南京理工大学电工电子综合实验.doc

电工电子综合实验 实验报告 数字计时器设计 姓名： 学号： 学院：自动化学院 专业：自动化 2013-9-6 一 、实验目的： 1、掌握常见集成电路实现单元电路的设计过程。 2、了解各单元再次组合新单元的方法。 二、实验要求： 实现0分0秒到59分59秒的可整点报时的数字计时器。 三、实验内容： 1、设计实现信号源的单元电路。 2、设计实现0分0秒到59分59秒的计时单元电路。 3、设计实现快速校分单元电路，含防抖动电路。 4、加入任意时刻复位单元电路。 5、设计实现整点报时的单元电路。 四、实验所用元件及功能介绍 元件型号 数量 NE555 1片 CD4040 1片 CD4518 2片 CD4511 2片 74LS00 3片 74LS20 1片 74LS21 3片 74LS74 1片 电容0.047uf 1个 电阻150 4个 电阻1k 1个 电阻3k 1个 单字屏共阴极数码管 2块 蜂鸣器 1个 开关 2个 2、主要芯片引脚图及功能表 2.2.1、CD4511译码器 图2.2.1 CD4511译码器引脚图 表2.2.1 CD4511译码器功能表 输入 输出 LT BI LE D4 D3 D2 D1 g f e d c b a 字符 测灯 0 × × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 8 灭零 1 0 × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐 锁存 1 1 1 × × × × 显示LE=0→1时数据 译码 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 2 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 3 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 4 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 5 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 6 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 7 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 9 2.2.2、CD4518计数器 图2.2.2 CD4518BCD码计数器引脚图 表2.2.2 CD4518BCD码计数器功能表： 输入 输出 CR CP EN Q3 Q2 Q1 Q0 清零 1 × × 0 0 0 0 计数 0 ↑ 1 BCD码加法计数 保持 0 × 0 保持 计数 0 0 ↓ BCD码加法计数 保持 0 1 × 保持 2.2.3、CD4040分频器 图2.2.3 CD4040分频器引脚图 2.2.4、NE555定时器 图2.2.2 NE555定时器引脚图 表2.2.2 NE555定时器功能表 (引脚4 ) Vi1(引脚6) Vi2(引脚2) VO(引脚3) 0 × × 0 1 2/3Vcc 1/3Vcc 0 1 2/3 Vcc 1/3Vcc 1 1 2/3 Vcc 1/3Vcc 不变 2.2.5、74LS74 D触发器 图2.2.5 74LS74D触发器引脚图 表2.2.5 74LS74D触发器功能表 输入 输出 CP D 清零 × 0 1 × 0 1 置“1” × 1 0 × 1 0 送“0” ↑ 1 1 0 0 1 送“1” ↑ 1 1 1 1 0 保持 0 1 1 × 保持 不允许 × 0 0 × 不确定 2.2.6、74LS00 双四与非门 图2.2.6 74LS00双四与非门引脚图 2.2.7、74LS20 四入双与非门 图2.2.7 74LS20 四入双与非门引脚图 2.2.8、74LS21四入双与门 图2.2.8 74LS21四入双与门引脚图 3、电子计时器设计原理 3.1、各部分电路解析 3. 1.1、脉冲发生电路 脉冲发生电路即为电子计时器产生脉冲的电路，本文采用NE555振荡器和CD4040分频器产生实验所需要的脉冲信号频率其中：f0=1.44/[(R1+2R2)C]=4.38kHz R1=1KΩ,R2=3KΩ,C=0,047uF。CD4040的最大分频系数是2 ，即Q12= f0/2 =1Hz（理论值为1.068579Hz，每小时慢231.04秒），从Q12可以输出1Hz，从Q