荡频率，计算了多谐震荡电路的电路参数分别是：R1 100K欧，R2 85.7K欧，C 1UF.并连好电路接上示波器进行监视，发现多谐震荡电路输出的不是方波，而有许多的尖脉冲。我查看了电源与接地线，都没有什么问题。我又把参数修改了一下，将85.7K的电阻改成了85.7143K.接上示波器进行监视，终于有了方波。原来参数的选择是这么的重要。

我设计的第二个版块是74X290实现的分频电路，仍然是用示波器进行监视。我先把一个波形产生器接到了分频电路的输入端，用两个标尺读出一个周期的时间，正好是0.1秒。这个板块相对简单，没有遇到什么问题。

控制电路的设计破费周折。我想到了用一个基本RS触发器存储电路的两种状态，再用一个开关控制计数器的清零。在设计的过程中要保证基本RS触发器不能进入不定状态，即两个开关不能同时闭合。但是题目要求的是用单稳态进行控制。为什么要用单稳态？单稳态比之于开关有什么优点？如果用单稳态进行控制，是用门电路单稳态还是用555连成的单稳态。

经过查阅相关资料，我总结了单稳态电路有如下特点；

单稳态电路是常见的脉冲整形和延时电路，其功能特点是： 1电路有一个稳态，一个暂态；

2在外来触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂态；

3暂态是一个不能长久保持的状态，由于电路持续时间取决于参数的选择，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。

明确了单稳态电路的特点，为什么选用单稳态来控制清零信号也就很清楚了。清零脉冲发出后，电路进入暂态。经过设定的时间后，电路又会自动回到原

来的状态，即计数状态。这样的设计也比较符合秒表的实际情况。

控制电路设计中的一个难点是如何选择两个开关的闭合顺序，即两个开关的四种状态各代表什么控制命令，并能保证电路循环工作，RS触发器不进入不定状态。经过查阅资料。我还了解到，在基本RS触发器输入端接入两个电阻和直流电压源可以提高电路工作的稳定性。

最后一个版块是电子秒表的显示端，也就是用户看到的界面。我选用了两个十进制数码显示器对两个计数个器的输出进行显示。第一个数码显示器显示整秒，第二个数码显示器显示0.1秒。

每一个版块设计好之后，开始进行方案的调试。我调试的方法是逐个调试，逐级调试。先对每一个版块进行调试，再将两个版块连起来进行调试，直至将所有的单元电路连好。

控制电路的调试方法：在触发器的输出端接显示灯。通过两个开关的开合观察显示灯的亮暗是否符合真值表。

单稳态触发器的调试：在555的输入端接入方波发生器，输出端接入示波器，示波器的A通道接555的输出端，B通道接555的输入端，这样可以清楚地看到输出随着输入的变化而变化的规律，如果出现的波形不理想，就调节方波发生器的频率。

计数器的调试方法：将计数器的输入端接入方波发生器，输出端接入数码显示器和示波器，观察在脉冲下降沿到来时输出的变化。

每一个版块测试成功之后，我将振荡器代替方波发生器连在计数器的输入端，观察输出的变化。将控制电路与单稳态电路连在一起，观察控制电路的可行性，最后把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。

将两个开关都置于接地状态，此时按下开关R，电子秒表清零。再按一下开关R，电子秒表开始计数。如果需要记下某一个时刻的时间，按开关S.电子秒表处于保持状态。再按一下S，电子秒表继续计数。此时，按下开关R,电子秒表进行清零。并准备下一次计数。

回想自己设计电子秒表的过程，我发现自己学会了许多。

首先理解了做一个综合性实验时应该遵循的思路和方法。通过阅读设计任务和指标要求，明确自己的设计任务。并根据已经学过的理论知识， 进行原理设

计，方案调试，安装修正等逐步深入，逐步求精，每一个环节都要求我独立查阅相关资料，复习课本来完成。

再次，设计过程中，通过查阅相关书籍，上网搜索相关资料，拓展了自己的知识范围。并培养了自己独立解决问题的能力。

最后，培养了自己严谨认真，实事求是的好习惯。一个复杂的电路原理图，涉及到很多的接线与元器件，任何一根线连接错误，都有可能导致输出不正确。连线的时候，要特别注意结点。每完成一个电路原理图，要记着保存。参数的选择要准确。板块的布局要紧凑美观等等。所有的这些，都是我在课堂上学不到的。通过对细节的修正，使自己设计的电路图更加符合实际的功能要求。

这次数字电子综合实验培养了我的动手能力，独立思考并解决问题的能力，创新能力。通过这次实验，加深了我对所学知识的理解。并建立了做一个综合实验的思路。在以后的学习过程中，除了要认真学习理论知识，还要把理论和实践有机的结合起来，促进自己综合能力的提升。

1.设计流程图

2.总线路图

2、八路抢答器

抢答器的应用非常普遍，可用在各种竞赛中。本题目的设计要求如下：

（1）当主持人按下抢答开始按钮，同时喇叭发出嘀的一声，八路抢答开始。

（2）八路抢答按钮的编号分别为1~8，一次只能有一人抢答成功。

（3）当某一路抢答成功时，发光二极管立即点亮，并在数码管上显示该路的号码。直到主持人按复位开关为止，其他人再抢答无效。

（4）当主持人按复位按钮后，必须下次重新按开始按钮才能抢答。

1、核心器件

仔细分析直到，抢答器的输入为八路抢答按钮及主持人控制的抢答开始和清零两个按钮。抢答器的输出为一个发光二极管、一个数码管和一个蜂鸣器。 因为要把八路的开关量转变为对应的数字来显示，而显示译码器接受的是BCD码，所以这里要用到8-3线编码器。而74LS148是一个中规模且具有优先编码权限的集成器件，它的优先权按输入端编号从高到底。74LS148的引脚图如下图所示：

EI是使能端，低电平有效。EO和GS都为输出，且互反。当EI有效，且正常编码时，即八路输入中有任一个输入有效，则EO为高电平，GS为低电平；如果没有一路输入为低电平，则EO为低电平，GS为高电平。这两个引脚通常用于芯片的扩展。

2、题目分析与设计

为了使数码管正确显示每一路输入对应的编号，还必须把74LS148的反码再正过来。加反相器使不行的，因为编码器是组合逻辑电路，信号不能呢个保持，一旦某一路的抢答按钮抢答结束，输入的编码就不复存在了，数字无法持续显示，所以必须使用锁存器电路，对74LS148的输出进行取反的同时并锁存，直到复位信号到来。

八路抢答器的原理图如下图所示 ：

下面分块来介绍设计原理。

1、编码部分

由八路电阻与按钮串联再电源和地之间，中间点引出接到优先编码器74LS148的八个输入端，S1-S7分别接到输入1-7，而S8接到输入0上，当s8动作时显示8.这样使抢答者的编号1-7正好与编码器的输入和输出对应上。

六个D触发器用来锁存信号，只使用异步输入端，相当于低电平输入有效的RS锁存器。中间三个D触发器的异步置位S端接编码器的三个输出，经过反相保持后接到显示译码器的输入端，异步清零端R接到另一个D触发器U5：B的Q’端，由复位按钮来控制。

输入s8按钮接到了74LS148的输入0上，而它的优先权是最低的，也就是只要没有其他输入有效就会编0的编码，造成次开关按下或不按下都显示0.这样的话，我们可以直接把这s8经锁存器U3：A接到74LS48显示译码器的测灯输入端LT，只要s8按下就显示8，这样s8的优先权就变成最高的了。而8位抢答

者之间没有优先权之分的，所以无论谁先抢答，此时会使74LS148的GS信号为高电平，把此信号经过D触发器U5：A锁存再与置位、复位信号相或产生74LS148的使能信号。当开始按下后，U5：B异步置位，此信号作为U5：A的时钟使其输出高电平与U5：Ｂ的输出相或，来封锁74LS148的使能信号EI，达到s1-s8中任一个开关按下后其他开关不起作用。

2、复位部分

复位部分是由两河电阻串联两个按钮以及一个D触发器u5：B组成。按下复位按钮，使u5：B的异步置位S有效，Q’端为低电平，使电路图中上排的五个锁存器及U5：A全清零。

这时显示译码器接受到输入为0的信号，而从U6：A的Q端送来的低电平信号接在74LS48的灭零输入端RBI，即当输入ABCD皆为低而5端又为低时，输出什么也不显示。

复位按钮按下后，由于处于灭零显示状态，使EI为高电平，故抢答器不起作用。只有开始按钮按下后才起作用。

3、显示部分

显示部分电路一是数码管显示，二是发光二极管显示。

数码管显示主要注意两点：

显示8时使用测灯输入端LT为低来实现，而该显示0时则采用灭零输入端RBI为低来转换。

复位时采用灭零显示。

发光二极管显示比较简单，只要有抢答就开始亮，直到复位。它是两部分信号的或逻辑产生的高电平来点亮发光二极管。一是S8抢答有效，二是s1-S7抢答有效。

4、调试过程 ：

开始后，8位的其中一位若按下抢答器后，则显示在数码管上。

若输入s8按钮接到了74LS148的输入0上，而它的优先权是最低的，也就是只要没有其他输入有效就会编0的编码，造成次开关按下或不按下都显示0.这样的话，我们可以直接把这s8经锁存器U3：A接到74LS48显示译码器的测灯输入端LT，只要s8按下就显示8，这样s8的优先权就变成最高的了。而8位抢答者之间没有优先权之分的，所以无论谁先抢答，此时会使74LS148的GS信

号为高电平，把此信号经过D触发器U5：A锁存再与置位、复位信号相或产生 74LS148的使能信号。当开始按下后，U5：B异步置位，此信号作为U5：A的时钟使其输出高电平与U5：Ｂ的输出相或，来封锁74LS148的使能信号EI，达

到s1-s8中任一个开关按下后其他开关不起作用。

总结

通过这次的课程实践，让我学到了很多的东西，对于数电本来不是很好的我，说是受益匪浅。

在这次的实践活动过程中，同学之间互帮互助，互相讨论，研究，加强了和同学间的合作。并且学到了很多的知识。了解电子技术，加深了实践内容。 在使用软件protues中，我更加明白了做事情要细心，由于几个元器件选择错误，导致了不能运行，在检查错误以后，及时的更正。

上课的过程中，学得到了很多的知识，包括元器件的识别，以及选择，还有一些最基本的使用软件的方法。

在这次的 实践过程中，由于要用到许多的专业知识，所以又重新翻看了书本。巩固了自己的知识。

我这次的感触很深，不学好自己的专业课知识是万万不行的，而且还要进行更加深入的理解和研究。另外在设计过程中会出现各种各样的问题，懂得了一些解决问题的方法，也提高了我的解决问题和发现问题的能力，加强了解决问题的深入点进而提高了应变的能力。

所以，在今后的学习过程中，我会更加努力的。

 

第二篇：《模拟电子技术基础》实验报告

实验报告

实验名称______________________

课程名称 电子技术实验（模拟）

院 系 部:                        专业班级：

学生姓名：                       学    号:

同 组 人:                         实验台号:

指导教师：                     成    绩：

实验日期:

华北电力大学

实验报告要求：

一、实验目的及要求

二、仪器用具

三、实验原理

四、实验步骤（包括原理图、实验结果与数据处理）

五、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见。）

  六、实验原始数据

附页1

附页2

                         实验原始记录粘贴处