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1、 数字逻辑电路数字逻辑电路实训报告实训报告专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2011 年 6 月 29 日实训题目：电子记分牌实训题目：电子记分牌1.1.整机设计整机设计1.11.1 设计要求设计要求1.1.11.1.1 设计任务设计任务设计比赛记分牌，用位 LED 显示比赛一方的分数，比赛开始时显示零分。有得分按键，每按一次加一分，以及每次加 2 分，并用数码管显示累计分数。1.1.21.1.2 性能指标要求性能指标要求设计比赛记分牌，用位 LED 显示比赛一方的分数，比赛开始时显示零分 。有得分按键，每按一次加一分，并用数码管显示累计分数。 当累计分数超过 9 而进位时，亮进位指
2、示灯1.21.2 整机实现的基本原理及框图整机实现的基本原理及框图1.2.11.2.1 基本原理基本原理单稳电路用来对按键去抖动，每按一次仅加一分。计数器对按键次数进行计数，即对得分进行计算。计数结果（即得分）经译码和放大后用 LED 显示。 1.2.21.2.2 总体框图总体框图按键单稳电路计数器译码驱动电路数码显示器2各功能电路实现原理及电路设计各功能电路实现原理及电路设计2.12.1 多谐振荡器多谐振荡器 用 555 组成的多谐振荡器，电路如下图所示。R 由 R11 和 R12 两个电阻组成，两 个电阻的中点接到放电三极管 VTd 的放电端。比较电压由电源 VCC 经过三个电阻分压 形成
3、。外界控制电压输入端未用，经过 0.01UF 电容接地，防止干扰。 电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路也不需要外接触发信号，利用电源通过 R11 和 R12 向 C 充电，以及 C 通过 R12 向放电端放电，使电路形成震荡。电容 C 在 1/3VCC 和 2/3VCC 之间充电和放电。输出的周期为 T=T1+T2，T1=0.7（R11+R12） ， T2=0.7R12C。 使用该电路来产生一个脉冲信号，给 L4LS160 提供触发信号，实现加 2 分。2.22.2 加两分电路加两分电路电路如图所示由多谐振荡器产生时钟信号输入 2 脚，作为触发信号。P3、P2、P1、P0 预置为 0011，
4、当 按键 S5 按下时，芯片清零，并开始计数。当计数到达 0011 时，信号经过 74LS00 后反馈给 10 脚一个低电平，此时满足条件，计数器开始保持预置信号，不再变化。此电路为四进制 计数器，用于产生两个脉冲，从而实现加 2 分。2.32.3 计数器计数器 74LS192 是双时钟方式的十进制可逆计数器。 CPU 为加计数时钟输入端，CPD 为减计数时钟输入端。 LD 为预置输入控制端，异步预置。 CR 为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO 为进位输出：1001 状态后负脉冲输出， BO 为借位输出：0000 状态后负脉冲输出。2.42.4 译码驱动电路译码驱动电路 CD4511
5、是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译 码器，特点如下：具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较 大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。其功能介绍如下： BI：4 脚是消隐输入控制端，当 BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管 均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3 脚是测试输入端，当 BI=1，LT=0 时，译码输出全为 1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当 LE=0 时，允许译码输出。 LE=1 时译码器是锁 A1、A2、A3、A
6、4、为 8421BCD 码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1 有效。CD4511 的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。3 3制作与调试过程制作与调试过程 3.13.1 制作过程制作过程 3.1.13.1.1 绘图绘图 绘制原理图； 领配件；绘制 PCB 图（此过程应注意：封装应该按元器件的实际大小设置，若库中没 有，必须自行测量手画） ； 3.1.23.1.2 印制电路板印制电路板 把 PCB 图印到转印纸上（注意不要将转印纸上的油墨弄掉） ； 用砂纸把铜片磨光滑，去掉上面的细沫，然后将转印纸附在铜片上，包起四 边，平稳的推至转印机中
7、（转印机温度一般到 150 至 160 摄氏度） ； 待转印出的电路板冷却后，揭开附在其上面的转印纸，铜板上显示出黑色的 线（若那些线不够完整，可以用黑色的油性笔加以修补） ，将转印好的铜板浸入配好的 腐蚀液中（腐蚀液还可以是 FeCl3 溶液） ； 铜板从腐蚀液里面取出后用清水洗净，按照铜板上的孔径打孔； 打好孔后用细砂纸在水中轻轻洗掉黑色的墨线，薄薄的在风干后板子上涂 上一层松香溶液，溶液干后就能开始焊接了； 3.1.33.1.3 焊接焊接 辨认元器件，按正确的位置插上元件，用烙铁和锡焊接好每个元器件，焊接好 以后就可以插上电源开始调试了； 3.23.2 调试过程调试过程 3.2.13.2
8、.1 电路板做好后，插上电源，数码管没有显示，开始检查问题；电路板做好后，插上电源，数码管没有显示，开始检查问题； （1-1）发现问题：清零开关焊接问题； （1-2）解决问题：重新焊接，检查并补焊一些虚焊和漏焊的地方； 3.2.23.2.2 插上电源，所有指示灯正常发光，所有芯片没有发热现象，测插上电源，所有指示灯正常发光，所有芯片没有发热现象，测 量各个芯片的工作电压，均在正常范围。计数器实现所要求的功能。量各个芯片的工作电压，均在正常范围。计数器实现所要求的功能。 4电路测试电路测试4.14.1 测试仪器与设备测试仪器与设备a a数字万用表 4.24.2 指标测试指标测试 +5v 电源 数
9、码管显示一位数字，开始时显示零分。 有得计数按键，数码管显示累计数字。能控制按键进行加计数和减计数，并能实现清零。4.34.3 误差分析误差分析要分析误差，就是按键时有时一次跳两下，分析结果可能是按键存在抖动。5实训心得体会实训心得体会 经过这次的实训，学习到了很多知识，虽然是第二次制作电路板，不过依然有一 些不熟练的问题存在。在制作前查阅了大量的资料制作原理图，特别是关于芯片的功 能方面，有了更加深入的研究，同时应用到了很多数电课堂上所学的知识，也巩固了 很多内容。在原理图大致确定后也一点点做了很多修改，逐渐完善。在画 PCB 图上遇 到了一些问题，芯片管脚多，布局布线都比较复杂，消耗了很多的时间，费了很多心 思，最后还是用了很多的跳线，还需要训练这方面的能力。不过也收获了挺多，在电 路板做好后并没有功能实现，每个部分检查后发现了焊接有问题，也需多多锻炼焊接 技术。最终实现了功能，拨云见日了，经历了很多困难，体会了电子制作的辛苦，也 体会到了电子制作那种成功的快乐。6参考文献参考文献(1) 谢自美电子线路设计谢自美电子线路设计实验实验测试（第二版）测试（第二版） 武汉：华中科技大学出版社，武汉：华中科技大学出版社， 2000附录附录 1 1：电路原理图：电路原理图附录附录 2 2：PCBPCB 图图
