1、電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 采用4510芯片完成8s倒計(jì)數(shù)鐘設(shè)計(jì) 學(xué)生班級：學(xué)生學(xué)號：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：時(shí) 間： 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告評分表項(xiàng) 目分值得分備 注選題難度等級5由命題教師給定系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想、原理及深度2擴(kuò)展部分電路設(shè)計(jì)部分內(nèi)容闡述及參數(shù)計(jì)算3過程詳細(xì)仿真及分析5仿真波形、關(guān)鍵點(diǎn)捕捉電路原理圖繪制及規(guī)范2端口、IC利用率PCB圖元件布局3幅面尺寸，布局規(guī)整、緊湊PCB圖完成效果5線寬、安全間距、布通率仿真圖、原理圖、PCB圖打印質(zhì)量5白底、無柵格合 計(jì)30教師：_月 日實(shí)驗(yàn)二 EDA軟件簡介實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娮与娐贩抡孳浖﨧ultisim的基本應(yīng)用；了解電子電路設(shè)

2、計(jì)軟件Protel的電路圖編輯基本應(yīng)用；了解電子電路設(shè)計(jì)軟件Protel的PCB編輯基本應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1了解電路仿真軟件Multisim和電子電路設(shè)計(jì)軟件Protel的各種功能。2熟練電路仿真軟件Multisim的使用，掌握Multisim仿真軟件的基本操作方法，重點(diǎn)是Multisim的菜單、工具欄、元器件庫、儀器儀表庫、電路創(chuàng)建的操作方法。主要包含有： Multisim的基本界面、主窗口、菜單欄、工具欄Multisim的元器件庫Multisim的儀器儀表庫Multisim的基本操作電路創(chuàng)建的基礎(chǔ)a.元器件的操作b.電路圖選項(xiàng)的設(shè)置c.導(dǎo)線的操作e.輸入/輸出端儀器儀表的使用a.儀器儀表的基本

3、操作b.數(shù)字多用表（Multimeter）c.函數(shù)信號發(fā)生器d.示波器（Oscilloscope）e.邏輯分析儀（LogicAnalyzer）f.失真分析儀（DistortionAnalyzer）g.電壓表h.電流表等3. 熟悉電子電路設(shè)計(jì)軟件Protel的操作界面，操作方法。掌握繪制電路原理圖，生成網(wǎng)絡(luò)表文件，設(shè)計(jì)電路PCB圖的基本步驟。按照書上指導(dǎo)熟練原理圖庫元器件、PCB庫元器件封裝的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過本實(shí)驗(yàn)對Multisim軟件、Protel軟件的電路圖編輯方法、基于Protel軟件的PCB編輯方法有了更好的掌握，在今后的數(shù)電、模電知識學(xué)習(xí)的方面有了更好的幫助。Multisim軟件

4、擁有功能強(qiáng)大的虛擬儀器和規(guī)模龐大的仿真器件庫，在沒有各類元器件和實(shí)驗(yàn)平臺下，可以很好地進(jìn)行仿真，讓我們的學(xué)習(xí)不單是死板的理論知識，學(xué)習(xí)理論的時(shí)候可以很好地與實(shí)踐結(jié)合起來，通過對仿真波形的測試及其相關(guān)的參數(shù)的分析，便于我們發(fā)現(xiàn)電路中存在的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電路參數(shù)的優(yōu)化，這一軟件要充分利用好。Protel軟件也有很多樂趣，由于軟件是全英文版的，剛開始用起來還有點(diǎn)不熟練，但熟悉界面和操作后，就沒什么困難，是一個(gè)強(qiáng)大的電路PCB設(shè)計(jì)軟件，很實(shí)用，可以完成電路原理圖繪制、PCB圖設(shè)計(jì)等等。對這些軟件的熟練掌握，很大程度上幫助了平時(shí)的學(xué)習(xí)，讓枯燥的理論知識動起來，提高了自己的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)日期：2013

5、年4月25日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 10-11節(jié)指導(dǎo)教師：黎恒實(shí)驗(yàn)三 焊接訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娮雍附拥幕局R；初步掌握手工焊接的基本方法和技術(shù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行手工焊接訓(xùn)練，在PCB板上練習(xí)焊接常用元器件，如電阻，二極管等等；手工焊接的方法：1.加熱焊件。恒溫烙鐵溫度一般控制在280至360之間，焊接時(shí)間控制在4秒以內(nèi)。焊接時(shí)烙鐵頭與PCB板成45角，電烙鐵頭頂住焊盤和元器件引腳然后給元器件引腳和焊盤均勻預(yù)熱2.移開焊錫。當(dāng)焊錫絲熔化（要掌握進(jìn)錫速度）焊錫散滿整個(gè)焊盤時(shí)，即可以450角方向拿開焊錫絲。3.移開電烙鐵。焊錫絲拿開后，烙鐵繼續(xù)放在焊盤上持續(xù)秒，當(dāng)焊錫只有輕微煙霧冒出時(shí)，即可拿開烙鐵，拿開烙鐵時(shí)，

6、不要過于迅速或用力往上挑，以免濺落錫珠、錫點(diǎn)、或使焊錫點(diǎn)拉尖等，同時(shí)要保證被焊元器件在焊錫凝固之前不要移動或受到震動，否則極易造成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)疏松、虛焊等現(xiàn)象。對元器件焊接的要求：1.電阻器的焊接。按元器件清單將電阻器準(zhǔn)確地裝入規(guī)定位置，并要求標(biāo)記向上，字向一致。裝完一種規(guī)格再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。焊接后將露在PCB板表面上多余的引腳齊根剪去。電容器的焊接。將電容器按元器件清單裝入規(guī)定位置，并注意有極性的電容器其“+”與“”極不能接錯。電容器上的標(biāo)記方向要易看得見。先裝玻璃釉電容器、金屬膜電容器、瓷介電容器，最后裝電解電容器。2.二極管的焊接。正確辨認(rèn)正負(fù)極后按要求裝入規(guī)定位置，型

7、號及標(biāo)記要易看得見。焊接立式二極管時(shí)，對最短的引腳焊接時(shí)，時(shí)間不要超過2秒鐘。3. 三極管的焊接。按要求將e、b、c三根引腳裝入規(guī)定位置。焊接時(shí)間應(yīng)盡可能的短些，焊接時(shí)用鑷子夾住引腳，以幫助散熱。焊接大功率三極管時(shí)，若需要加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整、光滑后再緊固。4.集成電路的焊接。將集成電路插裝在線路板上，按元器件清單要求，檢查集成電路的型號、引腳位置是否符合要求。焊接時(shí)先焊集成電路邊沿的二只引腳，以使其定位，然后再從左到右或從上至下進(jìn)行逐個(gè)焊接。焊接時(shí)，烙鐵一次沾取錫量為焊接23只引腳的量，烙鐵頭先接觸印制電路的銅箔，待焊錫進(jìn)入集成電路引腳底部時(shí)，烙鐵頭再接觸引腳，接觸時(shí)間以不超過3秒鐘為

8、宜，而且要使焊錫均勻包住引腳。焊接完畢后要查一下，是否有漏焊、碰焊、虛焊之處，并清理焊點(diǎn)處的焊料。拆卸方法：引腳較少的元器件拆法：一手拿著電烙鐵加熱待拆元器件引腳焊點(diǎn)，一手用鑷子夾著元器件，待焊點(diǎn)焊錫熔化時(shí)，用夾子將元器件輕輕往外拉。多焊點(diǎn)元器件且引腳較硬的元器件拆法：采用吸錫器逐個(gè)將引腳焊錫吸干凈后，再用夾子取出元器件。雙列或四列IC的拆卸：用熱風(fēng)槍拆焊，溫度控制在350度，風(fēng)量控制在34格，對著引腳垂直、均勻的來回吹熱風(fēng)，同時(shí)用鑷子的尖端靠在集成電路的一個(gè)角上，待所有引腳焊錫熔化時(shí)，用鑷子尖輕輕將IC挑起。實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過老師的講解，了解了電路的焊接工藝，焊接看起來挺簡單的，但真正到了自己動

9、手的時(shí)候才知道不容易，手不協(xié)調(diào)好的話很難焊接好。焊接電路是個(gè)很細(xì)節(jié)的操作，不能急于求成，手的姿勢也要擺對，才能焊接好。多訓(xùn)練才能是焊出的電路板美觀，才能確保調(diào)試電路的時(shí)候不會因?yàn)楹附硬亢细穸鴮?dǎo)致出錯。焊接是基礎(chǔ)訓(xùn)練，等到焊接完整電路的時(shí)候尤為重要，不能出錯。實(shí)驗(yàn)日期：2013年5月9日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 10-11節(jié)指導(dǎo)教師：黎恒實(shí)驗(yàn)四 小電路裝焊與調(diào)測實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆针娐费b配的基本方法和要求；熟悉焊接工藝；掌握電路調(diào)試的基本步驟與技巧。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 按照給定的電路原理圖在pcb板上進(jìn)行焊接。然后進(jìn)行調(diào)試，觀察發(fā)光二極管亮度的變化。用到的元器件有：PCB板發(fā)光二極管4.7F電容器9014三極管電阻1

10、30,130k3個(gè)27k130k測量數(shù)據(jù)：電壓U=5.01VImax=0.021AImin=0.001Af=8/10HZ=0.8HZ變化情況：連續(xù)的變化過程，先逐漸變亮在逐漸變暗頻率實(shí)驗(yàn)總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)中自己親自體驗(yàn)了電路的裝配、焊接與調(diào)制的過程。在上一次實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了焊接訓(xùn)練，這次試驗(yàn)就自己動手在 PCB板上進(jìn)行焊接，并且獨(dú)立完成調(diào)試。焊接的過程中要注意很多細(xì)節(jié)，焊接本身要小心，由于溫度很高，不能傷到自己，焊接元器件時(shí)要注意元器件的極性，不能搞反了，否則調(diào)試的時(shí)候會出現(xiàn)錯誤，電阻不分極性，但要注意它的阻值，三極管、二極管和電容要特別注意。平時(shí)要多注重細(xì)節(jié)，這次實(shí)驗(yàn)中對二極管的焊接要求被忽略掉了，自

11、己沒有注意發(fā)光二極管的正負(fù)極性，等到后面全部元器件都焊接完才發(fā)現(xiàn)，然后必須得拆卸，損壞了整個(gè)電路板的美觀，由于拆卸的時(shí)候動作不是很規(guī)范，電路板上的焊盤有點(diǎn)會脫落一樣，再次進(jìn)行焊接的時(shí)候，幸好比較成功，沒出現(xiàn)什么問題，。自己動手焊接出出的電路板雖然有些地方焊的不是很漂亮，但是調(diào)試的時(shí)候沒出錯。看到了發(fā)光二極管的變化，是個(gè)連續(xù)的變化過程，先逐漸變亮在逐漸變暗。成功的完成了實(shí)驗(yàn)，心里還是很有成就感的。實(shí)驗(yàn)日期：2013年5月16日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 10-11節(jié)指導(dǎo)教師：黎恒實(shí)驗(yàn)五 EDA軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆栈贛ultisim軟件的仿真方法；初步掌握基于Protel軟件的電路圖編輯方法；初步掌握基于

12、Protel軟件的PCB編輯方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路見圖1（圖中元件參數(shù)僅供參考）。 圖1LED閃爍燈電路圖裝焊要求：1.裝焊順序：按元器件高度為先低后高，按元器件體積為先小后大。PCB上的“” 表示跳線，可使用剪下的元件引腳裝焊。 2.注意元器件的極性、引腳排列順序和安裝位置，避免裝錯。電路調(diào)測首先，應(yīng)仔細(xì)檢查電路板元器件安裝和導(dǎo)線的連接是否正確；然后，將LM358裝到插座上，注意方向（缺口或圓點(diǎn)對應(yīng)1腳）。電路接入5V電源電壓（注意電源引線正、負(fù)極的正確連接），觀察LED發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，記錄電源電壓和電流數(shù)值，說明電路功能；回答思考題：1.電路中，有些元器件安裝有方向性，請問如何確定這

13、些元器件的方向？答：對于電容，正極的一邊有一點(diǎn)平的一側(cè)，對于三極管9014，平的一面和圓的一面在PCB板上有標(biāo)注，對于LM358，接有缺口的一邊和有小圓點(diǎn)的一側(cè)，LED長腳的為正極。2.U1A及其外圍元件構(gòu)成何種電路單元？答：反相加法器3.U1B及其外圍元件構(gòu)成何種電路單元？答：同相比例運(yùn)算器4.R1和R2的作用是什么？5.T1的作用是什么？答：放大電路信號6.R6的作用是什么？可以省去不用嗎？答：可以省去，R6只是起保護(hù)作用，防止LED燈因電壓過大被燒毀7.C1、C3和C4的作用是什么？答：提供穩(wěn)定的電壓，減小輸入電源電壓的波動對電路的影響8.J1連線的作用是什么？答：J1為電源連接端口，引

14、腳1接電源正極，引腳2接電源負(fù)極9.若T1的基極改接到U1B的輸出端U1-7，電路的工作狀態(tài)有什么改變？答：會變化，由放大器變?yōu)檫\(yùn)算器10.若要改變LED的閃爍頻率，可調(diào)整哪些元件參數(shù)？怎樣調(diào)整？答：可以調(diào)整電容容量、電阻的大小。若要使閃爍頻率加快，就增大電容容量，減小電阻阻值。實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過led閃爍燈實(shí)驗(yàn)， 訓(xùn)練了焊接電路的基本功，以及焊接電路的調(diào)試過程也得到了提高，在分析電路的時(shí)候，用到了三極管、放大器方面的知識，鞏固了模電課堂上學(xué)習(xí)的理論知識。要多學(xué)會利用自己課堂上所學(xué)的知識去分析實(shí)際電路，這樣才是學(xué)習(xí)的有意。學(xué)知識，更要學(xué)會用知識。實(shí)驗(yàn)日期：2013年5月16日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 10-11

15、節(jié)指導(dǎo)教師：黎恒課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)及要求題目：采用4510芯片完成8s倒計(jì)數(shù)鐘設(shè)計(jì)(數(shù)碼管顯示，秒脈沖可由外部輸入)。要求設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮實(shí)用性，電路功能應(yīng)貼近實(shí)際，便于使用。電路設(shè)計(jì)應(yīng)合理可行，使用元件應(yīng)考慮工作穩(wěn)定、安全。如，開關(guān)應(yīng)有消抖動措施，發(fā)光二極管、數(shù)碼管應(yīng)串接限流電阻等。入/出接口：電路的信號輸入、信號輸出及電源須有對應(yīng)接口，以便引線或采用接插件連接。IC（集成電路）中的獨(dú)立電路單元應(yīng)充分利用。電路圖：圖面應(yīng)整潔、規(guī)范，元器件符號布局應(yīng)緊湊而不松散，以避免打印圖中的符號和文字太小而不便查閱；PCB板：元件布局應(yīng)規(guī)范、緊湊而不松散，PCB板幅面應(yīng)盡量?。ǜ鶕?jù)電路所用IC、數(shù)碼管

16、等元器件數(shù)量的多少，幅面控制在50200cm2范圍）；安全間距和導(dǎo)線寬度均不小于0.35mm（14mil）。元件應(yīng)正確選擇合適封裝，不得隨意指定。設(shè)計(jì)內(nèi)容課題分析用芯片4510芯片設(shè)計(jì)8s倒計(jì)數(shù)鐘。通過資料可知芯片4510是十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器，CC4510為可預(yù)置BCD可逆計(jì)數(shù)器，該器件主要由四位具有同步時(shí)鐘的D型觸發(fā)器(具有選通結(jié)構(gòu)，提供T型觸發(fā)器功能)構(gòu)成。具有可預(yù)置數(shù)、加/減計(jì)數(shù)和多片級聯(lián)使用等功能。 CC4510具有復(fù)位CR.、置數(shù)數(shù)控制LD、并行數(shù)據(jù)D0D3,、加/減控制U/D、時(shí)鐘CP和進(jìn)位CI等輸人。CR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)LD為高電平時(shí)，D0D3,上的數(shù)據(jù)置人計(jì)數(shù)器中

17、，CI控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作，CI=0時(shí)，允許計(jì)數(shù)。此時(shí)，若U/D為高電平，在CP時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù);反之，在CP時(shí)鐘上升沿減1計(jì)數(shù)。利用4510的置數(shù)和減法功能設(shè)計(jì)8秒倒計(jì)時(shí)數(shù)鐘。系統(tǒng)方案選擇（設(shè)計(jì)方案的選擇與綜述）從功能表可知，當(dāng)CI接高電平，LD、CR接低電平時(shí)實(shí)現(xiàn)保持功能，當(dāng)CI=0時(shí)，允許計(jì)數(shù)，且U/D接低電平，在CP時(shí)鐘上升沿減1計(jì)數(shù)。要實(shí)現(xiàn)8秒倒計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)應(yīng)從1000遞減至0000。為了讓計(jì)數(shù)器計(jì)到0時(shí)自動暫停，采用了一個(gè)四輸入或非門接在芯片4510的輸出端口D0D3上，當(dāng)計(jì)數(shù)狀態(tài)為0000即記到0時(shí)，或非門輸出高電平，CI變?yōu)楦唠娖剑Ｖ褂?jì)數(shù)。但是上述電路計(jì)數(shù)到0，停止

18、下來后，不能再次進(jìn)入8秒倒計(jì)時(shí)功能，所以在使能端再接入接地短路開關(guān)。即開關(guān)接高電平時(shí)置數(shù)8，而開關(guān)接低電平時(shí)開始8秒倒計(jì)時(shí)。計(jì)到0時(shí)自動暫停。最后還需要一個(gè)CC4511譯碼器，用來驅(qū)動七段共陰數(shù)碼管，便可通過數(shù)碼管顯示80。電路設(shè)計(jì)及計(jì)算（含主要元器件介紹）主要元器件介紹（1）芯片CC4511其引腳排列及邏輯功能如下圖所示： （2）4線一七段鎖存譯碼器/驅(qū)動器CC4511 ,其功能表如下圖：（3）七段共陰數(shù)碼管。其引腳圖如下 仿真及結(jié)果分析（1）CC4510的輸出波形波形分析：開關(guān)接高電平的時(shí)候，芯片4511輸出端口狀態(tài)為1000；開關(guān)接低電平時(shí)，在CP時(shí)鐘上升沿減1計(jì)數(shù)，狀態(tài)依次為0111、0110、0101、0100、0011、0010、0001、0000.數(shù)碼管顯示狀態(tài)依次為7、6、5、4、3、2、1、0（2）CC4511的輸出波形電路原理總圖PCB設(shè)計(jì)（PCB排布的基本設(shè)置和考慮。按照相同比例