数字电路课程设计说明书

数字电路课程设计报告书名称：跑马灯专业：电子信息科学与技术制作人：****************************************指导老师：陈明完成日期：2012.06.16目录数字电路课程设计的目的……………1设计要求………………1设计过程3.1题目分析13.2整体构思…………1555定时器工作原理及内部结构…………………2电路原理及仿真示意图……………….4检查过程6.1检查过程………….56.2遇到问题及解决措施……………5七．心得体会……………6八．参考资料……………6一：课程设计的目的1.1了解时钟电路的工作原理。1.2熟悉电路中主要元器件555集成块的作用及特性。1.3了解跑马灯电路的工作原理。1.4熟悉电路中主要电子元器件集成块4017二：设计要求：2.1有十只LED，L0……L92.2显示方式（1）先奇数灯仪次亮（2）再偶数灯依次亮（3）依次循环变化2.3显示间隔0.5s，1s可调三：．设计过程3.1题目分析我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个555定时器和一个分频器（CD4017）对10个LED进行控制，产生循环控制的效果。形成一个流水似的广告灯。3.2整体构思拟定系统方案框图，画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口，使用protel99电路设计软件画出原理图，再生成网络表和PCB板。对照原理图进行统计要使用的元器件后，在电子市场购买所需要的电子元器件。最后在指导老师的辅导下在实验室进行下一步工作。四：555定时器的工作原理及内部结构在数字系统中，为了使各部分在时间上协调动作，需要有一个统一的时间基准。用来产生时间基准信号的电路称为时基电路。555集成定时器就是其中的一种。它是一种由模拟电路与数字电路组合而成的多功能的中规模集成组件，只要配少量的外部器件，便可很方便的组成触发器、振荡器等多种功能电路。因此其获得迅速发展和广泛应用。

555集成定时器的工作原理如下：如图所示为其内部电路结构图。整个电路包括分压器，比较器，基本RS触发器和放电开关四个部分。

（1）分压器由三个5kΩ的电阻串联组成分压器，其上端接电源VCC（8端），下端接地（1端），为两个比较器A1、A2提供基准电平。使比较器A1的“+”端接基准电平2VCC/3（5端），比较器A2的“-”端接VCC/3。如果在控制端（5端）外加控制电压。可以改变两个比较器的基准电平。不用外加控制电压时，可用0.01μF的电容使5端交流接地，以旁路高频干扰。

（2）比较器A1、A7是两个比较器。其“+”端是同相输人端，“-”端是反相输入端。由于比较器的灵敏度很高，当同相输入端电平略大于反相端时，其输出端为高电平；反之，当同相输入端电平略小于反相输人端电平时，其输出端为低电平。因此，当高电平触发端（6端）的触发电平大于2VCC/3时，比较器A1的输出为低电平；反之输出为高电平。当低电平触发端（2端）的触发电平略小于VCC/3时，比较器A2的输出为低电平；反之，输出为高电平。

（3）基本RS触发器比较器A1和A2的输出端就是基本RS触发器的输入端RD和SD.因此，基本RS触发器的状态（3端的状态）受6端和2端的输入电平控制。图中的4端是低电平复位端。在4端施加低电平时，可以强制复位，使Q=0.平时，将4端接电源VCC的正极。

（4）放电开关图中晶体管VT构成放电开关，使用时将其集电极接正电源，基极接基本RS触发器的Q端。当Q=0时，VT截止；当Q=1时，VT饱合导通。可见晶体管VT作为放电开关，其通断状态由触发器的状态决定。五：电路原理5.1.由555时钟电路产生的方波信号，输入到10位计数——分频器（CD4017），分频计数器产生输出信号经过74HC240驱动后输出到发光二极管D10~D19上，D10~D19循环一次点亮。。5.2电路图如下图所示：5.3.利用multisim电子仿真软件模拟的电路图如下六．检查过程6.1检查过程将焊接好的PCB板进行检查，利用数字万用表对各个电路进行测试，看是否有焊接短路的地方，检查是否覆铜板上的线路有断路的地方。看各个元件的安放是否美观，查看发光二极管是否是发光，是否出现有虚焊的情况。6.2遇到问题及解决措施如果发现二极管没有亮，就用数字万用表检查电路是否是通路。看看PCB板上是否有短路和断路地方，如果有就修整错误的地方。如果没有，则检查发光二极管是否已坏，如坏，则更换二极管。七．心得体会通过本次的数字电子技术课程设计，我更加熟悉了protel99电路设计器的使用，对于PCB板的制作和multisim电子仿真软件有了进一步的了解。使我认识到电子课程设计的重要性，作为电子专业的学生必须要有动手的习惯。只有在理论知识和实际操作相结合下才能够学好电子技术专业。在设计跑马灯原理图的过程中，学会了利用protel99电路设计器的网络布线和自动布线，原理图中的错误检查，生成网络表等。经过这次的数字电子技术课程的设计，我受益匪浅，感触良深。通过自己动手制作PCB板学到了很多课本上学不到的东西，使我认识到动手的重要性和必要性。作为一名大学生，我们不应该仅仅学习理论知识，还要注重实践，只