数字电路实训报告-30秒倒计时
实训报告
实训名称：专业：电子信息工程班级：姓名：于孟飞学号：指导老师：程光老师实习时间：
数字电子技术实训
0906班07090640
09-10第2学期第15周
实训目的：1．掌握30s倒计时器、抢答器工作原理。2．加深对4511、192、161等IC功能和管脚作用的熟悉。3．学会通过原理图合理布线。4．锻炼通过布线图焊板的能力。5．学会在出现问题时通过原理检查电路存在的问题。实训设备：共阴数码管*2、4511*2、74LS192*2、74LS161、74LS00*2、74LS04、555、5.1K电阻*4、4.7K电阻、10uF电阻、万能板、发光二极管、按键开关、3脚拨打开关、103P电容、跳线若干、相关焊板工具、5V直流稳压电源、万用表、示波器等实训内容：周一：（电路原理分析）老师分别对抢答器和30s倒计时器的原理及细节性问题做出分析和说明,并给出原理图。因为我选的是30s倒计时，下面就是具体原理图：它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始倒计数；当暂停／连续开关拨到相应位置起到暂停和继续的功能，当译码器显示“00”时同时LED报警灯亮。周二：（布线）通过对原理图的分析合理布线，使得该电路板焊接飞线最少，布局相对合理美观。我的布线图如下：布线时首先要明确自己的万能板大小，合理分布走线并计算在实际安放IC时的位置和间隔距离，要留足走线空间，布线完成后查漏补缺，坚决不能出现少接或接错，检查每个IC的供电是否接通，首先在布线图上做到无误。周三：（焊接电路板）检查元件数量，进行常规检测，按照布线图将元件座固定在相应位置，按照布线图走线，在布线过程中要先焊靠近IC的线，然后再依次往外，防止留空不够。要注意漏锡是否在对面短接到飞线或一线元件管脚，焊接的走线尽量细，以免出现短路，应为是正面视角布线注意反焊板时不要弄错位置。把元器件全部按照布线图完成走线。周四：（电路检测）对已焊接完成的电路进行冷态测试，看电路是否存在短路，检测所有IC地线和5V供电是否接通，在检测无误后通电。观察电路是否可以按照设计实现功能，如果出问题则依照原理检测问题。我的电路接通电后发现在复位后预置数正确，为30，但在拨通连续开关后无递减变化，应为预置数正确，首先排除4511和192的问题，想到可能是没有脉冲，所以用示波器检测555的3脚输出，发现有脉冲产生，继续测试161的2脚，发现无脉冲，分析可能是与非门00的问题，经检测发现与门的一个输入有脉冲，另一个输入在拨通连续后电位没变化，检测发现是与门构成的触发器不起作用，万用表测试电路虚焊，处理后仍没递减，但这次161的2脚出现脉冲，排除555、暂停开关问题，发现非门输入输出电位一样，检测发现短路，原因为漏锡短接到正面飞线且挡到没有发现，排除故障后发现工作正常，在检测中发现问题最好不要继续通电测试，尤其是发现IC发烫的时候，到此检测完成。周五：（总结实训）让老师检测电路板制作情况，并认真听取老师对电路板的评价和其中的不足以便改进，对实训的经过做一回顾，对从中产生的问题做出分析，整理出现问题的主要原因，以便下次焊接不出现类似错误，整理数据做出实训报告。实训总结：1:通过实训进一步加深对逻辑电路和一些常用IC如4511、161、192、555等应用的熟悉和掌握，通过老师讲解明确和理解抢答器和篮球30s计时器的工作原理及一些电路元件的重要参数等。2:通过实训明确原理图与布线图的不同，并在老师的指导下学会通过原理图如何合理布线，合理安放管脚座，如何在最少飞线的情况下布出既合理又美观的电路，实现功能。在布线中尤其注意各IC的供电线，一般供电线不会在原理图中画出,注意长宽的线总数不能超过电路板实际可容纳的长宽线数等。3:通过实训进一步锻炼了焊制电路板的能力，学会如何通过一张正面布线图在电路板反面焊接，在焊接时走线的焊接顺序等。4:通过实训学会使用布线图及工作原理等检测出现错误的电路，使其实现功能。5:通过实训把理论知识赋予实践，发现了数字电路的真正制板与实验搭线的不同。6:通过实训明白数字电路的安装、焊接过程是一个考验人耐心的过程，对电路的安装、焊接、分析、调试要一步一步来，不能急躁，在测试问题时对电路原理的理解显得尤为重要，只有明白原理才能很好排除故障，当然完成此次电路制作与老师的辛勤指导也是有很大关系的，很感谢老师每天指导我们完成这次实训，总之这次实训是一次很好的理论结合实际的锻炼，从中受益匪浅。评语：A优B良C中D及格E不及格基本内容是否齐全，能否达到字数要求，按ABCDE评定：实训内容是否全面、有条理、有层次、有轻重，按ABCDE评定：实训收获总结是有条理，是否能谈到问题的实处，按ABCDE评定：总评：老师签名：程光
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成绩评定指导老师
实训报告
实训名称：数字电子技术实训
专业：计算机控制班级：控制1117姓名：凌志聪学号:07111734指导老师：朱勇萍
实训时间：201*年6月4日至6月8日
项目：30秒倒计时设计要求：1.用数字显示30秒。可以实现倒计时。2.可以在任意时刻进行复位、暂停，继续，要求可靠方便。3.当倒计时完毕能自动亮灯警报。实训目的：1．掌握30s倒计时器电路工作原理。2．加深对4511、192、161等IC功能和管脚作用的熟悉。3．学会通过原理图合理布线。4．锻炼通过布线图焊板的能力。5．学会在出现问题时通过原理检查电路存在的问题。实训设备：元器件：CD4511....................................................2片74LS192...................................................2片74LS00....................................................2片74LS04...................................................1片74LS161...................................................1片NE555.....................................................1片共阴LED数码管（一位）....................................2块发光二极管...............................................1颗万用板....................................................1片若干电阻与电容工具：M47万用表................................................1台数字电源.................................................1台936焊台（电烙铁）.......................................1台
实训内容：周一：（电路原理分析）朱老师分别对抢答器和30s倒计时器的原理及细节性问题做出分析和说明,并给出原理图如下图1。131211109151413121110915141413121115Q0Q1Q2Q3RCOQAQBQCQDQEQFQGQAQBQCQDQEQFQGU174HC4511U274HC4511U574LS1618U9QDC37ENPENTCLKLOADMRLTBILE/STBLTBILE/STB3456D0D1D2D3R710291ABCDABCD5CVVCC4R55.1kR64.7k712634571263452GNDTRTH6BO2BO1C2100.1uF155512131213C110uF3267Q0Q1Q2Q3TCUTCDQ0Q1Q2Q374LS192TCUTCDU33267U474LS192U7:E74LS04UPDNPLMRUPDNPLMRD0D1D2D3D0D1D2D3811U8:BU6:C74LS0056474LS00151109541114151109R15.1k5411141011U7:A自动2174LS04U7:B3274LS0074LS04349U6:A1U6:D74LS003U8:A74LS00R35.1kR45.1k13121U7:CBO1574LS0464651274LS0474LS00U6:B暂停继续U7:DBO2132原理图1它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接置数、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。译码显示电路由4511和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始倒计数；当暂停／连续开关拨到相应位置起到暂停和继续的功能，当译码器显示“00”时同时LED报警灯亮。555工作原理：多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。不难理解，接通电源后，电
路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc之间变化。图1（b）所示为工作波形。图1555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形4511工作原理：CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511是一片CMOSBCD锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图2所示。其中abcd为BCD码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。另外CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是7段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观图3是CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只CD4511和LED数码管即可。所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。输出输入LEXX000BIX0111LI01111DXX000CXX000BXX001AXX010a10101b10111c10110d10101e10101f10100g10001显示8消隐01
0000000000000111111111111111111111111111110000011111111X0111100001111X1001100110011X1010101010101X1010111000000110011100000011111110000001011010000000锁存000101000000001110110000011110110000003456789消隐消隐消隐消隐消隐消隐锁存74LS192工作原理：74LS192是同步可逆递增/递减BCD计数器74LS192具有下述功能：①异步清零：MR=1,Q3Q2Q1Q0=0000，此功能可实现计数器的清零）。②异步置数：MR=0,=0,Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。③保持：MR=0,CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态。④加计数：CR=0,⑤减计数：CR=0,=1,CPU=CP,CPD=1,Q3Q2Q1Q0按加法规律计数。=1,CPU=1,CPD=CP,Q3Q2Q1Q0按减法规律计数。
其功能表如下：输入MR输出P3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000××011×1××1××××00dcbadc00ba××××加计数××××减计数192真值表74LS161工作原理:74LS161模块是一个16进制的加法器，也是可以设定初始值，并通过使能端控制芯片进行减法运算，并在每计数一个周期进位端输出一个高电平信号。输入CR输出D3×dD2×cD1×bD0×aQ30dQ3Q3Q20cQ2Q2Q10bQ1Q1Q00aQ0Q0CPLD×EP×ET××0×1111↑↑↑↑0×10×××××1××××××111××××状态码加
RS触发器的工作原理：RS触发器的电路如图1所示。它是由两个与非门，按正反馈方式闭合而成，也可以用两个或非门按正反馈方式闭合而成。下图是基本RS触发器逻辑符号。基本RS触发器也称为闩锁（Latch）触发器。输入输出RSQn+100保持01110011不定态RS触发器真值表周二：（布线）通过对原理图的分析合理布线，使得该电路板焊接飞线最少，布局相对合理美观。布线时首先要明确自己的万能板大小，合理分布走线并计算在实际安放IC时的位置和间隔距离，要留足走线空间，布线完成后查漏补缺，坚决不能出现少接或接错，检查每个IC的供电是否接通，首先在布线图上做到无误。周三：（焊接电路板）检查元件数量，进行常规检测，按照布线图将元件座固定在相应位置，按照布线图走线，在布线过程中要先焊靠近IC的线，然后再依次往外，防止留空不够。要注意漏锡是否在对面短接到飞线或一线元件管脚，焊接的走线尽量细，以免出现短路，应为是正面视角布线注意反焊板时不要弄错位置。把元器件全部按照布线图完成走线。周四：（电路检测）对已焊接完成的电路进行冷态测试，看电路是否存在短路，检测所有IC地线和5V供电是否接通，在检测无误后通电。观察电路是否可以按照设计实现功能，如果出问题则依照原理检测问题。我的电路接通电后发现在复位后预置数正确，为30，但在拨通连续开关后无递减变化，应为预置数正确，首先排除4511和192的问题，想到可能是没有脉冲，所以用示波器检测555的3脚输出，发现有脉冲产生，继续测试161的2脚，发现无脉冲，分析可能是555的问题，换另一个555重新检测按一下置数按钮就可以看到数码管从30递减到00，然后报警（LED发光）工作正常。电路实况图3：周五：（完成实训报告）把实验品拿给朱老师检查，认真听取朱老师分析解析。自己再次领会并深刻理解30S倒计时电路的工作原理并完成实训报告。
74LS0074LS0474LS161管脚图74LS192管脚图555管脚图4511管脚图各芯片管脚图
实效图3背面焊接图
实训总结(谈收获)：1:通过实训进一步加深对逻辑电路和一些常用IC如4511、161、192、555等应用的熟悉和掌握，通过朱老师讲解明确理解篮球30s计时器的工作原理及一些电路元件的重要参数等。2:通过实训明确原理图与布线图的不同，并在老师的指导下学会通过原理图如何合理布线，合理安放管脚座，如何在最少飞线的情况下布出既合理又美观的电路，实现功能。在布线中尤其注意各IC的供电线，一般供电线不会在原理图中画出,注意长宽的线总数不能超过电路板实际可容纳的长宽线数等。3:通过实训进一步锻炼了焊制电路板的能力，学会如何通过一张正面布线图在电路板反面焊接，在焊接时走线的焊接顺序等。4:通过实训学会使用布线图及工作原理等检测出现错误的电路，使其实现功能。5:通过实训把理论知识赋予实践，发现了数字电路的真正制板与实验搭线的不同。6:通过实训明白数字电路的安装、焊接过程是一个考验人耐心的过程，对电路的安装、焊接、分析、调试要一步一步来，不能急躁，在测试问题时对电路原理的理解显得尤为重要，只有明白原理才能很好排除故障，当然完成此次电路制作与老师的辛勤指导也是有很大关系的，很感谢老师每天指导我们完成这次实训，总之这次实训是一次很好的理论结合实际的锻炼，从中受益匪浅。
考核内容：1、基本内容是否齐全，能否达到字数要求。2、实训内容是否全面、有条理、有层次、有轻重。3、实训收获总结是有条理，是否能谈到问题的实处。4、出勤情况。总评：老师签名：（说明：考核成绩分为：优秀、良好、中、及格、不及格）
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