实践部分第13组24分钟循环计数器.doc

电子电路课程设计实践部分实验报告 课题名称：焊接24分钟循环计时器 班 级： 09电气工程及其自动化1班 组员1： 092521 林福明 组员2： 092522 谢涌 指导教师：王晶晶同 济 大 学年 月 日一、实验题目 焊接24分钟循环计时器二、实验目的 1、使学生学会并熟练掌握印刷电路板的焊接方法； 2、使学生了解电子电路设计的实现与调试过程； 3、使学生加强相关知识点的理解并学会初步运用； 4、使学生掌握科技论文的写作方法与要求； 5、使学生动手能力和综合能力得到进一步提高。三、实验要求1学会查阅资料和手册，学会选用各种电子元器件。2掌握常用的电子仪器仪表使用，如直流稳压电源、直流电压、电流表、信号源、示波器等。3学会掌握安装电子线路的基本技能和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题。4、按统一原理电路图进行24分钟循环计时器电路板焊接与调试 5、计时器能24分钟循环计时，按分、秒六位显示 6、可上电复位7、有校准功能8能够写出完整的课程设计总结报告。四、实验原理（一）原理框图如下图：（二）计时器构成分析计时器主要由时钟振荡电路，计数电路，译码显示电路，清零电路，校准电路构成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送人计数器进行计数，把累加结果以分、秒得数字显示出来。分显示由24进制计数器、译码器、显示器构成，秒显示由六十进制计数器、译码器和显示器构成。计时出现误差，可由校准电路校准。1、时钟振荡电路555多谐振荡器产生1KHz2、秒脉冲产生三个十进制计数器构成分频比为1000的分频电路，将555多谐振荡器产生的1KHz时钟脉冲转化为标准秒脉冲信号。3、计数电路 分计数电路：采用两片CD40192B首先设计出一百进制的计数器，在24（00100100）处直接取出所有为1的端口，然后依次经过与门，非门后给置数端，采用置数法完成二十四进制，预置数为0000，计数范围为023。 秒计数电路：类似于分计数电路，采用两片CD40192B首先设计出一百进制的计数器，在60（01100000）处直接取出所有为1的端口，然后依次经过与门，非门后给置数端，采用置数法完成二十四进制，预置数为0000，计数范围为059。4、校准电路电路中存在一个开关，当开关打到正常档时，计数器正常计数。当开关打到校分档时，分计数器进行快速校分，即分计数器可以不受秒计数器的进位信号控制，而秒计数器保持。在任何时候，拨动校分开关，可以进行快速校分。即令分计时器快速计数，而秒位保持。5、上电复位电路 当电源接通时电阻电容构成的电路充电，形成一个高电平脉冲，经过与门、非门构成的逻辑电路，接到计分计秒电路CD40192B芯片的清零端，所有计时器清零，LED显示管显示0000，完成上电复位6、译码驱动及显示电路 七段显示译码器MC14511B与共阴极数字显示器SW2-401C构成译码显示单元，译码器将输入的四位二进制代码转换为显示器所需的7个段信号ag，显示数码管显示出相应的数字。五、实验过程 1、焊接学习 在开始实践前，我们首先学习了焊接技术。 2、原理分析 焊接前，首先把电路原理图认真看懂，理解图中每一个部分的功能作用，以及整个电路的运作过程。此外，把电路中涉及到的元器件引脚功能查清楚。 3、电路焊接 根据电路原理图进行电路板得焊接，焊接过程中规划好电路板的整体布局，注意安全。 4、调试对焊接完成后的电路板进行功能测试，找出电路中的错误，解决问题并校准时间。六、实验器材与元件1. sw2-401c共阴极数码管 2个 2. CD4511B译码器 4个 3.CD74HC192计数器 4个 4.CD4081BE与门 1个 5.CD4069UBE非门 1个 6.ICM556 1个 7.CD4518BE计数器 2个 8.滑动变阻器 1个 9.开关 1个 10.电容 3个 11.电阻 30个 12.导线 若干七、实验中所遇到问题、分析及解决1、导线的布局及其焊接是印刷电路板，只是普通的电路板，这就注定了在电路板的反面要接N多的导线，复杂的电路图，加上布局不够合理，直接导致后面焊接过程中焊接的难度加大，在密密麻麻的导线中要找准管脚，再用电烙铁将导线焊上，实则不易，一不小心还会将已经焊好的导线烫坏。这严重增加了我们的工作量，只要焊错一条导线，都将导致最后电路无法正常工作，也会给之后调试与检查问题增加难度。还好，我们小组两人还是比较认真仔细的，到最后全部的导线都焊接成功且准确。我们从中得出的教训是不能急于焊接导线，在之前必须规划好整个电路的布局，能少用导线尽量少用，哪些导线要先焊接，哪些要后焊接，都要考虑清楚。2、电焊的使用之前都没使用过电烙铁，还是有点难度的，老师也讲解了电烙铁的使用方法以及应注意的地方，焊锡接触及其焊点的形状。因为电烙铁温度很高，一旦不小心碰到就会被烫伤，所以我们在焊接过程中时刻小心谨慎着，焊完就放在电焊座上，以免被烫伤。3、数码显示不亮当我们焊接完全部导线后，检查完相关部分后，就在后面的实验箱上开始调试，可当我们接好电源，接好地，拨动开关后，数码显示根本就启动，我们想肯定出了啥问题，电源接通了，没问题，在焊接过程中导线也连接正确了，应该不会是这个问题导致，所以我们着眼于正面的芯片问题上，芯片是统一发的，可能是管脚接触问题吧，果然，有个芯片的管脚没有压紧，接触不良，才导致电路没有正常工作，当我们解决完问题后，再次接通电源，电路就可以正常工作了，开始计时了。八、实验结论数字计时器是一种用数字电路实现计时的钟表，具有计时精度高的特点。本次实践中设计的24分钟循环计数器是基于逻辑门电路构成的，设计电路简单，但却能完成精确的计时且具有时钟上电复位、校时等基本功能。虽然由于焊接点的阻抗，导线传输延迟等因素，电路存在些许不稳定，但基本达到实践要求。通过动手实践，让我们把理论知识和实践联系到了一起，我们基本掌握了电路板的焊接方法，懂得了电子电路设计的步骤和调试方法。九、实验个人体会1.林福明 课程设计马上就要结束了，这次走进实验室，完成一次电路的焊接，我觉得这个实践环节让我们学到了很多，再一次巩固了已学知识的理解和认识。在实际应用中，我们懂得了用我们已有的知识去解决所面临的问题，对于我们不懂的知识，询问指导老师以及查找相关资料也可以将问题解决。对于我们工科学生，动手实践能力可以说是及其重要的，理论知识学的再好也要把其运用到实践中去，这样才能做到学有所用。 在这次的课程设计实践环节中，虽然老师给定了电路图，但是重点却是放在动手实践焊接中。把那么复杂的电路图焊接到一块小小的电路板上，也是有挑战性的。首先我们在老师的指导下，熟悉了电路板焊接的基本步骤及其注意事项。首先先读懂电路图，了解整体的功能，然后再根据元件的位置进行布局，在电路板正面先放好芯片底座，在背面将其引脚焊接好，然后照着电路图将导线一根根焊上。在焊导线过程中出现了很多问题，在导线多的情况下，再接着焊导线就十分困难了，电烙铁经常与相邻的导线相碰。而且管脚被导线覆盖导致连线过程中要及其小心谨慎，不然就会焊错管脚，整个电路到最后都无法正常工作。终于在小组搭档的配合下完成了整体导线的焊接工作，虽然密密麻麻的导线不太美观，但是没出错，功能正常。调试时由于芯片接触问题一度陷入纠结中，还好及时找出原因并解决问题，最后电路得以正常工作。2.谢涌不知不觉到了，这次电子电路课程设计的实践环节，这次我们的任务是到实验室制作一个数字电子钟。数字电子钟电路的理论原理我们在数字电路技术这门课程中就已经学过了，而且其实说白了原理并不复杂。但是这次的要求并不是让我们做题，要做的是货真价实的电路！王老师在讲述了技术要领和安全事项后，就让我们自行去完成电路的制作。电路图发到手中，大致看了一遍之后果然并不复杂，所需要的元件仅仅只有13个芯片还有几个电容和电阻，其间通过若干导线将之连接起来就行了。如此看似“简单”的电路却安排了三天的功夫让我们制作，不禁心中暗喜。总所周知，理论跟实际应用之间的差距是巨大的，能懂不一定能做。果然，最一开始的元件排布成了我们一个不大不小的难题。要将13个芯片插在一个比巴掌大不了多少的电路板上，每两个芯片间既不能太疏散，也不能太紧密，还需要注意美观，更重要的是芯片的排布与后面的布线工作密切相关，布局的好坏直接影响着布线的容易与否。说道电烙铁这个更是陌生，坦白说，这是我第一次碰这个工具。都说万事开头难，好在电烙铁的实用并不麻烦，在尝试了几次之后，我便与同组的同学开始动手焊接元件和导线。起初电路板的背面是光秃秃的，在经过我们两天的忙碌，我们的电路板逐渐显出了雏形。然而最困难的部分这才刚刚开始，由于电路板本身空间较小，再加之前上面已经布满了各条导线，后面统一焊接地线和电源线时难度就很大，往往将两边导线都拨开，才勉强腾出只能将电烙铁伸进去的空间，焊接时还要时时小心以免高温的电烙铁烧到导线或是将本不相连的两点焊在一起造成短路，这些都不是我们愿意看到的结果。我们一再小心，宁可放慢速度也要追求准确性，终于在第三天的早上将电路板焊接完成。插上芯片之后，接上电源开始调试，其间我们紧张的心情可想而知，要知道，电路板的导线错综复杂，一旦出现一个小小的故障，检查将会十分的繁琐。接下来出现的一幕更是将我的心提到了半空，接上电源，电子显示屏居然毫无反应！照理