数字电子技术实习报告

1目录第一篇数字电路设计··············································2摘要·····························································21实习目的·······················································32电路设计·······················································32.1方案论证····················································32.2电路原理图及工作原理、实现的功能、参数计算··················33电路Multisim仿真···············································73.1仿真过程····················································73.2仿真结果····················································83.3操作流程图··················································94结束语·························································105参考文献·······················································11第二篇数字电路实习··············································12摘要·····························································121实习目的························································132电路设计························································132.1方案论证及确定···············································132.2电路原理图及工作原理、参数计算·······························143电路制作························································183.1电路板制作···················································183.2电路焊接及调试···············································184结束语··························································195参考文献························································20附录······························································212第一篇数字电路设计摘要本设计采用十进制计数器74LS192，7位2进制计数器4024，双四入与门4082以及主要由555芯片构成的时钟脉冲电路，可以实现分秒倒计时功能，同时可以预置数。31实习目的1）学会使用Multisim软件仿真2）掌握组合逻辑电路的设计方法3）学会如何分析电路，如何用软件调试电路2电路设计2.1方案论证本实验要实现倒计时功能，可以使用计数器，本实验选用74LS192；采用555芯片接成多谐振荡器作为时钟源，4用4024作为分频电路即可设计出电路，这种电路时钟脉冲稳定，可靠性好，分频器性能也较好，可以采用。2.2电路原理图及工作原理、实现的功能、参数计算1）置数控制由开关1控制，并由拨码开关置数，如图所示，此时计数器被置为35，开关闭合时自动进行计时。52)时钟脉冲电路主要由555芯片构成由图知多谐震荡器的周期为T=(R1+2R2)C2ln2≈0.026s（实际测得约为1s，软件仿真周期与实际不同）3）分频电路由7位2进制计数器4024及双四与门4082构成，由图易算得4024由0000000计数到0111100，为60进制，可对555产生的时钟脉冲进行60分频，进而实现对分钟的计数。64）减计数原理本部分有2片十进制计数器74LS192D，U5之DOWN端接脉冲输出端（见总图），进行减计数，同时U4、U5的UP接高电平，封锁加计数功能；U5借位输出接U4，当个位由0到9时向高位借一；并由双四D触发器进行辅助控制。（74LS192具体功能见附录）73电路Multisim仿真Multisim电路仿真功能强大，是目前很常用的仿真软件。3.1仿真过程1）打开Multisim软件2）载入电路原理图3）使用电气规则检查，并排除错误4）设置电路仿真相关参数（仿真基时间设置）5）点击仿真按钮进行仿真6）观察仿真结果，并进行调试打开Multisim软件载入电路原理图使用电气规则检查，并排除错误设置电路仿真相关参数（仿真基时间设置）点击仿真按钮进行仿真观察仿真结果，并进行调试83.2仿真结果图（仿真停止状态）93.3操作流程图开关1断开置数开关1闭合秒开关闭合计时时间到秒计时分计时灯亮结束开始YesYesYesYes104结束语本次实习主要是软件设计和调试，电路较为复杂，在实习中需要使用Multisim软件，但自己先前并未使用过该软件，因此必须通过自我学习来完成任务，仿真时常常遇到意想不到的问题，只能求教其他同学，通过同学之间的交流来提升自己，锻炼了自己读电路的能力，了解了一些芯片的功能，同时也让自己的专业技能得到锻炼，为进一步的硬件设计打好基础。另外也要感谢这次实习中的老师们，是她们给予了我无私的教导。115参考文献[1]阎石.数字电子技术基础5版，北京：高等教育出版社，2006[2]童诗白华成英模拟电子技术基础4版，北京：高等教育出版社，2007[3]王晓燕电子技术基础实验教程南京：东南大学出版社，200812第二篇数字电路实习摘要本设计采用双向移位寄存器74LS194进行移位控制，双四入与门74LS20以及主要由555芯片构成的时钟脉冲电路，可以实现彩灯循环左移、右移功能。131实习目的1）学会使用Multisim软件仿真2）掌握组合逻辑电路的设计方法3）学会如何分析电路，如何调试电路4）了解制板流程，锻炼焊板能力。2电路设计2.1方案论证本电路要求实现彩灯循环可控移位，可以采用双向移位寄存器74LS194来实现，可以采用555芯片接成多谐振荡器作为时钟源，这种电路时钟脉冲稳定，可靠性好，可以采用。142.2电路原理图及工作原理、参数计算1）时钟脉冲电路是由555芯片组成的多谐振荡器，周期T=（R1+2R2）C2ln2=1.06s≈1s。可以通过改变R1、R2或者C2来改变其周期。图中OUT输出端接双向移位寄存器的脉冲输入端。152）由74LS194组成的移位电路，左右移控制位S0、S1；SL、SR用来填补空缺数字；CLK接多谐振荡器的脉冲输出端；具体功能见附录之74LS194功能表；300Ω电阻起限流作用，防止LED灯被烧坏；4入与非门74LS20产生的信号用来清零，以实现循环功能；而47KΩ的电阻及22uF的电容利用电容的冲放电作用来延迟CLK的置零作用，电阻用来控制冲放电速度，由此可控制最后一个灯亮的时间。163）总电路图（仿真）174）操作流图接通电源开始左移控制有效循环左移循环右移S1，S0相同且为1彩灯全灭彩灯保持切断电源结束NoNo183电路制作3.1电路板制作1）取出打印好的转印图；2）选取好的覆铜板，以制作好的电路图；3）将覆铜板用费细砂纸或粗布清理干净；4）将覆铜板和打印好的热转印电路图固定好；5）放入热转印机中，转印电路图；转印温度在125度以上；6）将已转印好的覆铜板放入腐蚀机中，进行电路腐蚀；7）将腐蚀好的板子捞出、清洗干净；8）涂松香水抗氧化；9）利用裁板机裁制大小合适的覆铜板；10）将电路原理图转印为PCB图，就是布置实际电路图，根据集成芯片的尺寸、管脚功能、其他元件的大小对器件进行布局及连线。一般地线、电源线为边线；集成芯片和元件在元件面，导线焊在焊锡面；注意集成芯片的正反面转换、二极管的极性、三极管的极性；11）根据实际电路图在转印好的覆铜板上按需要做好标记，只有需要的地方进行钻孔导线可以不钻孔；12）在覆铜板上做了标记的位置上用视频电钻打孔（用左手按牢印制板，将要钻的孔位移到坐标线的中心，右手轻按钻机右侧的电键，该钻孔即可钻成）；13）清理板子；14）进行焊接，焊接时焊锡不要用太多，电阻电容等元件的管脚高度最好一致，多余的剪掉，导线布置成横平竖直状、呈直角。3.2电路的焊接及调试焊接电路时要注意1)焊接时用左手握住焊锡，右手拿烙铁，将两者贴放在需焊接的元件管脚处，完成焊接。另外焊锡不要太多，要注意焊点的饱满，尽量减少漏焊、虚焊、错焊，以避免不必要的麻烦。2）调试时用万用表测试各种元件的元件特征，并注意各芯片的管脚是否有连接错误，如果有误，应及时改正；在检查完毕后到数字电子技术实验台上进行测试，看是否能完成预期功能，若仍有误，继续检查。194结束语本次实习主要是硬件设计和调试，电路较为简单，但需要独立制板，焊板，因此工作量较大，并且焊接时容易出现问题，硬件的调试也略显复杂；当然，通过同学之间的交流来提升自己，锻炼了自己的动手能力，了解了一些芯片的功能，同时也让自己的专业技能得到锻炼。另外也要感谢这次实习中的老师们，是她们给予了我无私的教导。205参考文献[1]阎石.数字电子技术基础5版，北京：高等教育出版社，2006[2]童诗白华成英模拟电子技术基础4版，北京：高等教育出版社，2007[3]王晓燕电子技术基础实验教程南京：东南大学出版社，200821附录1）实物图74LS2074LS74555芯片222)555定时器接成多谐振荡器的工作原理波形图233）74LS194,74LS192,74LS74功能表