1、項目三 數(shù)字電子鐘的設(shè)計與制作,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試 任務(wù)二 由CD4060構(gòu)成秒信號產(chǎn)生電路的制作與調(diào)試 任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作 任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試 任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作 任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),下一頁,項目三 數(shù)字電子鐘的設(shè)計與制作,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作 任務(wù)八 電子設(shè)計文檔與展示活動 仿真演練一 計數(shù)器 仿真演練二 數(shù)字時鐘 仿真演練三 汽車尾燈控制電路,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【技能目標(biāo)】 制作并測試由555組成的振蕩電路。 【知識目標(biāo)】 掌握555集成電路技術(shù)。 【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)

2、容 用555及相關(guān)元件組成周期為1s的方波信號產(chǎn)生電路。 2.實踐活動任務(wù)描述 要用電路來生成周期為1s的基準(zhǔn)信號。,下一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【實踐活動】 3.實踐活動要求 要求每人用集成電路555及外圍元件設(shè)計一個能產(chǎn)生周期為1s的矩形脈沖信號，畫出電路圖，并在焊接班上將設(shè)計的電路搭建起來，調(diào)試并實現(xiàn)所要求的功能。 4.實踐儀器與元件 萬用表、電烙鐵、555集成塊一只，電阻、電容若干，導(dǎo)線，焊接板（或面包板），焊錫絲,下一頁,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【實踐活動】 5.活動提示 （1）關(guān)于555集成電路的相關(guān)知識，可見后面的知識鏈接。 （2）為使1s信號準(zhǔn)確

3、，請選用誤差較小的元件。 （3）由555組成的電路應(yīng)用較為廣泛，可查詢參考電路，確定參數(shù)。 （4）如何檢測你所設(shè)計的電路輸出信號周期為1s？如何調(diào)整？請考慮簡單的方法。,下一頁,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【知識鏈接1：555定時器簡介】 555定時器是一多用途的數(shù)字模擬混合集成電路，555最大的優(yōu)點是電源電壓范圍大，為4.5V18V，可以和TTL和CMOS兼容，同時驅(qū)動電流大約200mA。 一、555定時器 555定時器的外引線排列和內(nèi)部原理框圖如圖3-1所示。 555的電源電壓范圍是4.5V18V，輸出電流可達100200mA，能直接驅(qū)動小型電機、繼電器和低阻抗揚聲器。功能表

4、見表3-1.,下一頁,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【知識鏈接1：555定時器簡介】 二、555定時器的應(yīng)用 由555定時器外加電阻、電容可以組成性能穩(wěn)定而精確的多謝振蕩器、單穩(wěn)態(tài)電路、施密特觸發(fā)器等。 1.單穩(wěn)態(tài)電路 單穩(wěn)態(tài)電路的組成和波形如圖3-2所示。 輸出電壓的脈寬為tW=RCLn31.1RC 一般R取1k10M，C1000pF。 T的重復(fù)周期必須大于tW，才能保證每一個負脈沖起作用。,下一頁,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【知識鏈接1：555定時器簡介】 2.多諧振蕩器 多諧振蕩器的電路和波形如圖3-3所示。 振蕩周期：T=tPH+tPL0.7（R1+2R2）

5、C（R1包括RW部分） 振蕩頻率： 占空系數(shù)： 當(dāng)R2R1時，占空系數(shù)近似為50%。,下一頁,上一頁,任務(wù)一 555振蕩器的制作與測試,【知識鏈接1：555定時器簡介】 3.施密特觸發(fā)器 施密特觸發(fā)器電路和波形如圖3-4所示。 其回差電壓為1/3VCC。當(dāng)輸入電壓大于2/3VCC時輸出低電平，當(dāng)輸入電壓小于1/3VCC時輸出高電平，若在電壓控制端外接可調(diào)電壓VCO（1.55V），可以改變回差電壓VT。 施密特觸發(fā)器可方便地把非矩形波變換為矩形波，如三角波到方波。施密特觸發(fā)器可以將一個不規(guī)則的矩形波轉(zhuǎn)換為規(guī)則的矩形波。施密特觸發(fā)器可以選擇幅度達到要求的脈沖，濾掉小幅的雜波。,下一頁,上一頁,任務(wù)

6、一 555振蕩器的制作與測試,【知識鏈接2：分頻電路的組成與工作原理】 分頻器可用來降低信號的頻率，是數(shù)字系統(tǒng)中常用的器件。該系統(tǒng)的時鐘脈沖產(chǎn)生電路的方框圖如圖3-5所示。 可以通過分頻的方法，利用一個高穩(wěn)定的信號源產(chǎn)生多種頻率的信號。這是數(shù)字系統(tǒng)中為獲得各種時鐘脈沖而普遍采用的方法。,上一頁,返 回,任務(wù)二 由CD4060構(gòu)成秒信號產(chǎn)生電路的制作與調(diào)試,【技能目標(biāo)】 能夠用CD4060構(gòu)成產(chǎn)生秒信號產(chǎn)生電路。 【知識目標(biāo)】 掌握由CD4060構(gòu)成的信號產(chǎn)生電路工作方法。 【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 用CD4060構(gòu)成產(chǎn)生秒信號產(chǎn)生電路。 2.實踐活動任務(wù)描述 要用石英晶體和集成電路來生成

7、周期為1s的基準(zhǔn)信號。,下一頁,任務(wù)二 由CD4060構(gòu)成秒信號產(chǎn)生電路的制作與調(diào)試,【實踐活動】 3.實踐活動要求 要求每人用集成電路CD4060、石英晶體及外圍元件設(shè)計一個能產(chǎn)生周期為1s的矩形脈沖信號，畫出電路圖，并在焊接班上將設(shè)計的電路搭建起來，調(diào)試并實現(xiàn)所要求的功能。 4.實踐儀器與元件 萬用表、電烙鐵、 CD4060集成塊一只，32768Hz的石英晶體一只，電阻、電容若干，導(dǎo)線，焊接板（或面包板），焊錫絲,下一頁,上一頁,任務(wù)二 由CD4060構(gòu)成秒信號產(chǎn)生電路的制作與調(diào)試,【實踐活動】 5.活動提示 （1）關(guān)于CD4060集成電路的相關(guān)知識，請看后面的知識鏈接。 （2）為使1s信

8、號準(zhǔn)確，請選用誤差較小的晶體元件。 （3）由CD4060組成的電路應(yīng)用較為廣泛，可查詢參考電路，確定系數(shù)。 （4）可用示波器觀測各處的波形，是否容易觀察3號引腳輸出的波形？是什么原因？如何檢測此處信號的頻率較為有效？,下一頁,上一頁,任務(wù)二 由CD4060構(gòu)成秒信號產(chǎn)生電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接：CD4060的組成】 CD4060由一振蕩器和14級二進制串行計數(shù)器位（14級分頻）組成，振蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路。 其引腳及封裝如圖3-6所示。 其內(nèi)部原理如圖3-7所示。 由4060構(gòu)成的脈沖信號產(chǎn)生電路如圖3-8所示。,上一頁,返 回,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【技能目標(biāo)】 （1）

9、能用“與非”門構(gòu)成RS觸發(fā)器。 （2）能用門電路或其他電路制作校時電路。 【知識目標(biāo)】 （1）理解觸發(fā)器“與”門電路在功能上的區(qū)別。 （2）掌握用門電路構(gòu)成功能電路的方法。 （3）掌握JK、D觸發(fā)器的功能。,下一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 設(shè)計并制作校時電路。 2.實踐活動任務(wù)描述 數(shù)字電子鐘的校時電路的功能是能夠調(diào)整時間，即用兩個按鈕分別來調(diào)整小時、分鐘，在調(diào)整時間時停止計時，不調(diào)整時恢復(fù)計時。 3.實踐活動要求 要求每人用按鈕開關(guān)、門電路及相關(guān)元件分別構(gòu)成小時、分鐘的調(diào)整電路，畫出電路圖，并在焊接板(或面包板)上將設(shè)計的電路搭建起來，調(diào)試并實現(xiàn)所要求的

10、功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 萬用表，電烙鐵，門電路集成塊若干，電阻、電容若干，單股導(dǎo)線一段，焊接板(或面包板)一塊，焊錫絲一段。 5.活動提示 （1）關(guān)于門電路的相關(guān)知識，請復(fù)習(xí)前面所學(xué)的知識，自學(xué)后面的知識鏈接。 （2）校時電路的設(shè)計方法有很多，設(shè)計有較大的發(fā)散性，重點考慮如何用門電路及現(xiàn)有的信號來進行調(diào)整。 （3）所設(shè)計的電路連接可能較多，要小心不要接錯，如果出現(xiàn)問題，可根據(jù)信號的流向逐級查找。 （4）校時電路的設(shè)計應(yīng)不影響數(shù)字鐘的正常計時功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 觸發(fā)器是

11、時序數(shù)字電路的重要組成部分。觸發(fā)器是由邏輯門加反饋線構(gòu)成的，具有存儲數(shù)據(jù)、記憶信息等多種功能，在數(shù)字電路和計算機電路中具有重要應(yīng)用。 按結(jié)構(gòu)分，可分為基本RS觸發(fā)器(見圖3-9)、同步RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器 在一定的外界條件信號作用下，觸發(fā)器可以從一個穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為另一個穩(wěn)態(tài)，而且當(dāng)外界信號消失后，能將新建立的狀態(tài)保持下來，此即為記憶功能。所謂翻轉(zhuǎn)，是指觸發(fā)器從0變化為1的狀態(tài)，或從1的狀態(tài)變化為0的狀態(tài)。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 一、基本RS觸發(fā)器 1.符號及電路組成 、 為輸出端，其電平總是一高一低互補輸出

12、。 、 輸入端的小圓圈表明低電平有效， 2.邏輯功能 用Qn表示觸發(fā)器當(dāng)前的輸出狀態(tài)現(xiàn)態(tài)。 用Qn+1表示觸發(fā)器發(fā)生變化后的狀態(tài)次態(tài)。 當(dāng) = =1時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變（即Qn+1=Qn）. 當(dāng) =0， =1時，觸發(fā)器置0 （即Qn+1=0）. 當(dāng) =1， =0時，觸發(fā)器置1 （即Qn+1=1）. 當(dāng) = =0時，觸發(fā)器狀態(tài)不定（即Qn+1不定）. 3.基本RS觸發(fā)器真值表如表3-2所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 二、同步RS觸發(fā)器 同步RS觸發(fā)器，又稱時鐘控制RS觸發(fā)器，比基本RS觸發(fā)器增加一個控制端CP。只有在控制端出現(xiàn)時鐘脈沖時，觸

13、發(fā)器才動作。至于觸發(fā)器的狀態(tài)，仍然由R, S端信號決定。 1.符號及電路組成 基本RS觸發(fā)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及表示符號如圖3-10所示。CP = 0時，G3 、G4門均被封閉，R、S信號不能進入，使觸發(fā)器保持原來狀態(tài)。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 2.工作原理 當(dāng)CP = 0時，G3 、G4門被封鎖，無論R、S端信號如何變化，Q3=Q4=1，這時觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。 當(dāng)CP=1時，（即CP脈沖的上升沿到來后，使門G3、G4打開，Q3、Q4狀態(tài)由R、S決定，即: 當(dāng)R=S=0時,且CP脈沖的上升沿到來時，Qn+1=Qn（保持原態(tài)）。 當(dāng)R=0，S=1時

14、，且CP脈沖的上升沿到來時， Qn+1=1（置1）。 當(dāng)R=1，S=0時，且CP脈沖的上升沿到來時， Qn+1=0（置0）。 當(dāng)R= S = 1時，且CP脈沖的上升沿到來時， Qn+1不定（不定狀態(tài)）。 3.真值表 基本RS觸發(fā)器的真值表如表3-3所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 三、應(yīng)用開關(guān)去抖動電路 利用基本RS觸發(fā)器可以產(chǎn)生點動單脈沖。簡單的機械開關(guān)由于機械振動，不能產(chǎn)生點動單脈沖，如圖3-11(a)所示，當(dāng)S一合一斷后，UO的波形不是單脈沖，如圖3-11(b)所示；利用基本RS觸發(fā)器可以產(chǎn)生點動單脈沖，如圖3-12所示，當(dāng)S先接觸一下A

15、，再接觸一下B，雖然UA、UB有振動，但是根據(jù)基本RS觸發(fā)器的特性，Q是一個標(biāo)準(zhǔn)的單脈沖，點動脈沖在數(shù)字電路中經(jīng)常要用到。基本RS組成的開關(guān)輸出波形如圖3-13所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 四、特性方程 觸發(fā)器次態(tài)Qn+1與輸入狀態(tài)R、S及現(xiàn)態(tài)Qn之間關(guān)系的邏輯表達式稱為觸發(fā)器的特性方程。根據(jù)表3 -3所列可畫出同步RS觸發(fā)器Qn+1的卡諾圖。由此可得同步RS觸發(fā)器的特性方程為,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1: RS觸發(fā)器】 五、門電路的控制功能 門電路不僅可以進行邏輯關(guān)系的變換，而且還具有控制功能，可以控制信號

16、的斷、通。圖3-14所示的電路，當(dāng)“與”門的輸入B為低電平時，脈沖信號A不能通過，而只有在輸入為高電平時，脈沖信號A才能傳輸?shù)捷敵龆薡。 在設(shè)計校時電路時可以考慮用門電路來控制傳輸?shù)接嫈?shù)器的是校時信號還是脈沖計數(shù)信號。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 一、JK觸發(fā)器 JK觸發(fā)器符號如圖3-15所示。 JK觸發(fā)器一般分為主從結(jié)構(gòu)的JK觸發(fā)器和維持-阻塞邊沿JK觸發(fā)器。 1.電路符號 CP端的三角符號表示邊沿觸發(fā)，圓圈表示負跳變沿有效，即在脈沖的下降邊沿觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生變化。 2.功能 可見，JK觸發(fā)器的特點是當(dāng)兩輸入端都為“0”時，輸出保持原來狀態(tài)，都

17、為“1”時，則來一個CP脈沖，狀態(tài)改變?yōu)樵瓉淼南喾礌顟B(tài)一次；J、K 兩輸人端狀態(tài)為互補狀態(tài)時，輸出與J端的狀態(tài)相同。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 注意，狀態(tài)的變化一定是發(fā)生在CP脈沖的變化時刻，即上升沿或下降沿。 JK觸發(fā)器的特性方程為 3.舉例 例3-1 設(shè)主從JK觸發(fā)器的初始狀態(tài)為0，已知輸入J、 K的波形如圖3-16所示，畫出輸出Q的波形。 解：其波形如圖3-16所示。 在畫主從觸發(fā)器的波形圖時，應(yīng)注意以下兩點: (1)觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（下降沿） (2)在CP=1期間，如果輸入信號的狀態(tài)沒有改變，判斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是

18、時鐘脈沖下降沿前一瞬間輸入端的狀態(tài)。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 二、D觸發(fā)器 1.電路符號 D觸發(fā)器的表示符號如圖3-17所示。 2.功能 D觸發(fā)器只有一個觸發(fā)輸入端D，因此，邏輯關(guān)系非常簡單，如表3-5所示。 D觸發(fā)器的特性方程為,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 3.舉例 例3 -2 維持-阻塞D觸發(fā)器，設(shè)初始狀態(tài)為0，已知輸入D的波形如圖3-18所示，畫出輸出U的波形圖。 解:由于是邊沿觸發(fā)器，在畫波形圖時，應(yīng)注意以下兩點: （1）觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)發(fā)生在時鐘脈沖的觸發(fā)沿（這里是上升沿）。 （2）判

19、斷觸發(fā)器次態(tài)的依據(jù)是時鐘脈沖觸發(fā)沿前一瞬間（這里是上升沿前一瞬間）輸入端的狀態(tài)。 根據(jù)D觸發(fā)器的功能表或特性方程或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可畫出輸出端Q的波形如圖3-18所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 三、T觸發(fā)器和T觸發(fā)器 如果把JK觸發(fā)器的兩個輸入端J和K連在一起，并把這個連在一起的輸入端用T表示，這樣就構(gòu)成了T觸發(fā)器。 當(dāng)CP =0時，T觸發(fā)器保持原來狀態(tài)。 當(dāng)CP=1時，如果T=0，則T觸發(fā)器保持原來狀態(tài);如果T=1，則T觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，相當(dāng)于一位計數(shù)器。T觸發(fā)器的狀態(tài)真值表如表3-6所示。 由真值表得T觸發(fā)器的卡諾圖，化簡得T觸發(fā)器的特征方程為 如果

20、T觸發(fā)器的輸入端T=1，則稱它為T觸發(fā)器，如圖3-20所示。T觸發(fā)器也稱為一位計數(shù)器，在計數(shù)器中應(yīng)用廣泛?？捎盟鳛?分頻器使用.,下一頁,上一頁,任務(wù)三 校時電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2: 常用觸發(fā)器】 四、集成觸發(fā)器 1. TTL主從JK觸發(fā)器74LS72 它為多輸人端的單JK觸發(fā)器。使用中如有多余的輸人端，應(yīng)將其接高電平。該觸發(fā)器帶有直接置0端RD和直接置1端SD，都為低電平有效，不用時應(yīng)接高電平。74 LS72為主從型觸發(fā)器，CP下跳沿觸發(fā)。 74 LS72的功能表如表3-7所示。 2.高速CMOS邊沿D觸發(fā)器74HC74 它為單輸入端的雙D觸發(fā)器。一個片子里封裝著兩個相同的D觸發(fā)器

21、，每個觸發(fā)器只有一個D端，帶有直接置0端RD和直接置1端SD，為低電平有效。CP上升沿觸發(fā)。74HC74的邏輯符號和引腳排列分別如圖3-22 (a)、(b)所示。,上一頁,返 回,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【技能目標(biāo)】 （1）能構(gòu)成組成秒信號的計數(shù)器 （2）能將信號產(chǎn)生電路、計數(shù)電路及譯碼驅(qū)動電路連接起來。 【技能目標(biāo)】 掌握計數(shù)器的相關(guān)知識。,下一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 設(shè)計并制作秒信號計數(shù)器、連接信號產(chǎn)生電路和計數(shù)電路及譯碼驅(qū)動電路 2.實踐活動任務(wù)描述 本次任務(wù)要求用集成電路構(gòu)成60進制的計數(shù)器，將秒信號與計數(shù)器連接起來，還應(yīng)設(shè)計計數(shù)器與

22、LED顯示驅(qū)動器的連接，畫出它們之間的連接圖，實現(xiàn)能在LE D上顯示059的秒顯示。 3.實踐活動要求 要求每人用集成計數(shù)器設(shè)計60進制計數(shù)器，畫出電路圖，并在焊接板(或面包板)上，將設(shè)計的電路搭建起來，調(diào)試并實現(xiàn)所要求的用LE D顯示秒鐘的功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 萬用表，電烙鐵，計數(shù)器集成電路，LED顯示驅(qū)動集成塊若干，電阻、電容若干，單股導(dǎo)線一段，焊接板(或面包板)一塊，焊錫絲一段。 5.活動提示 (1)關(guān)于計數(shù)器相關(guān)知識，請自學(xué)后面的知識鏈接。 (2)計數(shù)器的選用應(yīng)考慮兩個因素：一是要滿足數(shù)字電子鐘的全部功能要求，易于購買

23、；二是要經(jīng)濟，選擇常用的器件。 (3)所設(shè)計的電路連接可能較多，要小心不要接錯，如果出現(xiàn)問題，可根據(jù)信號的流向逐級查找。 (4)本任務(wù)涉及計數(shù)器、LE D顯示驅(qū)動等內(nèi)容，知識綜合性較強，完成本任務(wù)后對后續(xù)任務(wù)的完成將有很大的幫助作用。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 一、計數(shù)器的功能、分類和基本原理 1.計數(shù)器功能 計數(shù)器的基本功能就是對輸入脈沖的個數(shù)進行計數(shù)。 2.分類 （1）同步計數(shù)器和異步計數(shù)器 （2）二進制、十進制和任意進制計數(shù)器 （3）加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器 3.計數(shù)器的基本原理 如果T觸發(fā)器初始狀態(tài)為0，在逐個輸人CP脈沖時，

24、其輸出狀態(tài)就會由0 1 0 1不斷變化。此時稱觸發(fā)器工作在計數(shù)狀態(tài)，即由觸發(fā)器輸出狀態(tài)的變化，可以確定CP脈沖的個數(shù)。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 圖3-23 (a)所示是由3個JK觸發(fā)器構(gòu)成的3位二進制計數(shù)器 計數(shù)器的狀態(tài)圖和時序圖如圖3-23 (b)，(c)所示，這是一個異步計數(shù)器的例子。 對上述計數(shù)器，由于各觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)不是受同一個CP脈沖控制的，故稱為異步計數(shù)器。有時為使計數(shù)器按一定規(guī)律進行計數(shù)，各觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端還要輸入一定的控制信號。 4.計數(shù)器的一般模型 計數(shù)器的一般模型如圖3-24所示。CLK1、CLK2為時鐘輸入端。如果有兩個

25、時鐘輸入端，一個為加法計數(shù)脈沖輸入端，另一個為減法計數(shù)脈沖輸入端。TCU 、TCD分別為加法計數(shù)進位端和減法計數(shù)借位端。D0Dn，為數(shù)據(jù)加載端，在其上加載的數(shù)據(jù)決定了計數(shù)的初始值。Q0Qn為計數(shù)器輸出端，計數(shù)器的輸出數(shù)據(jù)由此取出。MR為清零端。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 二、同步二進制計數(shù)器 二進制計數(shù)器就是按二進制計數(shù)進位規(guī)律進行計數(shù)的計數(shù)器。 以74 LS 161集成計數(shù)器為例，討論二進制同步計數(shù)器。74 LS161是4位二進制同步計數(shù)器。其功能表如表3-9所示。 當(dāng)MR、PE、CET和CEP均為高電平時，計數(shù)器處于計數(shù)狀態(tài)，每輸入一個CP

26、脈沖，就進行一次加法計數(shù)，詳見該計數(shù)器的狀態(tài)圖如圖3-25(a)所示，其波形如圖3-25(b)所示。 圖3-26所示為74LS161引腳和邏輯符號。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 三、同步十進制計數(shù)器 十進制計數(shù)器就是按十進制計數(shù)進位規(guī)律進行計數(shù)的計數(shù)器。 下面以74LS192為例介紹十進制同步計數(shù)器。 74LS192的邏輯圖如圖3-27(a)所示。74LS192是一個同步十進制可逆計數(shù)器。 1. 74LS192功能表 74LS192的功能表如表3-10所示。 74LS192的時序如圖3-27(b)所示。 2.計數(shù)器的級聯(lián) 將多個74LS192級聯(lián)

27、可以構(gòu)成高位計數(shù)器。例如，用兩個74 LS 192可以組成100進制計數(shù)器，其連接方式如圖3-28所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 四、任意進制計數(shù)器 任意進制計數(shù)器是指計數(shù)器的模N2n的計數(shù)器。 利用已有的集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法通常有3種。 (1)直接選用已有的計數(shù)器。 (2)用兩個模小的計數(shù)器串接，可以構(gòu)成模為兩者之積的計數(shù)器。 (3)利用反饋法改變原有計數(shù)長度。此方法又有4種方式： 異步清零法。適用于具有異步清零端的集成計數(shù)器，如圖3-31(d)所示.,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】

28、 同步清零法。適用于具有同步清零端的集成計數(shù)器。圖3-29(a)所示是用集成計數(shù)器74163和與非門組成的六進制計數(shù)器。 異步預(yù)置數(shù)法。適用于具有異步預(yù)置端的集成計數(shù)器。圖3一30(a)所示是用集成計數(shù)器74191和“與非”門組成的十進制計數(shù)器. 圖3 -31示出了利用十進制計數(shù)器74LS160，通過反饋構(gòu)成模6計數(shù)器的4種方法。 表3-11所示為74LS160的功能表和引腳功能說明。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 五、計數(shù)器組成分頻器 前面提到，模N計數(shù)器進位輸出端輸出脈沖的頻率是輸入脈沖頻率的1/N，因此可用模N計數(shù)器組成N分頻器. 例3-3

29、某石英晶體振蕩器輸出脈沖信號的頻率為32 768 Hz，用74161組成分頻器，將其分頻為頻率為1 Hz的脈沖信號. 解:因為32 768 =215，經(jīng)15級二分頻，就可獲得頻率為1 Hz的脈沖信號。因此將4片74161級聯(lián)，從高位片(4)的Q2輸出即可，其邏輯電路如圖3-33所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 1.一般程序分頻器 分頻器的輸入信號頻率f1與輸出信號頻率f0之比叫做分頻比N。程序分頻器是指分頻比N隨預(yù)置數(shù)據(jù)而變的數(shù)控分頻器，因此，凡具有并行置數(shù)功能的計數(shù)器都可以組成程序分頻器。 圖3-34(a)所示是程序分頻器的一般框圖，圖3-3

30、4(b)所示是分頻比N=7時，程序分頻器輸出信號u0與輸入信號u1的同步波形。由圖可知，其分頻比N=f1 /f0=T0/T1=7。 2. M/M+1分頻器 M/M + 1分頻器在頻率合成器中經(jīng)常采用，它有兩種工作模式，即M次分頻模式和M+1次分頻模式。 圖3 -35所示是一個由74LS163二進制計數(shù)器和門電路組成的M/M+1分頻器。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 六、數(shù)碼寄存器與移位寄存器 1.數(shù)碼寄存器 數(shù)碼寄存器存儲二進制數(shù)碼的時序電路組件，它具有接收和寄存二進制數(shù)碼的邏輯功能。 圖3-36 (a)所示是由D觸發(fā)器組成的4位集成寄存器74LS

31、 175的邏輯電路，其引腳如圖3-36(b)所示。 74LS175的功能示于表3-12中。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接1：同步計數(shù)器】 2.移位寄存器 移位寄存器不但可以寄存數(shù)碼，而且在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移動1位。 電路的狀態(tài)表如表3-13所示，時序如圖3-37所示。 移位寄存器具有串行輸入-并行輸出和串行輸入-串行輸出兩種工作方式。 3.移位寄存器74194 74194是由4個觸發(fā)器組成的功能很強的4位移位寄存器，其功能表如表3-14所示。由表3-14可以看出74194的功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【

32、知識鏈接1：同步計數(shù)器】 4.寄存器構(gòu)成的移位型計數(shù)器 (1)環(huán)形計數(shù)器。圖3-39所示是用74194構(gòu)成的環(huán)形計數(shù)器的邏輯圖和狀態(tài)圖。 (2)扭環(huán)形計數(shù)器。為了增加有效計數(shù)狀態(tài)，打一大計數(shù)器的模，將上述接成右移寄存器的74194的末級輸出Q3反相后，接到串行輸人端DSR，就構(gòu)成了扭環(huán)形計數(shù)器，如圖3-40 (a)所示，圖3-40 (b)所示為其狀態(tài)圖.,下一頁,上一頁,任務(wù)四 秒信號電路的制作與調(diào)試,【知識鏈接2：集成計數(shù)器CD390】 一般采用十進制計數(shù)器74HC390來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量，可選74HC390，其外部引腳如圖3-41所示，內(nèi)部邏輯框圖如圖3-42

33、所示。 秒十位計數(shù)單元為六進制計數(shù)器，需要進制轉(zhuǎn)換。將十進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進制計數(shù)器的電路連接方法如圖3-43所示，其中Q2可作為向上的進位信號與分個位的計數(shù)單元的CPA相連。 利用1片74HC390實現(xiàn)十二進制計數(shù)功能的電路如圖3- 44所示。,上一頁,返 回,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【技能目標(biāo)】 （1）用CD390構(gòu)成60、24進制計數(shù)器。 （2）仿真數(shù)字電子鐘。 【知識目標(biāo)】 （1）掌握由集成計數(shù)器及門電路擴展計數(shù)器計數(shù)范圍的方法。 （2）掌握軟件及硬件仿真的方法。 （3）掌握時序邏輯電路的分析與設(shè)計方法。,下一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【實

34、踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 設(shè)計并制作分信號、小時信號電路。 2.實踐活動任務(wù)描述 本活動就是要設(shè)計小時及分鐘的計數(shù)電路、顯示電路，在設(shè)計過程中要運用軟件仿真及硬件仿真的方法，最后制作實現(xiàn)分鐘、小時的功能。 3.實踐活動要求 要求每人用集成電路CD390 , CD4511等及其外圍器件設(shè)計分鐘、小時的電路，畫出電路圖及仿真，并在焊接板(或面包板)上將設(shè)計的電路搭建起來，調(diào)試并實現(xiàn)所要求的功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 萬用表，電烙鐵，CD390 , CD4511等集成電路若干，電阻、電容若干，單股導(dǎo)線一段，焊接板一塊，焊錫

35、絲一段。 5.活動提示 (1)從經(jīng)濟的角度出發(fā)選擇計數(shù)器，請設(shè)計一既可實現(xiàn)功能又最經(jīng)濟的計數(shù)器。 (2)可運用前面學(xué)過的知識設(shè)計24進制、12進制、60進制、10進制、6進制等計數(shù)電路。 (3)查閱關(guān)于CD390集成電路的相關(guān)知識。 (4)在調(diào)試電路時，可考慮引入變化快的脈沖作為計數(shù)參考。 (5) 制作時一是要小自，二是要邊制作邊檢查，注意連接的次序。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1:時序邏輯設(shè)計的基本方法】 一、同步時序邏輯電路的設(shè)計步驟 (1)根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)定狀態(tài)，導(dǎo)出對應(yīng)狀態(tài)圖或狀態(tài)表。 (2)狀態(tài)化簡。原始狀態(tài)圖(表)通常不是最簡的，往往可

36、以消去一些多余狀態(tài)。消去多余狀態(tài)的過程叫做狀態(tài)化簡。 (3)狀態(tài)分配，又稱狀態(tài)編碼。 (4)選擇觸發(fā)器的類型。觸發(fā)器的類型選得合適，可以簡化電路結(jié)構(gòu)。 (5)根據(jù)編碼狀態(tài)表以及所采用的觸發(fā)器的邏輯功能，導(dǎo)出待設(shè)計電路的輸出方程和驅(qū)動方程。 (6)根據(jù)輸出方程和驅(qū)動方程畫出邏輯圖。 (7)檢查電路能否自啟動。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1:時序邏輯設(shè)計的基本方法】 二、同步計數(shù)器的設(shè)計舉例 由于計數(shù)器沒有外部輸入變量X，則設(shè)計過程比較簡單。 例3-4 設(shè)計一個同步五進制加法計數(shù)器。 解:設(shè)計步驟如下。 (1)根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)定狀態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。由

37、于是五進制計數(shù)器，所以應(yīng)有5個不同的狀態(tài)，分別用S0、S1、S4表示。在計數(shù)脈沖CP作用下，5個狀態(tài)循環(huán)翻轉(zhuǎn)，在狀態(tài)為S4時，進位輸出Y=1。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3- 45所示。 (2)狀態(tài)化簡。五進制計數(shù)器應(yīng)有5個狀態(tài)，無須化簡。 (3)狀態(tài)分配，列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。由式2n N 2n-1可知，應(yīng)采用3位二進制代碼。該計數(shù)器選用3位自然二進制加法計數(shù)編碼，即S0=000 、S1=001、S4=100。由此可列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3-15所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1:時序邏輯設(shè)計的基本方法】 (4)選擇觸發(fā)器。本例選用功能比較靈活的JK觸發(fā)器。 (5)

38、求各觸發(fā)器的驅(qū)動方程和進位輸出方程。 列出JK觸發(fā)器的驅(qū)動表如表3-16所示。畫出電路的次態(tài)卡諾圖如圖3-46所示，3個無效狀態(tài)101, 110 , 111作無關(guān)項處理。根據(jù)次態(tài)卡諾圖和JK觸發(fā)器的驅(qū)動表可得各觸發(fā)器的驅(qū)動卡諾圖如圖3-47所示。 再畫出輸出卡諾圖如圖3-48所示，可得電路的輸出方程:Y=Q2。 將各驅(qū)動方程與輸出方程歸納如下:,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接1:時序邏輯設(shè)計的基本方法】 (6)畫邏輯圖。根據(jù)驅(qū)動方程和輸出方程，畫出五進制計數(shù)器的邏輯圖如圖3-49所示。 (7)檢查能否自啟動。利用邏輯分析的方法畫出電路完整的狀態(tài)圖如圖3

39、-50所示。可見，如果電路進入無效狀態(tài)101 、110 、111時，在CP脈沖作用下，分別進入有效狀態(tài)010、010、000。所以電路能夠自啟動。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 一、分析時序邏輯電路的一般步驟 (1)根據(jù)給定的時序電路圖寫出下列各邏輯方程式: 各觸發(fā)器的時鐘方程。 時序電路的輸出方程 各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。 (2)將驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，求得各觸發(fā)器的次態(tài)方程，也就是時序邏輯電路的狀態(tài)方程. (3)根據(jù)狀態(tài)方程和輸出方程，列出該時序電路的狀態(tài)表，畫出狀態(tài)圖或時序圖。 (4)根據(jù)電路的狀態(tài)表或狀態(tài)圖

40、說明給定時序邏輯電路的邏輯功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 二、同步時序邏輯電路的分析舉例 例3-5 試分析圖3-51所示的時序邏輯電路. 解:由于圖3-51所示為同步時序邏輯電路，圖中的兩個觸發(fā)器都接至同一個時鐘脈沖源CP，所以各觸發(fā)器的時鐘方程可以不寫。 (1)寫出輸出方程。 (2)寫出驅(qū)動方程。 (3)寫出JK觸發(fā)器的特性方程 ，然后將各驅(qū)動方程代入JK觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程.,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 (4)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表

41、及狀態(tài)圖。 由于輸入控制信號X可取1，也可取0，所以分兩種情況列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和畫狀態(tài)圖。 當(dāng)X=0時。 將X=0代入輸出方程和觸發(fā)器的次態(tài)方程，則輸出方程簡化為: ；觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為: 設(shè)電路的現(xiàn)態(tài)為，依次代入上述觸發(fā)器的次態(tài)方程和輸出方程中進行計算，得到電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3-17所示。 根據(jù)表3-17所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3-52所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 當(dāng)X=1時 輸出方程簡化為: ； 觸發(fā)器的次態(tài)方程簡化為: 計算可得電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3-18所示，狀態(tài)圖轉(zhuǎn)換圖如圖3-53所示。 將圖

42、3-52和圖3-53合并起來，就是電路完整的狀態(tài)圖，如圖3-53所示。 (5)畫時序波形圖。 如圖3-55所示。 (6)邏輯功能分析。,下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 三、異步時序邏輯電路的分析舉例 由于在異步時序邏輯電路中，沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖，因此，分析時必須寫出時鐘方程。 例3-6 試分析圖3-56所示的時序邏輯電路。 解:(1)寫出各邏輯方程式. 時鐘方程: CP0=CP（時鐘脈沖源的上升沿觸發(fā)） CP1=Q0（當(dāng)FF0的Q0由0 1時，Q1才可能改變狀態(tài)，否則Q1將保持原狀態(tài)不變） 輸出方程: 各觸發(fā)器的驅(qū)動方程:,

43、下一頁,上一頁,任務(wù)五 分信號、小時信號產(chǎn)生電路的設(shè)計與制作,【知識鏈接2:時序邏輯分析的基本方法】 (2)將各驅(qū)動方程代入D觸發(fā)器的特性方程，得各觸發(fā)器的次態(tài)方程: (3)作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)圖、時序圖。 (4)根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可得狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3-57所示，時序圖如圖3-58所示。 (5)邏輯功能分析 由狀態(tài)圖可知:該電路一共有4個狀態(tài)00、01、10、11，在時鐘脈沖作用下，按照減規(guī)律循環(huán)變化，所以是一個四進制減法計數(shù)器，Z是借位信號。,上一頁,返 回,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【技能目標(biāo)】 能將數(shù)字電子鐘的各部分(信號產(chǎn)生電路、校時電路、計數(shù)電路、譯碼電路、LED)連接進來并進行調(diào)整。

44、 【知識目標(biāo)】 掌握整機聯(lián)調(diào)的方法。,下一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 整機連接及聯(lián)調(diào) 2.實踐活動任務(wù)描述 要將各部電路連接進來，實現(xiàn)數(shù)字電子鐘的全部功能。即能顯示小時、分、鐘、秒，能調(diào)整時間，能整點報時等。 3.實踐活動要求 (1)將秒計時電路與分計時電路，分計時電路與小時計時電路連接起來，通過調(diào)試能實現(xiàn)完整的計時功能。 (2)將校時電路接入，能對時間進行調(diào)整。 (3)將整點報時電路接入，能整點報時。 (4)各電路功能完整，互不干擾。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 萬用表，電烙鐵，單股導(dǎo)線一段，焊接板一塊

45、，焊錫絲一段 5.活動提示 (1)整機聯(lián)調(diào)是電路調(diào)試的最后一個階段，也是綜合性較強的階段，一個問題故障的出現(xiàn)可能與很多部分相關(guān)，在調(diào)整時要分功能模塊進行。 (2)在調(diào)整電路時，可根據(jù)信號流向，分步調(diào)整，先將無關(guān)部分斷開，避免相互干擾。 (3)如果自己無法判斷問題所在，同組人最好相互檢查。 (4)在聯(lián)調(diào)過程中要注意記錄，要記錄出現(xiàn)的現(xiàn)象、故障的判斷、查找故障的步驟、最后是如何解決的、心得體會等。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 一、整機總裝 1.總裝的順序和基本要求 (1)總裝的順序。先輕后重、先小后大、先鉚后裝、先裝后焊、先里后外、先平后高

46、，上道工序不得影響下道工序。 (2)總裝的基本要求 總裝前對零、部件或組件進行調(diào)試、檢驗。 總裝應(yīng)采用合理的安裝工藝，用經(jīng)濟、高效、先進的裝配技術(shù)，使產(chǎn)品達到預(yù)期的效果。 總裝過程中，不損傷元器件和零、部件，保證安裝件的正確，保證產(chǎn)品的電性能穩(wěn)定，并有足夠的機械強度和穩(wěn)定度。 總裝中每一個階段都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行自檢、互檢與專職調(diào)試檢驗的“三檢”原則。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 2.總裝的工藝過程 電子產(chǎn)品的總裝工藝過程包括以下幾步。 (1)零件、部件的配套準(zhǔn)備。 (2)零件、部件的裝聯(lián)。 (3)整機調(diào)試。 (4)總裝檢驗。 (5)包裝。 (

47、6)入庫或出廠。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 3.總裝的質(zhì)量檢查 總裝的質(zhì)檢原則:堅持自檢、互檢、專職檢驗的“三檢”原則，其程序是:先自檢，再互檢，最后由專職檢驗人員檢驗。 整機質(zhì)量檢查的幾個方面: (1)外觀檢查。 (2)裝聯(lián)的正確性檢查。 (3)安全性檢查(包括絕緣電阻和絕緣強度的檢查)。 (4)根據(jù)具體產(chǎn)品的具體情況，還可以選擇其他項日的檢查，如抗干擾檢查、溫度測試檢查、濕度測試檢查、振動測試檢查等。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 二、調(diào)試工藝 （一）調(diào)試的目的與調(diào)試要求 1

48、.調(diào)試的目的與過程 (1)調(diào)試的日的 發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷和安裝的錯誤，并改進與糾正。 確保產(chǎn)品的各項功能和性能指標(biāo)均達到設(shè)計要求。 (2)調(diào)試的過程 通電前的檢查(調(diào)試準(zhǔn)備)。 通電調(diào)試。 整機調(diào)試。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 2.調(diào)試的安全措施 安全措施主要有:供電安全；儀器設(shè)備安全；操作安全。 幾個必須牢記的安全操作觀念: 斷開電源開關(guān)不等于斷開了電源，不通電不等于不帶電，電氣設(shè)備和材料的安全工作壽命是有限的。 (二)調(diào)試工藝文件及調(diào)試方案 1.調(diào)試工藝文件 調(diào)試方案的制定應(yīng)從下列3個方面綜合考慮: 技術(shù)要求。 生產(chǎn)效率要求。 經(jīng)濟要

49、求。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 2.整機調(diào)試 (1)整機調(diào)試的工藝流程。 根據(jù)整機的不同性質(zhì)可分為：整機產(chǎn)品調(diào)試；樣機調(diào)試。 單元部件調(diào)試的一般流程為：外觀檢查、靜態(tài)調(diào)試、動態(tài)調(diào)試、性能指標(biāo)綜合調(diào)試，如圖3-59所示。 樣機調(diào)試的工藝流程。樣機調(diào)試包括：整機裝配及檢驗；通電觀察；分塊調(diào)試；整機聯(lián)調(diào)；整機細調(diào)；調(diào)試總結(jié)數(shù)據(jù)整理。如圖3-60所示。,下一頁,上一頁,任務(wù)六 數(shù)字電子鐘的整機聯(lián)調(diào),【知識鏈接:電路故障的判斷及排除方法】 (2)整機調(diào)試過程中的故障查找及處理 整機調(diào)試過程中的故障特點。 整機調(diào)試過程中故障出現(xiàn)的原因. 整機調(diào)試

50、過程中的故障處理步驟。 電路調(diào)試常用故障排除方法。 a.直觀檢查法 b.參數(shù)測量法 c.電阻測量法 d.信號尋跡法 e.替代法 f.電路分割法 g.短接旁路法,上一頁,返 回,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【技能目標(biāo)】 能運用設(shè)計軟件設(shè)計數(shù)字電子鐘的PCB并制作出合格的PCB。 【知識目標(biāo)】 電路板設(shè)計的方法。,下一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 設(shè)計并制作數(shù)字電子鐘的PCB。 2.實踐活動任務(wù)描述 要設(shè)計數(shù)字電子鐘產(chǎn)品的印制板，并在PCB上實現(xiàn)數(shù)字電子鐘的全部功能。 3.實踐活動要求 (1)用電路板設(shè)計軟件繪制數(shù)字電子鐘的原理圖。 (2)用電

51、路板設(shè)計軟件設(shè)計數(shù)字電子鐘的PCB。 (3)根據(jù)設(shè)計的數(shù)字電子鐘的PCB板圖制作實際的PCB。 (4)在制作的PCB上連接電路元件并調(diào)試實現(xiàn)數(shù)字電子鐘的全部功能。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 電路板設(shè)計軟件、計算機；PCB制板設(shè)備；數(shù)字電子鐘所需元件；萬用表，電烙鐵，單股導(dǎo)線一段，敷銅板一塊，焊錫絲一段。 5.活動提示 (1)關(guān)于電路設(shè)計軟件的知識請閱讀上冊的內(nèi)容或參考其他資料。 (2)電路板制作的方法請在PCB制作室內(nèi)學(xué)習(xí)。 (3)制作PC B時請注意安全及衛(wèi)生。 (4)焊接調(diào)試數(shù)字電子鐘時，仍應(yīng)按功能分割逐步進行。,下一頁,上一頁

52、,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 一、原理圖繪制 繪制電路圖時要注意以下幾點: (1)布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于看圖、有利于對圖的理解和閱讀. (2)注意信號的流向. (3)圖形符號要標(biāo)準(zhǔn)，圖中應(yīng)加適當(dāng)?shù)臉?biāo)注. (4)連接線應(yīng)為直線，并且交叉和折彎應(yīng)最少.,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 二、組件布局基本規(guī)則 （1）就近集中原則，數(shù)模分開。 （2）定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔周圍不得貼裝元、器件。 （3）臥裝組件下方避免布過孔。 （4）元、器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm. （5）組件焊盤的外側(cè)與相

53、鄰插裝組件的外側(cè)距離大于2mm。 （6）金屬元、器件不能與其他元、器件相碰。 （7）發(fā)熱組件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏組件。 （8）電源插座要盡量布置在印制板的四周。 （9）其他元、器件的布置。 （10）板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 （11）貼片焊盤上不能有通孔。 （12）貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致。 （13）有極性的器件在同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。 三、組件布線規(guī)則 （1）布線邊沿和安裝孔周圍禁止布線。 （2）電源線盡可能寬。 （3）正常過孔不低于30 mil （4）雙列直插：焊盤60 mil

54、，孔徑40 mil。 （5）注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 四、PCB識圖 1.印制線路圖特點 跨接導(dǎo)通連接、不規(guī)律、銅箔線路排布、多種引線。 2.印制線路圖識圖方法和技巧 （1）同一個單元電路中的元器件相對而言是集中在一起的。 （2）根據(jù)一些元器件的外形特征可以找到這些元器件。 （3）根據(jù)單元電路是比較有特征的，找到它們。 （4）間接地去找電阻器、電容器。 （5）找地線。 （6）借助燈照。 （7）畫一致的識圖方向。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,

55、【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 五、焊接的基本知識 1.焊接的基本知識 (1)被焊的金屬材料應(yīng)具有良好的可焊性. (2)被焊的金屬表面要保證清潔. (3)使用合適的助焊劑。 (4)焊接過程要有一定的時間和溫度。 2.電烙鐵的使用 (1)安全檢查。 (2)新烙鐵頭的處理。 (3)使用注意事項。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接1:電子電路板的設(shè)計方法】 3.其他焊接工具 尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子、旋具、小刀。 4.手工焊接技術(shù) (1)焊接的手法 (2)手工焊接的基本步驟 準(zhǔn)備、加熱被焊件、放上焊錫絲、移開焊錫絲、撤電烙鐵 (3)焊接注意事項 (4)拆焊,下一頁,

56、上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接2:Protel軟件的使用方法】 一、用Protel99SE布線的基本流程 (1)得到正確的原理圖和網(wǎng)絡(luò)表. (2)畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫. (3)畫上禁止布線層，含中間的鏤空等. (4)打開所有要用到的PCB庫文件后調(diào)人網(wǎng)絡(luò)表文件. (5)元件手工布局. (6)根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整，然后將全部器件鎖定. (7)制訂詳細的布線規(guī)則. (8)對部分重要線路進行手工預(yù)布線. (9)對自動布線功能進行設(shè)置. (10)假如不能完全布通，則可手工繼續(xù)完成或重做一次.,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接2:Pr

57、otel軟件的使用方法】 (11)對布線進行手工初步調(diào)整。 (12)切換到單層顯示模式下將每個布線層的線拉整齊和美觀。 (13)全部調(diào)完并檢測通過后拖放絲印層的字符到合適位置。 (14)對所有過孔和焊盤補淚滴，對于貼片和單面板一定要加。 (15)將安全間距暫時改為0. 51mm。 (16)最后再做一次檢測，有錯則改正。 (17)在觀看文檔日錄情況下將文件導(dǎo)出為一個*.PCB文件。 (18)發(fā)E-mail或復(fù)制盤給加工廠家。 (19)產(chǎn)生BOM文件并導(dǎo)出后編輯成符合公司規(guī)定的格式 (20)將邊框、螺釘孔、接插件等與機箱機械加工有關(guān)的部分導(dǎo)出為R14的DWG格式文件給機械設(shè)計人員。 (21)整理和

58、打印各種文檔。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接2:Protel軟件的使用方法】 二、用Protel DXP電路板設(shè)計的一般原則 (1)選用時鐘頻率低的微處理器。 (2)減小信號傳輸中的畸變。 (3)減小信號間的交叉干擾。 (4)減小來自電源的噪聲。 (5)注意電路板與元器件的高頻特性。 (6)元件布置要合理分區(qū)。 (7)處理好地線。 (8)去藕電容。,下一頁,上一頁,任務(wù)七 數(shù)字電子鐘的PCB設(shè)計與制作,【知識鏈接2:Protel軟件的使用方法】 三、高頻布線 (1)合理選擇層數(shù) (2)走線方式 (3)走線長度 (4)過孔數(shù)量 (5)層間布線方向 (6)敷銅

59、(7)包地 (8)信號線 (9)去藕電容 10)高頻扼流,上一頁,返 回,任務(wù)八 電子設(shè)計文檔與展示活動,【技能目標(biāo)】 （1）能書寫產(chǎn)品說明書。 （2）能書寫產(chǎn)品技術(shù)文檔。 （3）能提供資料完整的數(shù)字電子鐘新產(chǎn)品。 （4）能組織、參與展示會。 【知識目標(biāo)】 （1）掌握說明書及技術(shù)文檔的編寫方法 （2）掌握產(chǎn)品展示會的組織、設(shè)計方法,下一頁,任務(wù)八 電子設(shè)計文檔與展示活動,【實踐活動】 1.實踐活動內(nèi)容 編寫產(chǎn)品說明書及技術(shù)文檔、組織產(chǎn)品展示活動。 2.實踐活動任務(wù)描述 要編寫出數(shù)字電子鐘產(chǎn)品的技術(shù)文檔，并且進行一次產(chǎn)品展示活動，提高產(chǎn)品的宣傳活動能力。 3.實踐活動要求 (1)編寫數(shù)字電子鐘的技術(shù)資料文檔。 (2)編寫數(shù)字電子鐘的產(chǎn)品使用說明書。 (3)組織一次數(shù)字電子鐘的產(chǎn)品展示活動，達到吸引顧客的目的。,下一頁,上一頁,任務(wù)八 電子設(shè)計文檔與展示活動,【實踐活動】 4.實踐儀器與元件 展示桌椅、電源、聲光音響設(shè)備等；數(shù)字電子鐘若干臺，宣傳資料 5.活動提示 (1)產(chǎn)品的技術(shù)文檔的編寫是電子產(chǎn)品技術(shù)員的必備能力。 (2)產(chǎn)品說明書的縮寫是技術(shù)支持崗位的基本能力要求。 (3)產(chǎn)品的展示是宣傳產(chǎn)品的重要手段，產(chǎn)品的最終目的是顧客，如何贏得顧客也是產(chǎn)品營銷人員的最重要的職責(zé)，一定要本著誠信、熱情服務(wù)的態(tài)度對待顧客。,下一頁,上一頁,任務(wù)八 電子設(shè)