任务4 计数译码显示应用电路的装接与调试.docx

任务4计数译码显示应用电路的装接与调试
知识目标：
1．了解计数译码显示应用电路的组成和工作原理。
2．熟悉计数译码显示应用电路的调试与检测方法。
能力目标：
1．通过装接与调试计数译码显示应用电路，提高学生装接调试数字电路和观察、分析实验现象的能力。
2．通过训练使学生具备运用所学知识解决实际问题的能力，并培养良好的职业道德和职业习惯。

任务引入
生产或生活中的计数译码显示电路应用非常广泛，其电路实现方法也有多种，最常见的方法是采用通用的数字集成逻辑电路来实现。本任务介绍一种采用三块CMOS数字集成电路构成的一位可编程控制定时报警电路，它具有定时、计数、译码显示和报警等功能，是数字电子技术的综合应用电路，只要适当扩展就具有实用价值了。电路简单直观、易于操作，便于装接制作。
相关知识
一、电路组成
可编程控制定时报警电路由计数器（4029）、BCD七段译码器（4543）、数码显示器、时基脉冲发生器（4011）、报警电路（4011）和预置编码等六个单元电路构成。电路如图6-4-1所示。
该电路中使用的四位可预置二进制/十进制可逆计数器4029，BCD锁存七段译码驱动器4543，与非门4011的引脚功能请参阅相关手册或通过互联网查询。
二、电路工作原理
1．定时与计时译码显示电路
由U3C、U3D、可变电阻RP1、R12、C2构成的可控多谐振荡器，产生一个频率为1/3HZ（频率大小根据需要可调整RP1的阻值）的脉冲信号，加到U1的时钟脉冲端，达到定时触发的目的。U1构成BCD码加/减计数器，开关SA合上为加计数，断开为减计数。当加计数到9或减计数到0时，CO输出为低电平，使可控振荡器停振。可见，多谐振荡器又受控于U1的7脚进位/借位输出端，当溢出使得CO输出为0时，使振荡器停振，U1停止计数。另外，计数输出的BCD码送给七段译码器U2得出相应的七段码，再加到共阳极数码管进行显示。
2．报警电路
U3A、U3B和R2、C1构成1KHZ左右的可控多谐振荡器，产生音频振荡信号，通过限流电阻R1至晶体管VT1放大并驱动蜂鸣器发出报警声。另外，此振荡器也受控于U1的7脚进位/借位输出，当计数溢出使CO输出为低电平时，经电阻R4、反相器VT2倒相输出为高电平，使振荡器起振，工作并发出报警声。报警后可由S1预置新的初值并按S2使电路再次开始定时工作。
3．编码预置电路
SA设定计数器4029的加减计数方式，SA打开时，计数器为减1计数，否则，计数器为加1计数。S1是四位BCD码编码开关，S2是预置、计数控制开关，决定是否预置。由S1开关根据需要控制输入预置的计数初值到U1的D3~D0端，当按钮开关S2按下时，则计数初值被预置并由U1的Q3~Q0输出给七段译码器U2，经译码后驱动数码管显示相应的数字。

图6-4-1可编程控制定时报警电路原理图

三、可编程控制定时报警器的主要技术参数调试
1．主要技术参数调试流程图（图6-4-2）

静态
检测
调试
接线
检查电源
（+5V）
接线并测量
静态电压
装配质
量检验
预置编码、定时、
计时功能调测
报警功
能调测
测相关
点波形

图6-4-2技术参数调试流程图
2．主要技术参数调试接线图（图6-4-3）

图6-4-3技术参数调试接线图
操作技能
一、电路装接与检验
1．电路装接
根据图6-4-1的可编程控制定时报警器电路原理图和图6-4-4的印制板图进行装配、焊接，要求成形、插装符合无线电装接工艺且应装接正确无误。也可采用面包板或万用实验板进行操作实验。所使用的元件型号见元件器材表6-4-1。
2．电路与工艺检验
对照图纸和元件器材表认真检查元件规格、型号有无装配错误，对印制板要求按图作线路检查，重点检查有无短路、搭焊、漏焊与虚焊现象。要求不漏装、错装，不损坏元器件，无虚焊，漏焊和搭锡，IC集成电路与其插座均不应装反，元器件排列整齐并符合工艺要求。用万用表R×1挡逐一检测同一铜箔（网络）上焊点的通断情况。
二、静态工作电压的测试
1．未插IC通电检查
将直流稳压电源输出调至5V，线路板先不插集成电路，按原理图与PCB图进行接线，用数字万用表分别测量集成电路4011的14脚、4029的16脚、4543的1脚、6脚和16脚电压，它们的对地电压都应是+5V；4029的5脚和9脚、4543的7脚电压都应是0V。无误后方可断电插上集成电路。
现象：__________________________________________________________________。

图6-4-4可编程控制定时报警电路印制板图
表6-4-1元件器材表
序号名称型号规格配件图号作用万用表挡位实测值1金属膜电阻器RJ-0.25-4.7kΩR1基极隔离、限流电阻2金