电子实验室建设方案

电子实验室建设方案（精选8篇）

电子实验室建设方案 篇1

一、计算机学院实验室建设方案概况

1、现状

2、实验室建设方案及论证

二、XXXX实验室建设要求

1、实验室建设目标（针对专业、课程、学时，最终目标达到实验开出率90%以上）

2、整体规划（实验设备清单含价格，必要时，可增加拓扑及布局图）

电子实验室建设方案 篇2

高频电子线路实验室可以说是每个理工科院校所必备的, 但传统的高频实验室建设需要合适的场地和大量的设备购置资金, 且功能单一、实验项目相对固定, 后期设备更新滞后, 在实验教学过程中运行维护成本也较高。这些弊端也是一些办学资金和场地都相对紧张的独立学院在建设此类实验室时所面对的一个现实问题。随着计算机技术的发展, 在通用计算机平台上利用软件模拟实现一些专用设备功能的技术已逐步趋于成熟, 这也促使一些院校可以利用虚拟仪器技术来组建虚拟高频实验室用以弥补传统实验室的不足。

2 高频电子线路虚拟实验室的体系架构

高频电子线路虚拟实验室是一个开放的实验平台, 用户可以通过网络远程访问虚拟实验室, 调用各种虚拟实验设备搭建一个完整的虚拟实验环境, 通过对虚拟仪器界面上参数的设置实时操控实验流程, 获取实验结果, 从而完成预定的实验项目。

在建构该虚拟实验室时, 可从体系结构上将其划分为四块:

1) 具有Web服务及监管功能的网络服务器;

2) 对所有设备进行管理的设备服务器;

3) 具有可视化和良好操控性的前端用户操作平台;

4) 对虚拟实验室进行有效监控的程序。

3 虚拟实验室各模块设计概述

3.1 网络服务器

该服务器的主要功能是管理用户的登录、建立用户与设备服务器的连接以及在实验过程中对用户与实验任务的交互进行管理。通过该服务器用户可以登录虚拟实验室、调用各类虚拟设备并获取实验数据。

为了使用户更为便捷的访问该虚拟实验室, 在用户端与网络服务器间采用基于Web的B/S结构来建立HTTP连接, 考虑到设备服务器的安全性, 而在设备服务器与网络服务器间采用C/S结构的TCP连接。

为了使服务器能同时响应多个用户的请求, 网络服务器必须多线程运行, 采用TCP/IP协议建立并发运行的、面向连接的结构模型。在网络服务器端可创建主、副两类线程, 主线程只有一个, 副线程可以同时有多个, 主线程在网络服务器启动时即创建, 它负责监听并响应用户端的连接请求, 从而创建副线程传递通信套接字。主线程只在网络服务器关闭时才结束。副线程是为了响应用户端连接请求而创建的, 一个用户请求就创建一个副线程, 在通信完成后即终结。

为了避免主线程一直处以活跃状态, 占用系统资源, 在系统中有一个系统调用程序来控制主线程的运行, 该程序在等待用户连接请求时是处于拥塞状态的, 此时它会暂停主线程的运行;当收到新的用户连接请求时, 它被调用, 并产生一个新的套接字分配给主线程, 主线程得到与用户通信的套接字后继续运行, 创建一个对应的副线程来具体处理用户的连接请求, 并将套接字传递给副线程, 自己重新进入监听等待状态。

为了对用户行为进行响应网络服务器应该具有监管模块, 当有用户与网络服务器建立连接后, 监管模块将同时创建用户服务线程和控制线程, 在用户实验过程中通过两个线程的绑定来实现信息的实时传递。

另外, 在实验过程中各个对象间有大量数据需要交互, 这就需要网络服务器端提供数据管理模块, 该模块应与实验数据库相连, 从而实现各类数据的访存。

3.2 设备服务器

设备服务器的功能是通过与网络服务器建立的通道接收用户传递过来的仪器控制信息, 启动相应虚拟仪器, 并实现虚拟仪器与用户间的数据交互, 实现虚拟实验的具体操控。

虚拟实验室的各类虚拟仪器可以通过美国NI公司的LABVIEW软件进行开发, 构成一个虚拟仪器库供用户调用。用LABVIEW中的Data Socket技术可以轻松实现设备服务器端与用户端的通信, 只需对控件的Data Socket Connection属性以及Data Socket服务器进行简单设置即可实现通过网络向多个远程终端广播数据的功能。

3.3 用户操作平台

用户通过该平台实现具体实验的所有操控, 整个虚拟实验室的功能围绕该平台展开, 网络服务器和设备服务器也是为该平台提供具体的服务。

具体而言用户可以通过用户端选取、添加、移动、删除各类虚拟设备, 按照实验设计要求自主连接各类虚拟设备, 调整虚拟设备的具体参数, 并能运行、中断及修改实验, 输出、保存实验结果。

用户端的运行过程先由用户通过用户端向网络服务器提交用户信息, 通过网络服务器的身份认证后建立连接, 网络服务器再向设备服务器提交用户实验申请, 申请通过后, 用户端将得到设备服务器的IP地址及对应端口号, 用户端与设备服务器间建立连接, 用户端将用户实验过程中的具体操控转换成对应的控制信号发生给设备服务器由设备服务器进行相应的控制操作, 为了保证实验过程中用户端与设备服务器间不中断, 需要由设备服务器循环执行向用户端发生、接受一组数据来保持连接状态, 另外, 网络服务器在实验过程中应定时查询设备服务器的状态, 及时发现设备服务器的异常并通知系统及用户端, 实验结束时用户端与设备服务器断开连接, 并通知网络服务器刷新设备服务器状态。

3.4 虚拟实验室监控程序

为了使虚拟实验室稳定的运行, 需要对用户端与服务器间进行监控, 实验过程中也需对用户操作和虚拟设备状态进行监控。从功能上说, 对用户端的监控要包含用户信息的创建及查询、对用户访问的集中控制、对用户操作的监控;对虚拟设备的监控主要是从用户对虚拟设备占用的状态来更改设备的忙、闲。

对整个虚拟实验室的监控程序可利用Java Servlet和JSP技术创建MVC模式来设计界面。MVC (模型视图控制器) 中的模型是Java Bean, 视图是JSP, 控制器则是Servlet。网络服务器将用户端请求转发给Servlet控制器, 由Servlet对Javabean模型进行操作, 并将结果传给Jsp视图, 由Jsp格式化模型后将结果发送给网络服务器, 再由网络服务器发送给用户端。

4 结语

本文在对高频虚拟实验室功能分析的基础上从宏观架构角度将其划分为网络服务器端、设备服务器端、用户端及虚拟实验室监控程序, 并对各部分的工作流程、实现技术做了概括性介绍, 为日后本院高频虚拟实验室建设做了初步的方案规划。

摘要：随着教育改革的深化, 大量的民营资本得以进入教育行业, 独立学院由此诞生, 并在一定意义上完善了办学层次、创新了办学模式, 但在市场化因素的影响下, 新兴的民办院校要想生存和发展就必须更加注重学生综合素质的提升, 学生素质和能力的培养又依赖于实验环节的锻炼, 这就对实验室的建设提出了更高的要求, 在没有或很少有财政经费支持的民营院校运用计算机虚拟仿真技术来解决实验室建设问题是一个值得尝试的课题。本文从宏观架构角度上对本院高频虚拟实验室建设方案进行了初步的探索。

关键词：高频电子线路,虚拟实验室,方案,体系架构

参考文献

[1]彭晖, 王宇栋, 侯进军, 沈亚军.远程教学虚拟实验室设计.湘潭师范学院学报 (自然科学报) , 2003, 25 (2) :35一37.

[2]贾皓丽, 宋端智, 冯雪君.网络虚拟实验室应用研究.计算机工程与科学, 2002.24-28.

民办高校机械制图实验室建设方案 篇3

关键词：高职教育 机械制图课程 实验室建设

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—158—03

1 引言

实验实训室是民办高职院校培养技术应用型人才重要的校内场所，而《机械制图CAD技术》课程设计和实验教学，面向我院l5个专业、2000多名学生授课，是机电、汽车、交通类学生必修的技术基础课，其专业覆盖面约占工科专业的80%，具有较强的理论性、实践性、综合性和创新性，在培养和增强学生对机械技术工作的适应能力方面具有举足轻重的作用。制图是大一新生最先接触到的专业课，好奇激发了学习兴趣，但抽象、难学历来是高职学生对本课程的主要评价。

2 实验教学预计达到的目标

目前我院已有的制图模型室承担了该课程的实验教学任务，但是作为以汽车和交通类专业为主的民办高职院校，教学目标不但是本课程知识的掌握，更重要的是动手实践和创新设计能力的培养。培养应用型人才就是要提高学生的动手能力，在原有模型观察实验的基础上，构建多层次实验教学体系，引导学生进行有目的、有步骤的实践学习，提高学生应用能力。

（1）培养学生的工程实践与动手操作能力。在理论课程中使用实物、模型，甚至录相，对形体进行拆解分析增加学生的直观认识。在机械制图实验室教学让学生自己动手操作和绘制图形，能够充分调动学生的学习积极性和学习兴趣，并加深理对论课程的理解和应用。

（2）培养学生的创新思维和综合设计能力。在理论教学中要提出各种设计问题，引导并培养学生解决问题的能力和创新意识。比如，教材中零件图是教学的核心内容，由于其实践性强和设计灵活的特点，曾经是理论教学和课程设计的难点。现在开设“零件测绘实验”，通过三维建模可帮助学生理解零件的结构、组成和技术要求，使理论上抽象、模糊的东西变得具体而清晰，易学易懂。

（3）培养学生进行实验的基本技能。通过测绘实验，学生可以掌握使用不同测量工具的方法，对各种机械零件测量、采集数据和处理的过程。开设械制图实验课，使课堂和实验室有机地结合、使理论和实践有机结合，既培养学生的综合素质，又促进教师的科研教改活动，也成为大学生“制图技能竞赛”的实验场所。

3 建设思路

3.1 实验课程建设

机械制图CAD技术已经建设成为校级精品课，目前要加大实验课程建设，将其建成市级或省级重点精品课程。因此，根据机械制图实验教学要求，编写“基于工作过程”的实践性机械制图教材。在教材中将实验项目与理论知识相结合，使理论与实践一体化；将理论课堂搬到实验室进行，使教室与实验室一体化；将理论讲授、示范演示、实践操作放在一起完成教学过程，使“教、学、做”一体化。

3.1.1 三层次体系实验教学方法的实施

（1）基础实验教学——网络虚拟实验室展示模型与分解示范。

平面图绘制实验是最基本的基础实验教学，教师先展示实验任务图纸，再提出实验要求，讲解运用到的相关知识，最后示范实验过程。然后要求学生自己动手绘制平面图，在实践中掌握绘图的GB要求、绘制技巧和仪器的使用方法。通过分组讨论互动的方式，提出设计方案并对其进行优劣的比较，充分调动学生的积极性，使学生更好地理解投影原理。

（2）综合实验教学——任务驱动工作过程引导实践与分节检查。

教师展示并分发需要学生测绘的不同汽车零件作为实验任务，再提出应用的基本知识点，要求学生按照实验指导书自行完成，收集实验相关知识资料、拟定实验方案步骤、测量汽车零件数据、绘制零件投影图形最后撰写实验报告，强调学生实验过程的“全自主性”；教师可按完成时间或设计环节进行设置检查节点，及时发现问题并引导学生提出解决方案，进行修正。

（3）创新实验教学——科研课题驱动任务指导合作与设计创新。

科研创新实验是与本校科研优势相结合，与其它发动机、地盘、汽车电气等实验室合作，让学生参与专业相关的科研课题，给予必要的指导，让学生利用模型、积木、三维软件、虚拟实验室等进行创新设计，并根据所设计的模型绘制出图样，加工出零件并进行应用型实验。独立思考或通过团队小组共同讨论解决遇到的难题和应用缺陷，这种基于任务的研究性实践学习，极大地提高了学生实践能力、创新能力和综合素质，培养了学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。

3.1.2 应用基于工作过程的实验教学内容（见表1）

（1）提高制图实验课的比重。开设独立实验的方式，如“模型绘制”、“模型制作”、“部件测绘”、“CAD训练”、“三维建模”等单独开课，相比原来附属于制图理论课的模型和绘图实验教学学生更加重视，提高了实验教学效果。

（2）制图实验教学的内容应加强与生产实践、科学研究的密切联系。与奇瑞、比亚迪、东风等汽车生产企业合作，认识学习生产图纸、设计样图等；成立兴趣科研小组将科学研究引入到实验教学中，将其转化为图纸、模型甚至是样品，替代传统的实验教学内容。

（3）增加汽车零件测绘、发动机装配图拆分等综合性实验内容，设置汽车变速箱设计等研究探索性实验项目，培养学生的创新能力。

（4）组织各类技能培训，增强学生的工程技能。对于社会上需求旺盛，有利于拓宽学生就业渠道和学生综合能力的技能，如制图大赛、CAD等级证等，开展培训与考核。

（5）参与和开展大学生科技竞赛活动，提高学生的综合能力。如机械制图大赛、模型制作大赛、三维设计大赛等，积极鼓励学生开展个性化实验与制作。

3.2 实验设备建设

力求用有限的经费，创出最大的特色。在机械制图理论教学中首先应将抽象的图形形象化，让学生从空间想象转化为感性认知。这就要求机械制图理论课走出教室，在兼具模型室功能的实验室中进行，在经费有限的情况下，不求规模、档次，但求齐全。首先应尽量配置或收集齐全常用机构和通用零件的模型或实物，甚至是模型积木或橡皮泥等模型制作材料，让学生有机会见多识广、动手实践。其次，应根据课程大纲对实验教学的要求，配置足够数量的常规仪器、工具、设备。例如：制图实验台，出图仪器等。

（1）设备共享（见表2）。

机械制图实验室可实现跨系、跨专业设备共享，如交通工程系的《道路制图》、《建筑制图》，机电系、信息系的《电子制图》等。制图实验室可使用已有的模型陈列室，并且陈列模型可与其他机械课程（如：《机械基础》、《机械设计基础》、《机械原理》、《工程力学》、《公差与配合》等）共享使用，甚至于机械制图实验可共享汽车专业的减速器等设备。CAD制图设备可使用计算机中心电脑及制图软件。

（2）设备布局。

机械制图CAD技术理论课老师带模型虽然为了让学生直观的认识，但校区的扩大，实验教学设备的借还制度，后排学生的远距离，都使其不再现实，因此我们针对民办高职院校资金不足等方面，机械制图实验室的建设布局提出以下构想：

利用原有制图模型陈列室进行改建，构建教学和实验一体的多媒体实验教学课堂。将实验室前添置投影仪，中间摆放工程制图桌，每桌旁边放CAD制图用电脑，将教学模型及零件展示柜环形分布于教室三面靠墙，使学生在学习理论的同时，可以随时观察各种机构模型和常用零件实物，达到“身临其境”的效果。

为了与工作实践接轨，通过学生的好奇心理激发学生的学习兴趣，可以借助Web 精品课件以AUTOCAD、SOLIDWORKS、FLASH等软件为平台，通过校园网络为渠道，搭建出机械制图虚拟实验室，学生在系统中找到所需要的模块进行自主学习，并针对教学任务设置网络实验项目，展开学生实践操作，网络提交检验，真正做到“教、学、做”一体化。

4 实验室管理

采用开放式实验室管理制度。例如，对于科技兴趣活动或技能大赛等兴趣小组，学生希望能通过预约方式随时进入实验室现场。以校内教师和校外工程技术人员为实训指导将测绘改变为开放式的实践训练，即让学生自己利用模型、积木、三维软件、虚拟实验室等进行创新设计并绘制出图样，开放性的与车、钳工实训车间联合作业，由学生完成部分零件的生产，从中学习加工技术要求和尺寸标注，熟悉机件加工过程中所涉及到的制图知识，增强学生成就感。利用网络技术建立的开放型虚拟实验室，做到实验时间开放、内容开放和设备开放。

参考文献：

[1] 高巍.基于三维CAD平台的机械制图课程改革探索[J].职业教学研究，2009（11）：146—147.

[2] 丛文静，朱玺宝.工程制图虚拟实验室的建设及应用[J].实验技术与管理，2011（11）.

[3] 王洪欣，李爱军.机械基础系列实验教学体系的构建[J].实验科学与技术，2010（1）：141—143.

[4] 瓮丽芬.大学城开放实验室建设研究[J].科教文汇，2008（9）：29—31.

理化生实验室建设方案 篇4

根据2008年吉林省督导评估组提出的主要问题的整改意见，主要针对我校实验室内部装备水准低，不能满足教育教学发展需要的问题，经学校研究制定理化生实验室建设方案，争取在三年内达到市级装备标准。

一． 我校理化生实验室基本情况：

1． 物理、化学、生物实验室各一室，每室面积为98.28㎡，生均面积为2.18㎡。物理、化学、生物仪器室各一室，化学、生物仪器室面积为27㎡，物理仪器室面积20㎡。

2． 理化生各实验室设备情况是，每室有钢制黑板一快，双人试验桌26张，52个坐位，学生凳52个，教师演示实验桌一张。水、电、下水，网线齐全。墙壁上挂有科学家头像，各种规章制度。

3． 物理、化学、生物教学仪器配备情况。按长春市中小学教育技术装备标准（长春市教育局2007年4月发）的要求。物理应配备种类170种，我校已配备144种，配备率为84.7％，化学应配备251种，我校已配备222种，配备率为88.4％，生物应配备192种，我校已配备162种，配备率为84.4％。

4． 我校的基本状况与长春市中小学教育技术装备标准比较，存在的主要问题是，仪器配备种类，件数，各种材料与配套用品都不足。为此学校提出实验室三年建设目标。

二、主要建设内容和目标。学校拿出专项资金，购买理化生实验仪器、材料与 配套用品、仪器柜等，争取在三年内，到2010年底达到配备标准。1、2009年主要购买材料与配套用品（电池、小灯泡、导线、木炭、刀片、吸水纸、纱布、脱脂棉）。以满足学生实验与教师演示实验的需要。2、2010年主要购买教学仪器，增加各仪器室的仪器种类和数量。3、2011年主要购买教学仪器、仪器柜、增加各仪器室的仪器种类、数量及仪器柜的数量。

三、实验室的管理与使用

1、制度建设。建立实验室的各种规章制度。⑴实验室工作制度 ⑵实验室安全及卫生制度 ⑶教学仪器设备设施管理使用制度 ⑷学生实验守则

2、仪器管理。学校有专职实验室管理人员一人。仪器使用前，实验教师要填写实验仪器出入库报告单，实验结束由实验教师填写实验记录。如果有仪器损坏由实验管理人员填写仪器损坏报告单。

3、实验室的使用。按教学要求，由实验教师指导学生到实验室进行实验操作，培养学生的 动手实验能力。提高实验课的开出率。教师演示实验，开出率各科都要达到100％。学生实验开出率，物理、化学达到100％、生物达到90％。争取到2011年底各科实验开出率都达到100％

电子实验室建设方案 篇5

摘要 ：本文介绍电力电子技术实验教学内容，阐述实验教学过程中遇到的问题，分析该类问题出现的原因并提出解决方案。改进电力电子技术实验的教学方法，主要目标是为进一步巩固学生所学的理论知识，使不同基础的学生都能掌握实验技能，激发学生的学习兴趣。

关键词：电子技术论文

摘要：本文介绍电力电子技术实验教学内容，阐述实验教学过程中遇到的问题，分析该类问题出现的原因并提出解决方案。改进电力电子技术实验的教学方法，主要目标是为进一步巩固学生所学的理论知识，使不同基础的学生都能掌握实验技能，激发学生的学习兴趣，培养踏实严谨的学习方式。

关键词：电力电子技术；实验教学过程；问题和解决方案

一、引言

电力电子技术是一门进行电能变换的技术，在工业中有着广泛的应用，如高压直流输电，变频器，不间断电源等。因此，在各高等院校中开设电力电子技术课程有助于工科专业学生今后在电气实践领域中的发展。但近年，许多学生出现理论与实践脱节，难以实现学以致用等问题。为解决这类问题，除了理论课程外，我院开设电力电子实验课程，希望通过实验教学将抽象的理论知识应用于实验中，进一步提高学生在工科实践方面的能力。但由于实验教学的时间有限，如何利用有限的时间最大程度地提高课堂教学效率，成为在教学过程中的一个关键点。本文将从三个部分探究电力电子实验教学的方案改进。第一部分分析现有实验教学的情况。第二部分分析现有教学过程中所存在的问题，主要从教材性质，学生特点等方面引出。第三部分针对所遇问题，对于如何进行教学方案改进进行探究，并依据具体实例对方案进行分析。期望通过实验教学方式方法的改进，提高学生在工学实践方面的综合能力，为今后的发展打下良好的基础。

二、基本思路

（一）实验教学平台我院电力电子技术实验教学采用THPDC-1型电力电子及电气传动实训装置。通过使用该实训装置，可完成三相桥式整流电路、逆变电路、直流电机调速等环节的实验，提高学生对课堂讲授知识的理解程度。

（二）实验环节电力电子技术实验课程设置五项具体实验内容，共18个学时，如表1所示，该五项实验可划分为两个模块。第一模块为验证性质实验，主要包括生成锯齿波电路及使用晶闸管的桥式整流电路实验，使学生在实验过程中生成相应的.电压波形，通过将示波器测量出的实际波形与书中绘制的波形进行对比，不仅限于学习书中较为抽象的波形图分析。第二模块则实现电机速度方面的调控，主要包括：单闭环直流调速，双闭环直流调速及使用变频器对电机进行调速实验，将电力电子技术课程与电机拖动课程相结合，实现多门课程知识交叉学习巩固，使学生的知识面不仅限于一门课程，从而实现了培养过程中的全面发展。表1电力电子技术实验项目及学时分配

（三）基本教学方式

1．讲练结合。实验过程中教师向学生讲解实验所需掌握的理论知识，示范实验操作。学生根据教师所提出的实验要求，进行线路连接，进一步加深学生对于课堂中所讲授知识的理解程度。

2．独立操作。为了培养学生独立的动手能力，实验时每位学生操作一台电力电子实训装置，独立完成教师所提出的实验要求。独立操作使每位学生的能力都得到锻炼与提高，防止出现在实验过程中过度依赖他人的情况。

3．设置提问环节。教师讲解电力电子实验项目的原理并示范接线控制操作后，对相应原理进行提问，并将学生的回答情况计入实验评分中，使学生不仅掌握如何接线，更要求能够理解接线的原理。

三、所存问题

电力电子实验的基础思路为教学的一个大致框架，在实际教学环节中，虽有基本框架支撑，但仍显现出几点待解决的问题，如教材准备，学生基础等方面。（一）教材匹配度不高理论教学教材对于实验模块介绍不够充分，不能较好地适应实验教学需求。在转速单闭环直流调速系统实验教学过程中，用到THPDC-1型实训装置的三相全控整流，PI调节器，直流电动机等模块。而使用的理论教材仅对三相全控整流部分作详细介绍，当教师提出关于给定电压模块在单闭环直流调速系统中的作用等类似问题，有部分同学一知半解，不能较好地阐述原理。（二）学生基础不同学生理论基础参差不齐，对于实验操作流程掌握程度不同。电力电子技术实验开设于电气自动化专业的第六学期，优势是学生对于电气专业的知识有较多了解，对基础较好的同学无需过多地对某一原理进行详细解释，但三年的学习拉开了差距，造成不同学生对实验原理理解掌握速度不同。如在进行单闭环调速系统实验时，对于比例调节器，比例积分调节器的对比过程中，部分基础扎实的同学能够回答出其功能特性，但基础相对薄弱的同学理解实验就存在一定难度。（三）难以提升创新能力电力电子实验内容主要为验证性实验，如在三相桥式全控整流电路实验中，学生在理解理论教材知识的基础上，进行线路连接，并不存在进行创新的过程。而当代大学生思维活跃，更倾向于尝试未知结果的试验。此类模式不利于学生学习本课程兴趣及创新能力的提高。

四、改进方案

（一）根据实验要求，编写实验教学手册课堂所使用教材更偏重于整流、逆变等理论知识介绍，如波形绘制，计算电压平均值及有效值等。为将理论知识结合实践，编写电力电子技术实验指导手册，图文结合讲解实验环节，同时手册后附有需学生课后完成的实验报告，巩固课堂知识，加深对实验过程的理解。（二）分组实验，以强带弱为了使每位学生动手能力都能得到锻炼和提高，电力电子技术五次实验过程中规定一人独立使用一台THPDC-1型实训装置。但由于学生在电路实践方面的基础不同，对于实验操作的理解程度不一，故每8位同学为一组，每组选出一位基础扎实，对实验原理理解程度较好的组长，在实验过程中当教师无法兼顾每位提出问题的学生时，小组组长对本组学生提出的问题进行解答。以分组的方式，让基础较好的学生帮助基础相对薄弱的学生提高实践操作能力，最终达到提高电力电子实验教学效率的目标。（三）提交电力电子兴趣制作电力电子技术知识点综合性强，较抽象，而实验教学环节主要目标是验证书中已有的结论，使得部分学生在进行实验时仅仅照搬连线，这不利于兴趣以及创新能力的提高。故为了提高学生对于课程的兴趣，发现所学知识能够学以致用，额外设置了兴趣制作的提交环节。学生可根据交流调压电路知识点，设计、制作调光灯、调速电机等产品，并书写使用说明书。

五、总结与展望

电子实验室建设方案 篇6

嵌入式产业现已成为中国IT产业中的一个重要的新兴产业和经济增长点，嵌入式技术正在越来越广泛地被应用在通信、电子、工业、交通等各个领域，大到石油提炼和相关的贮运设施、建筑设备、计算机辅助制造系统、能源控制系统、核电站硬件机器人系统，小到我们日常使用的智能手机、电话交换系统，以及数字电视、掌上电脑、DVD、MP4、数码相机、网络冰箱、网络空调、可视电话等，嵌入式技术正在我们的生活中占据着越来越重要的地位，如下图所示，但随着国内嵌入式系统的飞速发展，嵌入式软件人才的缺乏已经成为了国内嵌入式产业可持续发展的瓶颈之一，据统计，每年的嵌入式人才缺口约有50万人。

目前，我国嵌入式软件复合型人才基数小、队伍不稳定，缺口较大。一方面，是因为这一领域入门门槛较高，不仅要懂较底层软件，对软件专业水平要求较高，而且必须懂得硬件的工作原理，所以非专业IT人员很难切入这一领域;另一方面，是因为这一领域较新，目前发展太快，很多软硬件技术出现时间不长或正在出现，掌握这些新技术的人当然很找。嵌入式人才稀缺，身价自然就高，越有经验价格就越高。其实嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多数人无条件接触，这需要相应的嵌入式开发板和软件，另外需要有经验的人进行指导开发流程。

因此，为了适应当前社会对嵌入式人才的需求，我们应该尽快建立起“嵌入式系统实验室”，为培养嵌入式人才搭建起坚实的软硬件平台。

二、嵌入式系统实验室的功能

由于要将该实验室建设为标准型实验室，因此要采用较高的配置标准，以适应10—技术发展和使用的要求，且具有开放性、灵活性和可扩展性。

该实验室建成之后，除了满足日常嵌入式学科教学之外，还要实现如下功能：

学生学期课题设计;

全国嵌入式大学生电子竞赛实训基地;

学生相关课题的毕业设计;

本校教师科研开发基地;

社会嵌入式系统工程师培训基地。

三、嵌入式系统实验室的建设

实验室的建设包括嵌入式实验室环境、嵌入式实验室硬件环境建设，软件环境的建几个方面内容。

3.1 嵌入式实验室环境

容纳40人左右的实验室机房，建议使用面积80m2以上;实验桌椅40套，每个学生实验桌面140×60(mm)以上，方便学生在桌面上放置实验箱等设备。

Windows客户机+Linux服务器的方式，对实验室而言，应该是最适合的方案了。只需多一台Linux服务器就可以了。

3.2 嵌入式实验室硬件环境配置清单

嵌入式实验室设备清单，如下表所示：(。。。。。)

2、嵌入式实验箱的技术参数指标要求

嵌入式实验箱是嵌入式系统实验室的关键组成部分，具体参数指标要求如下：

Intel Xscale PXA270嵌入式实验箱

硬件要求：PXA270实验箱由核心板+教学底板组成

核心板硬件参数

处理器: Intel XScale PXA270 520MHz

SDRAM:64Mbyte

FLASH: 32Mbyte

底板硬件参数

LCD接口: 配TFT 8” (640*480)屏。

VGA输出接口:可接模拟CRT显示器或液晶显示器

触摸屏: UCB1400BE，四线电阻式

以太网接口:10M/100M 自适应接口1个

Audio: AC97标准音频输入/输出

USB HOST:1个

USB CLIENT:1个

摄像头接口:1个

红外通信接口:1个

串口:5个RS232(其中3个为全功能)

485通信接口:1个

JTAG接口:20pin

PCMCIA接口:1个

IDE接口:可接笔记本硬盘

SD/MMC卡接口:可接SD卡或MMC卡

SMC卡:可扩展NAND FLASH

LED阵列:8×8发光二极管阵列

七段数码管: 4个7段数码管

AD:1个电位器电压输入，一个温度传感器输入

RTC:实时钟

键盘:4×5键盘矩阵

扩展接口:2×96pin欧式座，引出所有总线信号：可扩展以下模块：

DSP6713&USB2.0高速数据采集板

FPGA扩展板

GPS&GPRS扩展板

CAN&485通信扩展板

电机扩展模块

射频卡&IC卡扩展板

热敏滑动指纹传感模块

802.15.4扩展模块

3.3 嵌入式实验室软件资源清单

1、提供嵌入式Linux2.4以及Windows CE5.0操作系统。

⑴Windows CE.NET 5.0 BSP

BootLoader源代码;以太网驱动源代码;音频驱动：提供音频AC’97驱动程序源代码;LCD驱动源代码;触摸屏驱动源代码;USB Host驱动源代码;USB Slave驱动源代码;摄像头驱动源代码;IrDA红外接口驱动源代码;RS232串口驱动源代码;RS485驱动源代码;PCMCIA 接口驱动源代码;SD/MMC 接口驱动源代码;LED数码管驱动源代码;Keypad驱动源代码。

⑵Linux 2.4内核

BootLoader源代码;Linux内核源代码;文件系统，提供基于日志的文件系统Jffs2;支持图形用户界面：QT;以太网驱动源代码;音频驱动：提供音频AC’97驱动程序源代码;LCD驱动源代码;触摸屏驱动源代码;USB Host驱动源代码;摄像头驱动源代码; RS232串口驱动源代码;RS485驱动源代码; PCMCIA接口驱动源代码;SD/MMC接口驱动源代码; LED数码管驱动源代码;Keypad驱动源代码。

2、必须提供硬件测试程序，可以快速验证实验平台的硬件接口，方便产品验收和日常维护。

3、嵌入式教学开发平台的实验内容：

基础实验：Boot实验;7段数码管实验;串口传输实验;中断处理实验;触摸屏实验;LCD控制器实验。

3D打印实验室建设方案探析 篇7

实验室建设的必要性

高等职业院校旨在为社会培养理论知识扎实、实践技能过硬的应用型高级专门人才。培养的人才进入社会, 无论是从事生产还是做研究,都应服务于社会的需求。所以,学校在培养过程中,应以社会实际需求为准则,使学生有更多的机会接触实际生产过程,了解加工工艺,熟悉多种设备的应用与维护。因此,学校要培养社会需求的高级技能性人才,必须加强实验室建设。

1.提高学生快速成型制造实践能力的需要

随着3D打印技术的迅速发展,社会急需掌握相关技能的高级人才。3D打印被称作是“实现数字化制造的关键技术”,该技术涵盖材料成型、逆向工程、三维数据采集技术、计算机三维设计与工艺设计、设备操作与维护等专业知识。要实现人才培养目标,实践教学比例至少要达到50%以上,因此学校要培养3D打印应用型人才,实验室的建设十分重要。

2.相近学科实验功能扩建的需要

实验室建成后可服务于学校相近学科的实践教学。3D打印技术广泛应用于模具制造、工业设计等领域,因此,如果学校开设模具设计与制造、工业设计、数控技术、艺术设计等专业,3D打印技术实验室可完全服务于这些学科的实践教学,既能保证实践教学有序开展,又能保障实验室的利用率。

3.教学研训一体化建设的需要

实验室功能既要满足实践教学需要,又要满足科研及对外加工服务需要,集教学、科研、实训于一体,坚持走产、学、研结合的建设方针。承担地方政府或企业的设计、制造任务,使教师学生共同参与,提高教师科研能力,保证学生有大量的实际工程经验。

实验室建设原则与思路

基于人才培养目标定位及学校专业体系设置,实验室的建设思路是以建立一个“专业、特色、创新、实践性”实验室为总体指导思想,既能满足学校3D打印专业方向、模具设计与制造、工业设计、艺术设计等专业的实验教学需要及科研需要,又能满足对企业人员进行技术培训的需要。实验室的建立旨在培养一批有知识,有技术,贴近实际需要的, 面向快速制造行业、产品设计与制作等领域的创新性应用型人才。

1.建设原则

第一,构建既能满足教学,又能满足科研需要,实现校企合作,为企业提供培训条件的综合性、开放性实验室。

第二,以实验室的建设,促进学校相关专业及学科实践教学体系的改革, 提高实验的开出率。既能实现基础性与验证性实验,又能开展综合性与创新性实验。学生能更全面、更深入地了解专业核心知识和技术,从而更贴近社会与企业的实际需求,实现专业人才培养与企业需求的无缝连接。

第三,带动专业类科研项目发展。 实验室的建立,能为教师的科研和学生的科技创新活动提供良好的平台,带动专业创新实验项目发展,加强学生专业实践技能的培养,提高就业率。

2.建设思路

第一,实验室功能集数据获得(三维测绘)、数据处理(三维设计)及数据输出(3D打印)于一体,可结合学校已有的数控机床,形成一整套设计、加工制造产业链。它能提供学生从认知性学习到综合性学习的所有教学条件,让学生系统性地进行新产品的快速设计、 快速测绘和3D打印整个产品研发验证环节的学习,获得解决实际问题的能力,启迪探索创新精神,发挥综合潜在能力,最大化地提升在3D打印产业及应用行业的就业竞争力。

第二,实验室建设分阶段、有计划地进行。第一阶段主要完成手持式三维扫描仪、计算机及桌面式打印机的采购配置工作;第二阶段主要以建设工业级扫描仪及工业3D打印机、测量仪器为主。分期逐步配置一整套的三维数字设计制造软、硬件设施。

第三,以师资队伍的建设为核心, 加强人才建设力度,采取引进、进修培养、兼职等措施提高实验教学队伍的水平,建设一支教学思想先进、知识和年龄结构合理的实验教学队伍。

实验室功能定位

1.教学

首先,服务于工业设计、数控技术、 模具设计与制造等相关专业的实验教学需要;其次,满足相关课程设计及毕业设计的需要;再次,满足学生参加科技创新类活动的需要。

2.科研

首先,通过实验室建设,搭建高水平的科研技术平台,充分发挥学校特色及教师综合业务水平;其次,利用尖端的各种设备,辅助师生在快速成型技术、工艺设计及材料等方面完成相关科研工作,提高学校在3D打印技术领域的科技创新能力。

3.对外服务

1为企业解决技术难题、提供产品设计开发的相关服务;2承担对外加工任务,主要面向传统加工方法难以制造的复杂类零件加工;3企业员工技术培训服务。

实验室建设方案

1.实验室配置原则

以产品零件(装配体)测绘、设计、模具、检测、制造流程为主线,实验室按照数据采集、逆向设计、三维检测、3D打印、快速模具、后处理等项目,注重设备对创意设计、工业设计、模具开发的覆盖。整体培养学生综合的三维数字化设计制造实操能力。

2.建设过程

结合学校3D打印技术实验室建设的实际情况,对如何进行实验室建设总结如下几点。

(1)做好资金预算

关于3D打印机的价格:桌面级的价格在8000~20000元不等,工业级的按国产和进口划分价格在几十万到上百万不等。

(2)加强企业调研

根据建设需要,要走访相关3D打印设备生产制造企业,了解生产一线资料,综合多家产品进行综合对比,选出适合的产品型号。

(3)规划实验室布局

首先,预算实验室面积,选好合适的位置;其次,设计布局图,实验室布局分为工艺设计区、加工及检测区、讨论区三个区域,如下图所示。设计区:主要摆放计算机并安装工艺设计软件,实现逆向设计、加工工艺设计等功能;加工及检测区:完成加工任务并进行精度测量,主要加工设备有桌面式3D打印机、光固化快速成型机、三坐标测量机及其他相关附件,主要测量设备有三坐标测量机、 工业投影仪;讨论区:为学生提供知识交流的平台,可完成实验数据的整理、实验报告的填写及疑难问题的讨论等。

(4)设备及软件配备(见下表)

(5)建设进度和实验室功能定位

结合企业需求及学校实际情况, 实验室采取分期建设。其中一期以国产设备为主,主要以增强学生认知水平和对3D打印技术的了解为目的,功能定位以演示、教学为主;二期可以考虑投入工业级设备,为学生技能训练和服务企业提供保障,功能定位以教学、科研、技术服务为主。通过一期建设,实验室能基本满足教学、演示功能,可以用ABS塑料进行小型创意产品和零件的制作,进行一定的功能验证。

结语

数字电子技术课设(数字钟) 篇8

数字电子技术课程设计报告

题

目：

多功能数字钟课程设计

学

年：2007

学

期：第二学期

专

业：自动化

班

级：0703

学

号：07100559 姓

名：刘磊

指导教师及职称：

魏巍

时

间：

2009年7月9日

太原理工大学现代科技学院

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数字电子技术课程设计报告

一、设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求

（1）设计指标

① 时间以12小时为一个周期； ② 显示时、分、秒；

③ 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； ④ 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时； ⑤ 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。（2）设计要求

① 画出电路原理图（或仿真电路图）； ② 元器件及参数选择； ③ 电路仿真与调试；

④ PCB文件生成与打印输出。

（3）制作要求

自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告

写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、原理框图

1．数字钟的构成

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

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译 码 显 示 电 路时计数器分计数器秒计数器振荡器校时电路报时电路多级分频器（a）数字钟组成框图

2．晶体振荡器电路

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。

（b）CMOS 晶体振荡器（仿真电路）

3．时间记数电路

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一般采用10进制计数器如74HC290、74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。本次设计中选择74HC390。由其内部逻辑框图可知，其为双2-5-10异步计数器，并每一计数器均有一个异步清零端（高电平有效）。

秒个位计数单元为１０进制计数器，无需进制转换，只需将ＱＡ与ＣＰＢ（下降沿有效）相连即可。ＣＰＡ（下降没效）与１ＨZ秒输入信号相连，Ｑ３可作为向上的进位信号与十位计数单元的ＣＰＡ相连。

秒十位计数单元为６进制计数器，需要进制转换。将１０进制计数器转换为６进制计数器的电路连接方法如图 ２.４所示，其中Ｑ２可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的ＣＰＡ相连。

十进制-六进制转换电路

分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，只不过分个位计数单元的Ｑ３作为向上的进位信号应与分十位计数单元的ＣＰＡ相连，分十位计数单元的Ｑ２作为向上的进位信号应与时个位计数单元的ＣＰＡ相连。

时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同，但是要求，整个时计数单元应为１２进制计数器，不是１０的整数倍，因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行１２进制转换。利用１片７４ＨＣ３９０实现１２进制计数功能的电路如图（d）所示。

（d）十二进制电路

另外，图（d）所示电路中，尚余－２进制计数单元，正好可作为分频器２ＨZ输出信号转化为１ＨZ信号之用。

4．译码驱动及显示单元电路

选择ＣＤ４５１１作为显示译码电路；选择ＬＥＤ数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。

计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。

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5．校时电路

数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。即为用COMS与或非门实现的时或分校时电路，In1端与低位的进位信号相连；In2端与校正信号相连，校正信号可直接取自分频器产生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信号；输出端则与分或时个位计时输入端相连。当开关打向下时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态。

实际使用时，因为电路开关存在抖动问题，所以一般会接一个RS触发器构成开关消抖动电路，所以整个较时电路就如图（f）。

（f）带有消抖电路的校正电路

6．整点报时电路

电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。

当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的QＣ和QＡ、个位的QＤ和QＡ及秒计数器十位的QＣ和QＡ相与，从而产生报时控制信号。

报时电路可选74HC30来构成。74HC30为8输入与非门。

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说明：当时间在59分50秒到59分59秒期间时 分十位、分个 位和秒十位均保持不变，分别为5，9和5；因此，可以将分计数器十位的Qc和QA，个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。IO1分计数器十位的Qc和QAIO2U11VCCIO35VVCCX182345V分计数器个位的QD和QAIO456114V_0.5WIO512秒计数器十位的QC和QAIO674HC30D数字钟设计－整点报时电路部分

四、元器件

1．四连面包板1块（编号A45）

2．镊子1把 3．剪刀1把

4．共阴八段数码管6个 5．网络线2米/人 6．CD4511集成块6块 7．CD4060集成块1块 8．74HC390集成块3块 9．74HC51集成块1块 10．74HC00集成块4块 11．74HC30集成块1块 12．10MΩ电阻5个 13．500Ω电阻14个 14．30p电容2个

15．32.768k时钟晶体1个 16．蜂鸣器10个（每班）1）芯片连接图

1)74HC00D

2)CD4511

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3)74HC390D

4)74HC51D

2．面包板的介绍

面包板一块总共由五部分组成，一竖四横，面包板本身就是一种免焊电板。面包板的样式是：

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面包板的注意事项：

1． 面包板旁一般附有香蕉插座，用来输入电压、信号及接地。2． 上图中连着的黑线表示插孔是相通的。

3． 拉线时，尽量将线紧贴面包板，把线成直角，避免交叉，也不要跨越元件。4． 面包板使用久后，有时插孔间连接铜线会发生脱落现象，此时要将此排插孔做记号。并不再使用。

五、各功能块电路图

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，可以由许多中小规模集成电路组成，所以可以分成许多独立的电路。

（一）六进制电路

由74HC390、7400、数码管与4511组成，电路如图一。

U1A3123U2A12Com74HC00D74HC00DU5SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGU3AV1 32Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U413DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC390D43~ELOF~BIOG~LTVCC5V4511BD将十进制计数器转换为六进制的连接方法

（二）十进制电路

由74HC390、7400、数码管与4511组成，电路如图二。

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U4A3126U4B4574HC00D74HC00DComU3SEVEN_SEG_COM_KU1AV1 60Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U213DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514ABCDEFGVCC5V74HC390D43~ELOF~BIOG~LT4511BD十进制接法测试仿真电路

（三）六十进制电路

由两个数码管、两4511、一个74HC390与一个7400芯片组成，电路如图三。

（四）双六十进制电路

由2个六十进制连接而成，把分个位的输入信号与秒十位的Qc相连，使其产生进位，电路图如图四。

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ComComSEVEN_SEG_COM_KU1B6453U1A12U4SEVEN_SEG_COM_KU7U11BABCDEFG64513DADBDCDD5OAOBOCODOE~ELOF~BI~LTOG1211109151421CLR141INA1INB3U10A12ABCDEFG74HC00D74HC00DU3B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD11109U2712674HC00D74HC00DU8A31QA1QB1QC1QD5677126U913DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514VCC5V74HC390D43U1C891011U1D12134511BD74HC390DComVCCU643~ELOF~BI~LTOG5VSEVEN_SEG_COM_K74HC00D74HC00DABCDEFG84511BDComU15C91011U16DSEVEN_SEG_COM_K1213U14U3A131INA1INB21CLR1QA1QB1QC1QD5677126U513DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC00D74HC00DU12B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD111097126U13DADBDCDD5OAOBOCODOEABCDEFG***14V1 100kHz 5V474HC390D43~ELOF~BI~LTOGVCC74HC390D5V43~ELOF~BI~LTOG4511BD4511BD

（五）时间计数电路

由1个十二进制电路、2个六十进制电路组成，因上面已有一个双六十电路，只要把它与十二进制电路相连即可，详细电路见图五。

ComComComComComComU1SEVEN_SEG_COM_KU2SEVEN_SEG_COM_KU4SEVEN_SEG_COM_KU3SEVEN_SEG_COM_KU5SEVEN_SEG_COM_KU6SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGABCDEFGABCDEFGVCCVCCABCDEFGABCDEFGABCDEFG5V***45VVCCVCC***49***45V***3121110***01514145V9VCCOG995V99OAOBODOAOBODOAOBODOEOEOCOCOCOFOFOEOGOAOBODOAOBODOAOBODOEOEOCOCOCOFOFOEOGOG~LT~LT~EL~EL~BI~BI~ELDADCDDDADCDDDADC~LT~LT~LTDBDB~EL~EL~EL~BI~BIDADCDDDADCDDDADCDBDB3DBDD~BI5V73DBDD4511BD54511BD******12643U23CU25A74HC00D***8U21A74HC00D13111038U20C74HC00D3U19A74HC00D131110974HC00D9356356772QB1QD2QD2QD1QB1QC2QB2QC2QB2QC1QB1QA2QA2QA1QA1QC1QD2QA2QC2QD61QB2INA1CLR2CLR2CLR1INA1INB2INA2INB2INA2INB1INA1INA1INB74HC00D161CLR74HC390D6151INB74HC00D111CLRU26B74HC390D74HC390N1174HC390N74HC390DU20B1574HC00D1262INB74HC00D74HC00D***242V1 1000Hz 5V时，分，秒计时电路图

（六）校正电路

由74CH51D、74HC00D与电阻组成，校正电路有分校正和时校正两部分，电路如图六。

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142CLRU13AU16B1QA1QC1QDU24DU22BU14AU17BU20DU15AU18B74HC390N43~BI~LT4511BDOGU7U8OFU10VCC4511BDOGU9U114511BDOFU124511BD1010921921254***254太原理工大学现代科技学院学院《数字电子技术》课程设计报告

IO1VCC正常输入信号5V校正信号R1IO2U2C9108小时校正电路J110Mohm74HC00D注意：分校时时，不会进位到小时。U11111213910U2DKey = A12R210MohmIO313U2A8123时计数器IO574HC00D1123674HC00D正常输入信号校正信号R3U3A10Mohm12U2B456分计数器IO6IO44574HC00D74HC51D3J274HC00DKey = B分钟校正电路分校正时锁定小时信号输入R410MohmU3B456图中采用基本RS触发器构成开关消抖动电路，其中与非门选用74HC00；对J1和J2，因为校正信号与0相与为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态，当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时电路处于校时状态。74HC00D数字钟设计－校时电路部分

（七）晶体振荡电路

由晶体与2个30pF电容、1个4060、一个10兆的电阻组成，芯片3脚输出2Hz的方波信号，电路如图七。

（八）整点报时电路

由74HC30D和蜂鸣器组成，当时间在59:50到59:59时，蜂鸣报时，电路如图八。

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说明：当时间在59分50秒到59分59秒期间时 分十位、分个 位和秒十位均保持不变，分别为5，9和5；因此，可以将分计数器十位的Qc和QA，个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号。IO1分计数器十位的Qc和QAIO2U11VCCIO35VVCCX182345V分计数器个位的QD和QAIO456114V_0.5WIO512秒计数器十位的QC和QAIO674HC30D数字钟设计－整点报时电路部分

六、总接线元件布局简图

整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路、整点报时电路组成。

其中以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位，当校时电路处于正常输入信号时，时间计数电路正常计时，但当分校正时，其不会产生向时进位，而分与时的校位是分开的，而校正电路也是一个独立的电路。

电路的信号输入由晶振电路产生，并输入各电路。简图如图九。

七、芯片连接总图

因仿真与实际元件上的差异，所以在原有的简图的基础上，又按实际布局画了这张按实际芯片布局的接线图，如图十。

八、总结

1． 实验过程中遇到的问题及解决方法

① 面包板测试

测试面包板各触点是否接通。

② 七段显示器与七段译码器的测量

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把显示器与CD4511相连，第一次接时，数码管完全没有显示数字，检查后发现是数码管未接地而造成的，接地后发现还是无法正确显示数字，用万用表检测后，发现是因芯片引脚有些接触不良而造成的，所以确认芯片是否接触良好是非常重要的一件事。

③ 时间计数电路的连接与测试

六进制、十进制都没有什么大的问题，只是芯片引脚的老问题，只要重新插过芯片就可以解决了。但在六十进制时，按图接线后发现，显示器上的数字总是100进制的，而不是六十进制，检测后发现无论是线路的连通还是芯片的接触都没有问题。最后，在重对连线时发现是线路接错引脚造成的，改过之后，显示就正常了。

④ 校正电路

因上面程因引脚接错而造成错误，所以校正电路是完全按照仿真图所连的，在测试时，开始进行时校时时，没有出现问题，但当进行到分校时时，发现计数电路的秒电路开始乱跳出错。因此，电路一定是有地方出错了，在反复对照后，发现是因为在接入校正电路时忘了把秒十位和分个位之间的连线拿掉而造成的，因此，在接线时一定要注意把不要的多余的线拿掉。

2． 设计体会

通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。

3． 对设计的建议

我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计

参考文献：

《数字电路硬件设计实践》 贾秀美 主编 高等教育出版社 《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编 华中理工出版社。《数字电子技术基础》 阎 石 主编 高等教育出版社

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