電子電路課程設(shè)計報告〔實踐環(huán)節(jié)〕項目名稱：45分鐘倒計時器學(xué)院：電子與信息工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué)號：*******姓名：***指導(dǎo)老師：***2015年7月目錄一、實驗名稱1二、實驗?zāi)康?三、實驗要求1四、實驗器件1五、實驗原理41.原理框圖42.電路原理圖43.倒計時器構(gòu)成分析4六、實驗過程6七、實驗中所遇到問題、分析及解決7八、實驗結(jié)果與結(jié)論8九、實驗心得與體會10一、實驗名稱焊接45分鐘倒計時器二、實驗?zāi)康?.了解焊接的根本要求，指標(biāo)等，通過實際焊接練習(xí)，掌握根本操作技能。2.掌握一定的電路知識學(xué)會一些常用芯片的使用方法及工作原理。3.掌握一些常用的電工工具及儀表使用方法。4.理解電路圖的設(shè)計原理，掌握一定的電路調(diào)試方法。三、實驗要求1.實現(xiàn)45分鐘倒計時，按分、秒四位顯示。2.可預(yù)置數(shù)初值44’59〞。3.有暫停計數(shù)功能。4.有回零提示功能。四、實驗器件1.SW2-401C共陰極數(shù)碼管2個2.MC4511B顯示譯碼器4個3.ICM556多諧振蕩器1個4.MC14081B與門1個5.MC14069UB六反相器1個6.MC14002B四或非門1個7.CD40192B十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器4個8.MC14518B雙十進(jìn)制計數(shù)器1個9.六腳開關(guān)1個10.SWSPDT單刀雙擲開關(guān)1個11.電阻分類阻值個數(shù)固定電阻2002810k133k1200k1可調(diào)電阻100k112.電容0.1uF21uF113.導(dǎo)線假設(shè)干五、實驗原理1.原理框圖倒計時器原理框圖2.電路原理圖3.倒計時器構(gòu)成分析倒計時器主要由時鐘振蕩電路，計數(shù)電路，譯碼顯示電路構(gòu)成。振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號發(fā)生器，由不同進(jìn)制的計數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計時系統(tǒng)。秒信號送人計數(shù)器進(jìn)展計數(shù)，把結(jié)果以分、秒得數(shù)字顯示出來。分顯示由45進(jìn)制減法計數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成，秒顯示由六十進(jìn)制減法計數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成?！?〕時鐘振蕩電路通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，556多諧振蕩器產(chǎn)生100Hz的方波脈沖信號〔2〕秒脈沖產(chǎn)生兩個十進(jìn)制計數(shù)器構(gòu)成分頻比為1000的分頻電路，將556多諧振蕩器產(chǎn)生的100Hz時鐘脈沖轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號?！?〕計數(shù)電路分計數(shù)電路：采用兩片CD40192B首先設(shè)計出一百進(jìn)制的計數(shù)器，采用置數(shù)法完成四十五進(jìn)制，預(yù)置數(shù)分別為0100和0100，計數(shù)圍為44~0。秒計數(shù)電路：類似于分計數(shù)電路，采用兩片CD40192B首先設(shè)計出一百進(jìn)制的計數(shù)器，采用置數(shù)法完成六十進(jìn)制，預(yù)置數(shù)為分別為0101和1001，計數(shù)圍為59~0?！?〕暫停計時電路電路中存在一個按鈕開關(guān)，未按下按鈕時，計數(shù)器正常計數(shù)。當(dāng)按下按鈕時，MC14081與門的引腳6為低電平，使其輸出端引腳4也為低電平，即另一個與門的輸入端2也為低電平，輸出端也為低電平，即接入CD40192計數(shù)器DOWN端口的亦為低電平，計數(shù)器停頓計數(shù)，所以分、秒計數(shù)器的顯示器保持原示數(shù)不變，實現(xiàn)暫停計數(shù)功能?！?〕上電復(fù)位電路當(dāng)電源接通時電阻電容構(gòu)成的電路充電，形成一個高電平脈沖，先后經(jīng)過非門、與門構(gòu)成的邏輯電路，分別接到計分計秒電路CD40192B芯片的置數(shù)端，所有計時器置數(shù)端經(jīng)歷一個低電平脈沖，完成置數(shù)功能，LED顯示管顯示4459，上電復(fù)位完成?！?〕譯碼驅(qū)動及顯示電路七段顯示譯碼器MC14511B與共陰極數(shù)字顯示器SW2-401C構(gòu)成譯碼顯示單元，譯碼器將輸入的四位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為顯示器所需的7個段信號a~g，顯示數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字。六、實驗過程1、原理分析焊接前，首先把電路原理圖認(rèn)真看懂，理解圖中每一個局部的功能作用，以及整個電路的運作過程。此外，把電路中涉及到的元器件引腳功能查清楚。2、布線在焊接之前，根據(jù)電路圖規(guī)劃好電路板的整體布局，畫出相應(yīng)的布線圖，防止穿插或較多的飛線。3、電路焊接根據(jù)電路布線圖進(jìn)展電路板得焊接，注意平安。插件元件焊接的步驟如下：〔1〕插入將插件元件插入電路板標(biāo)示位置過孔中，與電路板緊貼至無縫為止。如未與電路板貼緊，在重復(fù)焊接時焊盤高溫易使焊盤損傷或脫落，物流過程中也可導(dǎo)致焊盤損傷或脫落。〔2)預(yù)熱烙鐵與元件引腳、焊盤接觸，同時預(yù)熱焊盤與元件引腳，而不是僅僅預(yù)熱元件，此過程約需1秒鐘時間?！?)加焊錫焊錫加焊盤上〔而不是僅僅加在元件引腳上〕，待焊盤溫度上升到使焊錫絲熔化的溫度，焊錫就自動熔化。不能將焊錫直接加在烙鐵上使其熔化，這樣會造成冷焊。〔4)加適量的焊錫，然后先拿開焊錫絲?！?)焊后加熱4、檢查線路焊接完成后，對照布線圖，一一檢查每個芯片的引腳是否有連接，將地線與火線引出。5、調(diào)試接入+5v的直流電源，對焊接完成后的電路板進(jìn)展功能測試，找出電路中的錯誤，解決問題并校準(zhǔn)時間。七、實驗中所遇到問題、分析及解決1、電路板部線路與導(dǎo)線的布局我們的電路飯是印刷電路板，相對普通的萬用電路板，其中有些線路已經(jīng)連接好。所以在焊電路板之前，在布線之前就要仔細(xì)弄懂電路板其中的玄妙，否則隨意的器件排布很有可能導(dǎo)致我們的電路板短路甚至是器件燒壞。由于電路圖的復(fù)雜，如果不先布線而是直接根據(jù)原理圖電焊，很有可能導(dǎo)致導(dǎo)線穿插，布局混亂，不便于后面的電路調(diào)試及線路檢查。因為在密密麻麻的導(dǎo)線中要找準(zhǔn)管腳，再用電烙鐵將導(dǎo)線焊上，實則不易，一不小心還會將已經(jīng)焊好的導(dǎo)線燙壞。而且只要焊錯一條導(dǎo)線，都將導(dǎo)致最后電路無常工作。所以一開場不能急于焊接導(dǎo)線，在之前必須規(guī)劃好整個電路的布局，怎樣布線才能減少甚至是防止導(dǎo)線的穿插，能少用導(dǎo)線盡量少用，哪些導(dǎo)線要先焊接，哪些要后焊接，都是我們事先應(yīng)該考慮的。2、電焊的使用距離上一次使用電烙鐵已經(jīng)很長時間了，所以當(dāng)電烙鐵拿在手中，手抖而心顫。剛開場的時候覺得把導(dǎo)線貼在電路板上比擬好焊，后來經(jīng)教師指點，正確的方法是導(dǎo)線立著更容易實現(xiàn)電焊，且不容易出現(xiàn)虛焊。在電焊之前，盡量使桌上空曠，防止電烙鐵碰到，燒壞電器的導(dǎo)線等。每次電焊時，焊錫的量要適中，太少容易導(dǎo)致虛焊，太多則易與其他焊接點短路。因為電烙鐵溫度很高，高達(dá)250攝氏度，一旦不小心碰到就會被燙出水泡，所以在焊接過程中時刻要小心慎重，焊完就放在電焊鐵架座上，以免被燙傷自己和他人。3、數(shù)碼顯示不亮當(dāng)焊完最后一根導(dǎo)線時，迫不及待的把所有芯片插入底座，接通5V直流電源，卻發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示器不亮，可能是虛焊或接觸不良。用萬用表檢測了所有的導(dǎo)線兩側(cè)，發(fā)現(xiàn)有一根兩段電阻無限大即短路，重新進(jìn)展焊接。之后再次接通直流電源接好地，數(shù)碼顯示器開場顯示示數(shù)。4、顯示器無常計數(shù)，且計數(shù)頻率高。接通電源，兩個顯示器分別計數(shù)，撥動開關(guān)，亦無法到達(dá)45分鐘倒計時的要求。猜測應(yīng)該是單刀雙擲開關(guān)的問題。仔細(xì)檢查單刀雙擲開關(guān)的三個接口，發(fā)現(xiàn)有一根竟未連接到任何一個芯片的引腳上。斷開電源，依據(jù)原理圖接好這根導(dǎo)線；再次截圖電源，撥動開關(guān)顯示器開場正常倒計數(shù)。由于計數(shù)頻率很高，改變556芯片連接的可調(diào)電阻的阻值，使倒計時的計時周期大約為1秒。可見，在焊接完畢后，在接通電源之前，完整而細(xì)致地檢查一遍線路是非常重要的，它會為我們后面的調(diào)試減少很多麻煩。八、實驗結(jié)果與結(jié)論焊接結(jié)果如下：電路板反面數(shù)字倒計時器是一種用數(shù)字電路實現(xiàn)倒計時的系統(tǒng)，具有計時精度高的特點。本次實踐中設(shè)計的45分鐘倒計數(shù)器是基于邏輯門電路構(gòu)成的，設(shè)計電路簡單，但卻能完成準(zhǔn)確的計時且具有上電復(fù)位、暫停計時等根本功能。雖然由于焊接點的阻抗，導(dǎo)線傳輸延遲等因素，電路存在些許不穩(wěn)定，但根本到達(dá)實踐要求。通過動手實踐，讓我們把理論知識和實踐聯(lián)系到了一起，我們根本掌握了電路板的焊接方法，懂得了電子電路設(shè)計的步驟和調(diào)試方法。九、實驗心得與體會從最開場的茫然與期待，伴隨著辛苦的幾天，最后所有的汗水都凝聚在這塊小小的電路板上，有淚水也有笑容。在拿到原理圖卻未拿到電路板時，根據(jù)一般的萬用電路板，我做出了完整的電路器件與導(dǎo)線排布圖。但實驗的第一天，我的心是奔潰的，因為我們所給的電路板另有玄機(jī)，部好多線路已經(jīng)連好，許多焊點之間導(dǎo)通。在研究了好久的電路板后，不得以，對芯片的排布重新規(guī)劃。第一天的收獲頗少，心也很沮喪。當(dāng)晚在圖書館根據(jù)新的芯片排布圖以及電路板的特點重新規(guī)劃導(dǎo)線的排布。第二天焊接的時候，出于外表美觀的想法，我決定把導(dǎo)線焊在電路板反面。由于所給的導(dǎo)線比擬粗，很短的一段很難正確擺放到它應(yīng)在的位置，所以其進(jìn)度比擬慢。當(dāng)晚我決定先把下次要焊接的局部的導(dǎo)線全部剪好，放入正確的位置，并用膠帶固定。第三天的時候，我已根本把要焊接的點全部焊接完。第四天開場困難的調(diào)試過程。調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)有兩個點之間本應(yīng)短路，電阻卻為無窮大；有一個單刀雙擲開關(guān)的引腳未連接任何導(dǎo)線。找到原理圖，一一對照的仔細(xì)檢查了一下整體電路，確保沒有問題后接通電源倒計時器才開場正常工作。在這次實踐環(huán)節(jié)中，我也看到身邊的好多小伙伴省去了布線這一過程或只是簡單的稍作布線，最后焊出來的電路板反面的導(dǎo)線凌亂而允雜，在調(diào)試過程中更是遇到問題無從下手?？梢姡煌暾鴾?zhǔn)確的導(dǎo)線排布圖是多么必要，在焊接完所有的導(dǎo)線之后，應(yīng)再三檢查有沒有漏焊的導(dǎo)線，以防一接通電源，芯片被燒毀。這一次的4