1、 电子技术课程设计 一. 意义、要求 综合运用电子技术课程所学知识 ，设计、安装、调试具体的电子线路 ，写出设计报告。初步了解工程设计 实践的一般过程、步骤，初步掌握其 一般技能。 1 二. 考核形式 根据设计过程中各方面情况评定成绩： 优、良、中、及格、不及格。 三. 时间安排 1.设计（介绍方案，画系统图、连线图） 2.组装、调试（约3天） 3.总结报告 四. 方案介绍 2 5.7 数字电子钟计时系统 一.设计任务和基本要求 用中、小模集成路 一台能示、分、秒的数 字子，基本要求如下： 采用LED显示累计时间“时”、“分”、“秒”。 具有校时功能。 具有整点报时功能。 二.设计方案 数字钟
2、（石英钟）走时准确、价格低廉、方便实用。 组成：振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器 3 译 码 时计数/24进制 译 码 分计数/60进制 译 码 秒计数/60进制 晶体振荡器 分频器 校时电路 分信号时信号 时、分、秒 计数 译码、显示 秒信号产生 校时 秒信号 (1Hz) 32768Hz 4 1.秒信号发生器 产生标准秒信号，信号的稳定性、精度直接决定着数字 钟的准确度。 1Hz 14级2分频 D CP Q Q CD4060 CD4013 2Hz32768Hz 1MW 10KW 100pf 100pf 32768Hz 1011812 3 CP1 CP0 GNDCr Q13 215 石英
3、晶体振荡器 214分频2分频 秒信号 +VDD 16 5 说明： Q4 Q1310个输出端 Q13214分频 Q12213分频 Cr清零端（高电平有效） RS DCPQn+1 0000 0011 100 011 QQ SR D CP CD406014级串行二进制 计数器/分频器和振荡器 VDD 16 15 Q10Q8 14 13 Q9 12 11109 CrCP1CP0CP0 12 Q11 345678 CD4060 Q12Q13Q6Q5Q7Q4 GND VDD 14 2Q 2Q 1312 2CP 111098 2R 2D 2S 12 1Q 34567 CD4013 1Q 1CP 1R 1D
4、1S GND CD4013双D主从触发器 6 2.秒、分、时计数器 进行秒、分、时的计时，由两个60进制和一个24进制计 数器构成。 CD4029二/十、加/减、可预制的CMOS计数器 VDD 16 15 CP Q2 1413 J2 1211109 J1Q1B/DU/D 12 PE 345678 CD4029 Q3J3J0 CI Q0 CO GND 不能计数1CI 允许计数0进位输入 允许置数1PE 不能置数0预置 加法1U/D 减法0加/减 二进制计数1B/D 十进制计数0二进制/十进制 功能状态输入 管脚图见电子电路实验 与虚拟技术P 230 7 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
5、 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 CO CD4029时序图（十进制加法） 8 （1）秒、分计数器60进制 CD4029 Q3Q2Q1 Q0 B/D U/D PEJ3 J0 CO CI CP 5V CD4029 Q3Q2Q1 Q0 B/D U/D PEJ3 J0 CO CI CP 5V 秒脉冲 分脉冲 0 1 1 0 0 0 0 0 CD4081 同步级联 9 （2）时计数器24进制 CD4029 Q3Q2Q1 Q0 B/D U/D PEJ3 J0 CO CI CP 5V CD4029 Q3Q2Q
6、1 Q0 B/D U/D PEJ3 J0 CO CI CP 5V 时脉冲 0 0 1 0 0 1 0 0 CD4081 异步级联 CD4081四2输入端与门 VDD 1413 12111098 1234567 GND 管脚图见 电子电路实验与虚拟技术附录 10 3.译码显示电路 译码将计数器的8421码转变为显示控制信号。 显示显示计时情况。 LED共阳显示器 COM a bcdef g DP 360W a bcdef g 译码器 D C B A Q3Q2Q1 Q0 5V 360W 11 74LS47BCD 7段译码器/驱动器 是一种与共阳极数字显示器配合使用的集成译码器。 输出低电平有效。
7、管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录，功能表 见数字教材译码器7448。 4.校时电路 秒等待校时； 分、时加速校时。 12 24进制计数器 （时） 60进制计数器 （分） 60进制计数器 （秒） 5V 5V5V 10KW 10KW 10KW 秒信号 (1Hz) 秒信号 分信号时信号 CPCPCP K3K2 K1 CD4011 CD4011管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录 13 要求： 1. 画出数字钟电路的系统图（将图5.7.2、 5.7.3、5.7.4、5.7.5、5.7.6综合画在一张图中 ）。 2. 画出数字钟各个组成部分的连线图（重 复部分可以省略）。 （每组一份） 14 五.组装、
8、调试方法 1.组装： 原材料：数字集成器件、电阻、电容、晶体、 按键（导线代替）；若干导线、面包板。 (展示实物并介绍） VDD 14 13 12111098 1234567 GND 15 + - 5V 16 颜色有效数字乘数允许偏差 银色10210 金色1015 黑色0100 棕色11011 红色21022 橙色3103 黄色4104 绿色51050.5 蓝色61060.25 紫色71070.1 灰色8108 白色910950，20 无色20 红色（第一位数字 ）紫色（第二位数字 ） 橙色（乘数） 金色（允许误差） 固 定 式 电 阻 色 标 法 标称值27KW，允许偏差5 见P226 17
9、 总体布局： 公共的电源线（红线）、地线（黑线）（全部连通）。 TTL与CMOS集成电路均采用+5V电源电压供电。 布局合理： 时 分 秒 显示 译码 计数 其他 工艺： 整齐、美观、简洁、可靠。 (展示实物） 18 2.调试： 各个击破: 振荡 分频 计数、译码、显示（秒、分、时） 校准 调试手段： 数字显示器查看结果，万用表测试状态，示波器观察波形。 常见故障： 接线错误，接触不良，元件损坏。 查找方法： 观察法：检查接线，发现错误。 测试法：万用表电阻档测试两点之间是否接通；直流电压档 测试电源电压是否加上，输出电平是否正确。 示波器测试各点波形是否正确。 替换法：同种元器件相互替换，以
10、证明是否损坏。 （备有专用仪器可供测试） 19 六.注意问题 1.安全： 人身安全，仪器安全，元件安全。 避免以下几种情况：电源接反或过大，带电操作，管 脚断裂（插、拔方法不得当）。集成元件输出端直接 接地、接电源、相并。 2.妥善保管元件、工具。 元件每组一套（清单见后） 工具每组一套（清单见后） 元件损坏，经确认后可以以旧换新（张老师）。 工具丢失，赔偿原物。 仪器定位，不能带出实验室。 20 3.独立完成 每组同学需分工合作，同心协力，独立完成任务。教师 只给以方法指导。完成后请及时通报，由教师验收通过 。 周三下午之前完成。 4.地点、时间 地点：模拟、数字电子技术实验室，相对固定。
11、时间： 21 22 元件清单（每组一套） 集成元件： CC40296 74LS47 6 LED共阳显示器6 CC4011 2 CC4081 1 CD4060 1 CD4013 1 电阻： 360W 6 1M W 1 10KW 4 电容： 100pf 2 晶体： 32768Hz 1 工具（每组一套） 镊子、剪刀、剥线钳、尖嘴钳、表线、饭盒。 面包板1 23 六.报告格式 1.题目 班级 姓名 合作者 2.设计要求 3.方案简介 （包括原理框图、各部分系统图、整体系统图） 4.有关元件资料 5.故障分析；收获、体会。 24 + - 5V 25 *计算机算法设计与分析1 第六章 分支限界法 *计算机
12、算法设计与分析2 分支限界法是最佳优先搜索法 n分支限界法就是最佳优先(包括广度优先在内) 的搜索法。 n分支限界法将要搜索的结点按评价函数的优劣 排序，让好的结点优先搜索，将坏的结点剪去 。所以准确说，此方法应称为界限剪支法。 n分支限界法中有两个要点： n(1)评价函数的构造； n(2)搜索路径的构造。 *计算机算法设计与分析3 评价函数的构造 n评价函数要能够提供一个评定候选扩展结点的 方法，以便确定哪个结点最有可能在通往目标 的最佳路径上。 n一个评价函数f(d)通常可以由两个部分构成： 从开始结点到结点d的已有耗损值g(d)，和 再从结点d到达目标的期望耗损值h(d)。即： f(d)
13、 = g(d) + h(d) n通常g(d)的构造较易，h(d)的构造较难。 *计算机算法设计与分析4 搜索路径的构造 n在回溯法中，每次仅考察一条路径，因 而只需要构造这一条路径即可：前进时 记下相应结点，回溯时删去最末尾结点 的记录。这比较容易实现。 n在分支限界法中，是同时考察若干条路 径，那么又该如何构造搜索的路径呢？ n对每一个扩展的结点，建立三个信息： n(1)该结点的名称； n(2)它的评价函数值； n(3)指向其前驱的指针； n这样一旦找到目标，即可逆向构造其路径。 n用一个表保存准备扩展的结点，称为Open表。 n用一个表保存已搜索过的结点，称为Closed表 。 *计算机算
14、法设计与分析5 分支限界法的一般算法 n计算初始结点s的f(s); s, f(s), nil放入Open; nwhile (Open ) n 从Open中取出p, f(p), x(f(p)为最小); n 将p, f(p), x放入Closed; n 若p是目标，则成功返回；否则 n 产生p的后继d并计算f(d) ；对每个后继d 有二种情况：dClosed | d Open； dOpen 否则n 将d, f(d), p 插入到Open中。 *计算机算法设计与分析6 分支限界法求单源最短路径 n单源最短路径问题的评价函数的构造： ng(d)定义为从源s到结点d所走的路径长度： g(d) = g(p) + Cpd 这里p为d的前驱结点，Cpd为p到d的距离。 nh(d)定义为0。于是f(d) = g(d)。 n源s的评价函数f(s) = 0。 n评价函数的下界为0；上界初始时为，以后不 断用取得的更短路径的长度来替代。 *计算机算法设计与分析7 分支限界法求最短路径举例 1 25 43 10 20 50 100 30 10 60 赋权图G 初始时，将源1, 0, 0放入Open，Closed为空。 Open表 1, 0, 0 Closed表 取出1, 0, 0放入Closed；生成其
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