第一篇：機械課程設(shè)計板料厚度測量儀設(shè)計

摘 要

根據(jù)超聲波脈沖反射來進行厚度測量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料分界面時，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。凡能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播的各種材料均可采用此測量。按此設(shè)計的可對各種板材和各種加工零件作精確測量，也可以對生產(chǎn)設(shè)備中各種管道和壓力容器進行監(jiān)測，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度?？蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各個領(lǐng)域 儀器采用最新的高性能、低功耗微處理器技術(shù)，基于超聲波測量原理，可以測量金屬及其它多種材料的厚度，并可以對材料的聲速進行測量。本機利用單片機技術(shù)應(yīng)用液晶顯示測量厚度值,并同時顯示聲速,自動校準(zhǔn)實現(xiàn)了已知聲速測量厚度及已知厚度測量聲速兩大功能.操作簡單,穩(wěn)定可靠,是無損檢測工作者的理想檢測工具.【關(guān)鍵詞】超聲波脈沖反射；電渦流傳感器；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；CCD輸出信號。

Abstract

Thickness measurement, according to the ultrasonic pulse reflection when the launch of the ultrasonic pulse probe through the material object to be tested interface, the pulse is reflected back to the probe, through the accurate measurement of ultrasonic wave propagation in the material time to determine the thickness of the material being tested.Those that make the ultrasonic wave at a constant speed in its internal communications can adopt the measure of various materials.According to this design can accurately measure about all kinds of plates and all kinds of machining parts, can be all kinds of pipeline and pressure vessel in the production equipment to monitor, monitor them in the process of using the degree of corrosion after thinning.Can be widely used in petroleum, chemical industry, metallurgy, shipbuilding, aviation, aerospace and other fields，Equipment using the latest high performance and low power consumption microprocessor technology, based on ultrasonic measuring principle, can measure the thickness of the metal and other a variety of materials, and can be conducted on the material of the sound velocity measurement.The machine using the single chip microcomputer technology application of measuring the thickness of the liquid crystal display(LCD)value, and at the same time shows that sound velocity, implements the automatic calibration known sound velocity measuring thickness and thickness measuring sound velocity known two big functions.The operation is simple, stable and reliable, and is an ideal testing tools to nondes

【key words】 ultrasonic pulse reflection;The eddy current sensor;Data acquisition system;The CCD output signal.目錄

板料厚度測量儀設(shè)計

質(zhì)量，降低了勞動強度。激光測厚儀使用兩年多以來，具不完全統(tǒng)計，因板厚誤差造成的廢品率下降了50%以上，創(chuàng)經(jīng)濟效益近千萬元，受到各級部門和工作人員的肯定與贊賞。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

光電法測厚的基礎(chǔ)理論研究及測量儀器的研制在國外是比較早的，而且比較完善，如在日本、美國、英國、德國等國家，尤其是在日本、德國，由于一向注重于光電子技術(shù)的應(yīng)用，因而在這一方面的發(fā)展更為矚目，從光源到光電檢測元件最為齊全，光電檢測技術(shù)應(yīng)用也比較普光遍。從18世紀(jì)工業(yè)革命以來，科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度在突飛猛進的發(fā)展，特別是近50年來，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和加工技術(shù)的發(fā)展，對于加工零件的檢測速度與精度有了更高的要求，向著高速度、高精度、非接觸和在線檢測方向發(fā)展。為此，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對于檢測儀器與設(shè)備速度與精度一直作為檢測儀器的主要指標(biāo)。利用CCD 技術(shù)對產(chǎn)品表面質(zhì)量進行實時檢測、動態(tài)測量，具有結(jié)構(gòu)簡單、非接觸、精度高、測量速度快、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。攝像頭的主要傳感部件是CCD，它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點。目前應(yīng)用較多的是CCD技術(shù)，在現(xiàn)代板材生產(chǎn)中，不論是軋制過程中還是最終產(chǎn)品的調(diào)整中，為獲得較高的板材命中率和最佳的軋制過程及剪切效果，板材尺寸測量系統(tǒng)已成為生產(chǎn)線上不可缺少的設(shè)備之一。寬度偏差每減少1mm，成材率就可以提高0．1％左右，因此尺寸控制技術(shù)可顯著提高經(jīng)濟效益和產(chǎn)品競爭力。目前，先進的鋼鐵企業(yè)已較為普遍地采用在線自動測量技術(shù)對鋼板板材的長度、寬度進行測量與剪切。其中，除了采用激光掃描、超聲檢測、射線測量等技術(shù)外，近幾年來也正在應(yīng)用CCD攝像機進行圖像尺寸測量方面的科研和技術(shù)改造，但達(dá)到實際應(yīng)用的系統(tǒng)并不多。國內(nèi)目前鋼板測寬儀,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制繁瑣,需要標(biāo)定，以及及時維護,實時操作性差。而本文所要研究的，是在原有的鋼板在線測寬儀的基礎(chǔ)上，提出了一種改良型的系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用經(jīng)濟的線陣CCD 成像系統(tǒng),應(yīng)用CPLD 與單片機結(jié)合采集與處理測量數(shù)據(jù)，和邊緣細(xì)化技術(shù)提高測量精度。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔,成本低廉,抗干擾性能好，調(diào)試方便。

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板料厚度測量儀設(shè)計

板料厚度測量儀設(shè)計

軸,2 探頭之間的距離D固定不變,并且和被測工件垂直,被測件和標(biāo)準(zhǔn)件的材質(zhì)相同,這樣它們的厚度和距離之間有以下關(guān)系式：

（2.5）

式中

標(biāo)準(zhǔn)件和被測件的厚度

標(biāo)準(zhǔn)件和被測件到探頭1和2的距離

圖2.2測量原理圖

由于T0可以預(yù)先測量，所以，只要測得D1，D2和D3，D4就可以求出Tx，即可以用測量2個探頭到被測件的距離的方法測出其厚度這里必要的條件為：要保證測得的數(shù)據(jù)和實際距離之間的線性關(guān)系；2個探頭應(yīng)有相同的靈敏度；對標(biāo)準(zhǔn)件和被測件的2次測量之間不應(yīng)該有零點的漂移。

實際上,在自然的條件下很難同時滿足以上3個條件,應(yīng)針對情況分別進行處理。

a.對于線性不好的探頭要預(yù)先進行標(biāo)定測量，根據(jù)測量結(jié)果設(shè)計插值函數(shù)軟件或查表軟件對數(shù)據(jù)，進行處理，不能使用曲線非單調(diào)性的探頭。b.對于2個靈敏度不同的探頭要分別進行插值運算。

c.為解決隨時間的漂移問題，應(yīng)進行即時標(biāo)定測量，并緊接著對被測件進行測量。

除此之外，機械系統(tǒng)應(yīng)保證足夠的精度和具有穩(wěn)定的可操作性。2.1.3 線陣CCD 用于光學(xué)三角法測量金屬板厚

我們分三種情況來討論：（1）是金屬板不動的情況。這時較簡單，如圖2.3 所示，設(shè)基準(zhǔn)平面的位置在Z0，已知金屬板的位置在Z1位置，把待測金屬板緊貼著

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已知金屬板的平面，它的另一平面的位置在Z2。用前述辦法測量出Z1、Z2 到Z0的距離d1、d2，則金屬板厚為：

（2.6）

（2.7）

圖 2.3 測量金屬板厚的實驗裝置

(2)是當(dāng)被測板的面積太大時，這時得采用兩套CCD裝置，讓它們有共同的起始位置Z0，再分別測量出金屬板兩端面的位置d1和d2，則金屬的板厚仍可按(2.6)式計算。

（3）如果待測的金屬板是在軋制過程中，設(shè)板軋制的前進方向是沿著X，但是在 Z方向也會有一定的移動。如果移動的方向與Z方向有一定的偏離，則必需把此偏角ε測量出來，按下式對所測量的金屬板厚度進行修正

（2.8）

我們知道激光束并非一條線而是有橫截面的，在橫截面上的光強分布是高斯分布，當(dāng)金屬板的反射率有變化時，或者激光光強發(fā)生變化時，高斯分布的高度和寬度都會發(fā)生變化，二值化后得到的矩形脈沖的寬度也會隨之而變化，如圖 2.4所示，光強減小時脈寬也變狹，即t2

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圖2.4光斑光強變化時，CCD二值化輸出的矩形脈沖的寬度也發(fā)生變化 經(jīng)過比較以上三種方案的比較，板料厚度測量儀設(shè)計

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CCD像敏面I鋼板鏡頭LXlx?fuv

圖3.1 鏡頭成像原理圖

3.2機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.2.1 行走機構(gòu)的設(shè)計

行走機構(gòu)主要由步進電機、滾珠絲杠副、滑動導(dǎo)軌組成，采用的是絲杠轉(zhuǎn)動螺母移動的方法。步進電機的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器和絲杠直接連接，絲杠跟隨電機一起轉(zhuǎn)動，從而把電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為螺母的移動。螺母上固定有螺母座，而螺母座又與安裝在導(dǎo)軌滑塊上的工作臺底板連接，最終把電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為工作臺在導(dǎo)軌上的平動，實現(xiàn)傳感器的位置移動。1.系統(tǒng)步進電機的驅(qū)動

行走機構(gòu)的驅(qū)動是以步進電機作為主動元件的，如何控制步進電機的運動是現(xiàn)厚度實時測量的一個重要內(nèi)容，傳感器相對于被測鋼板的運動是通過步進電機有規(guī)律的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的，為了完成鋼板厚度參數(shù)的采集，步進電機的驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該具有下列功能：步進電機能夠啟動和停止；能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；步進電機能夠在任何位置鎖定。

在測量過程中，為了提高運動精度，步進電機以三相六拍方式工作。本系統(tǒng)采用配套的步進電機驅(qū)動器進行控制。其特點是：驅(qū)動器性能對電機的依賴性極小，不同參數(shù)電機均可獲得優(yōu)異性能；具有多種細(xì)分模式；

具有脫機控制信號；電機位置掉電記憶；靜止時半自動電流鎖定；輸入輸出信號光電隔離。2.滾珠絲杠的選擇

根據(jù)估算工作臺、支架和測桿等上部組件的重量，假定壓在滾珠絲杠上的重

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量為w=1500N，工作臺的設(shè)計行走行程為800mm。

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把以上計算所得數(shù)據(jù)與FFZD3205-3型滾珠絲杠的各項參數(shù)比較，可知該型號絲杠完全滿足設(shè)計要求。

3.2.2 測量部分的設(shè)計

測量部分是通過測量鋼板的實際厚度和標(biāo)準(zhǔn)厚度的偏差來進行厚度測量的。測量前先用標(biāo)準(zhǔn)量塊代替標(biāo)準(zhǔn)鋼板對傳感器進行零點調(diào)節(jié)，具體的做法是先調(diào)節(jié)測頭到鋼板的距離，使其在傳感器的測量范圍內(nèi)，然后通過傳感器的控制器對傳感器進行復(fù)位，此時傳感器的模擬輸出電壓值為零。測量時，若鋼板的實際厚度與標(biāo)準(zhǔn)厚度存在偏差，即鋼板上表面相對于傳感器發(fā)生位移變化，傳感器便輸出一定量的模擬電壓。模擬電壓輸出值與厚度偏差值存在固定的線形關(guān)系，我們由這個線形關(guān)系便可推算出鋼板的實際厚度。1.傳感器的選擇。

電渦流傳感器結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、抗干擾能力強、測量線性范圍大，而且具有非接觸測量的優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。本系統(tǒng)采用的便是基士恩公司生產(chǎn)的EX-200系列中的EX-416圓柱形渦電流位移傳感器，它具有如下的優(yōu)點：微小位移的精確模擬輸出，EX-200系列以F.S.的0.04％的解析度來測量目標(biāo)物，有兩種模擬輸出（電壓/電流）可供連接到外部設(shè)備；EX-200系列使用內(nèi)置線性化電路，可以精確的輸出絕對位移值；高反應(yīng)速度，EX-200系列提供最高達(dá)18KHZ反應(yīng)頻率，可以測量快速移動的物體；自動歸零鍵，按下自動歸零鍵就可以把當(dāng)前的電壓輸出設(shè)定為0V，只要按下歸零鍵即可 完成參考目標(biāo)物的零值調(diào)節(jié)，在產(chǎn)品更換時可以容易而快速度地設(shè)定傳感器。本傳感器的解析度為F.S的0.04％，測量范圍為5mm，所以分辨率為2um，能夠滿足設(shè)計的要求。

2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。

測量系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)對外界各種模擬信號的測量，必須通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將信號送入控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是外部信號進入計算機的必經(jīng)之路。一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由前置放大器A、采樣保持放大器SHA、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC組成，其中前置放大器A的作用是將信號放大到ADC可以接受的范圍，采樣保持器的作用是保持輸入信號在ADC轉(zhuǎn)換期間不變，而ADC的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。目前，隨著大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了各種專用的數(shù)據(jù)采集芯

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片。這種芯片集高速度高精度SH、ADC、基準(zhǔn)時鐘源及數(shù)字接口與一體，可以達(dá)到很高的水平，本系統(tǒng)便采用了數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集.該采集卡屬于TDEC ISA系列，型號為TOP-10016，它是四通道同步并行數(shù)據(jù)采集模塊，采用16Bit高精度A/D，每通道最高采樣頻率可同時達(dá)到100Kps，同時配有最高8M字節(jié)/通道的大容量SDRAM板載緩存，可實現(xiàn)多通道低速動態(tài)信號的實時記錄。它具有高速、大容量、并行采集、同步擴展的特點。將采集卡插入PC機的插槽內(nèi)工作，傳感器將被測信號變?yōu)槟M電壓信號，經(jīng)屏蔽電纜與采集卡上的信號輸入插槽直接連接，在配套TOPView2000虛擬儀器軟件的控制下，可實現(xiàn)對模擬信號的采集和儲存，并可在PC機上進一步完成數(shù)據(jù)的上是實時處理和后處理。3.厚度數(shù)據(jù)的處理。

為了對鋼板整體厚度進行精確的測量，本系統(tǒng)采用了多點采集厚度參數(shù)然后進行整體處理的方法。傳感器采集的信息經(jīng)過數(shù)據(jù)采集后送計算機儲存，當(dāng)達(dá)到要求的測量次數(shù)時對儲存的數(shù)據(jù)進行處理，以達(dá)到對鋼板厚度進行整體測量的目的，所有的數(shù)據(jù)處理都是通過軟件編程實現(xiàn)的。

3.3電路系統(tǒng)設(shè)計

CCD的輸出信號是脈沖信號，其中既包含被測尺寸的信息，又含有大量的復(fù)位噪聲和電子系統(tǒng)的白噪聲，使得有用信號難以提取。由于CCD本身的感光單元有一定間距，加上照明光源在視場內(nèi)光強分布的不均勻性，CCD本身的光敏不均勻性、轉(zhuǎn)移損失以及光源在通過待測目標(biāo)邊緣時的衍射現(xiàn)象等原因，使得CCD輸出不會是理想的0/1信號，其包絡(luò)的邊緣必然帶有明顯的梯度，或者說，目標(biāo)尺寸的兩個邊緣在CCD上成像的具體位置不可能十分確定。導(dǎo)致CCD輸出信號波形在輪廓邊緣處有一漸緩的過渡區(qū)，而且這一過渡區(qū)隨著輪廓在視場中位置的變化而變化，這一變化直接影響捕捉真正代表物體邊緣的特征點，進而影響測量精度。因此，除了減少外界干擾外，如何從CCD的輸出信號中提取出真正代表物體邊緣的特征信息，是測量的難點所在。真正表示物體的邊緣點處，CCD輸出信號的微分最大。由于被測物體的邊緣是通光和擋光的交界點，理論上該處的光強變化率最大，該點就是濾波后的視頻信號電壓函數(shù)u=u(t)在過渡區(qū)內(nèi)的拐點，由高等數(shù)學(xué)的知識知道，在拐點處，電壓函數(shù)的一次微分為最大值，二次微分為零。電路便于尋找為零的點?；诖?，可設(shè)計微分法處理電路提取測量信號。

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圖3.3.1未放工件輸出信號

圖3.3.2放出工件輸出信號

觀察CCD的輸出波形，發(fā)現(xiàn)原始信號上附加有許多細(xì)小的“毛刺”，即各種噪聲信號，有器件本身的噪聲（如散粒噪聲、熱噪聲、1/f噪聲等)，也有轉(zhuǎn)移過程中附加的噪聲(如復(fù)位噪聲等)。為了準(zhǔn)確地從中提取出有用的信號成分，必須盡可能地抑制或消除各種噪聲干擾。歸納起來主要有以下幾種方法：1）低通濾波法(LFS)2）雙斜率積分法(DSI)3）嵌位切除法(CCS)4）相關(guān)雙取樣(CDS)另外CCD的輸出信號幅值為2V～3V，可以直接進行信號處理，不需要放大環(huán)節(jié)。信號處理原理圖如圖3.3.3所示：

圖 3.3.3 信號提取電路示意圖

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檢測精度越高。另外實驗時兩塊擋板平行才能模擬鋼板，但人為因素造成擺放擋板不能絕對平行，這一點可以通過測量擋板間多點間距求平均值作為實際測量值來修正。

(3)軟件算法引起的誤差

雖然在系統(tǒng)設(shè)計時考慮到采用硬件電路對信號進行處理會引入更多誤差，但是每一種軟件算法都有其自身的局限性。本系統(tǒng)使用單片機作為微處理器，單片機計算速度比較慢，片上資源有限，這些都制約了我們軟件算法設(shè)計時，只能選擇實現(xiàn)簡單，耗時少的濾波及二值化算法，這些算法固有的局限性都會使最終計算結(jié)果產(chǎn)生誤差。

設(shè)計過程中的誤差分配指定一個合理的誤差量（根據(jù)儀器設(shè)計精度δ）分配給上述電器產(chǎn)生的隨機誤差項，特別是分配給光源，以便獲得光源的選擇參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)，同時可以適當(dāng)?shù)胤峙浣oCCD傳感器，電路，數(shù)據(jù)采集等環(huán)節(jié)。（1）光源不穩(wěn)定引起的誤差（2）CCD感光單元靈敏度不均勻誤差（3）單片機硬件計數(shù)存在誤差（4）環(huán)境造成的影響

隨機誤差ΔΣ系統(tǒng)即為上述1）～4）項的誤差和，也可以采用絕對值累加，也可以采用平方和開平方進行累加，本系統(tǒng)中采用開平方累加。

由分析可以得到如下系統(tǒng)誤差：1）光源發(fā)散角引起的誤差Δll，2）成像鏡頭引起的誤差Δes，3）被測工件傾斜引起的系統(tǒng)測量誤差Δmt，4）被測工件不均勻性引起的誤差Δmm。（1）光源發(fā)散角引起的誤差（2）成像鏡頭引起的誤差

（3）被測工件傾斜引起的系統(tǒng)測量誤差（4）被測工件不均勻性引起的誤差

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儀器的總誤差來源為：

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參考文獻(xiàn)

[1] 張克敏,王世耕.測厚儀在板帶軋制中的應(yīng)用[J].中國儀器儀表,2006,7:80-82.[2] 陳陽，王慕坤.光學(xué)式非接觸厚度-微位移測量儀的研制[D].哈爾濱理工大學(xué).2004(02).[3] 趙世強，王玉田.CCD光電式測厚儀及其系統(tǒng)研究[D].燕山大學(xué).2003(02).[4] 費業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998 [5] 崔遇功,海潮智.鋁及鋁合金中厚板在線激光測厚新技術(shù)[J].輕合金加工技術(shù),1997,27(1):21-24.[6] 楊齊民,王翊,鐘麗云,宮愛玲,佘燦麟,張文碧.CCD用于光學(xué)三角法測量金屬板厚[J].激光雜志.作者：

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致謝

在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了X老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。在論文的寫作過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，同時還到許多在工作過程中許多同事的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！

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第二篇：壓力測量儀 單片機課程設(shè)計

目 錄

第 1章 課程設(shè)計簡介......................................................................................1

1.1 設(shè)計要求...............................................................................................1 1.2 要求分析.............................................................................................1 第 2章 總體設(shè)計............................................................................................2

2.1 壓力測量儀框圖...................................................................................2 2.2 原理.......................................................................................................2 恒壓源供電不能消除溫度影響。.......................................................................4 第 3章 模塊電路設(shè)計....................................................................................5

3.1 電橋測量電路.....................................................................................5 3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換...............................................................................................6 3.3 放大電路...........................................................................................7 第 4章 硬件電路設(shè)計....................................................................................8

4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器.......................................................................................8 4.2 金屬箔應(yīng)變片.......................................................................................9 第五章 電路調(diào)試與說明...................................................................................11 心得體會.............................................................................................................12 參考文獻(xiàn).............................................................................................................13 附錄

系統(tǒng)原理圖...................................................................................14

第 1章 課程設(shè)計簡介

1.1 設(shè)計要求

(1)設(shè)計一個電子天平，量程為0 ～ 1.999Kg，傳感器采用懸臂梁式的稱重傳感器（懸臂梁上貼有應(yīng)變片）。顯示電路采用共陽極數(shù)碼管。3位半A/D轉(zhuǎn)換電路。

(2)安裝、調(diào)試電路。首先對電路進行調(diào)零、定標(biāo)，然后再對電路進行穩(wěn)定性、漂移（零漂、溫漂）、重復(fù)性、線性等參數(shù)的測試和分析。

1.2 要求分析

壓力測量儀設(shè)計在于其精度高、顯示時間快、操作方便、易讀數(shù)、價格低廉等優(yōu)點。此次設(shè)計通過使用電橋測量傳感器采集模擬信號，儀用放大電路對微弱信號進行放大，送入MC14433A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進行BCD碼的譯碼，再經(jīng)驅(qū)動電路送入LED顯示電路顯示，完成了壓力測量儀的基本設(shè)計。能夠?qū)崿F(xiàn)對0到1.999Kg物體的測量。

需掌握金屬箔應(yīng)變片組成的稱重傳感器的正確使用方法、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等

第 2章 總體設(shè)計

2.1 壓力測量儀框圖

2.2 原理

壓力測量儀由以下五個部分組成：傳感器、傳感器專用電源、信號放大系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及顯示器等組成。

(1)傳感器測量電路

稱重傳感器的測量電路通常使用電橋測量電路，它將應(yīng)變電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，這就是可用的輸出信號。

電橋電路由四個電阻組成，如圖2所示：橋臂電阻R1，R2，R3和R4，其中兩對角點AC接電源電壓USL=E（+10V），另兩個對角點BD為橋路的輸出USC，橋臂電阻為應(yīng)變電阻。

R1R4=R2R3時，電橋平衡，則測量對角線上的輸出USC為零。當(dāng)傳感器受到外界物體重量影響時，電橋的橋臂阻值發(fā)生變化，電橋 2

失去平衡，則測量對角線上有輸出，USC≠0。

(2)放大系統(tǒng)

壓力測量儀的放大系統(tǒng)是把傳感器輸出的微弱信號進行放大，放大的信號應(yīng)能滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。該系統(tǒng)使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換是3位半A/D轉(zhuǎn)換，所以放大器的輸出應(yīng)為0V ～ 1.999V。

為了準(zhǔn)確測量，放大系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保證輸入級是高阻，輸出級是低阻，系統(tǒng)應(yīng)具有很高的抑制共模干擾的能力。

(3)模數(shù)轉(zhuǎn)換及顯示系統(tǒng)

傳感器的輸出信號放大后，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，該數(shù)字量由顯示器顯示。顯示器可以選用數(shù)碼管或液晶顯示器

(4)傳感器供電電源 有恒壓源與恒流源

對于恒壓源供電：參考圖2，設(shè)四個橋臂的初始電阻相等且均為R，當(dāng)有重力作用時，兩個橋臂電阻增加△R，而另外兩個橋臂的電阻減少，減小量也為△R。由于溫度變化影響使每個橋臂電阻均變化△RT。這里假設(shè)△R遠(yuǎn)小于R，并且電橋負(fù)載電阻為無窮大，則電橋的輸出為：

USC= E*(R+△R+△RT)/(R-△R+△RT +R+△R+△RT)-E*(R-△R+△RT)/(R+△R+△RT +R-△R+△RT)= E*△R/（R+△RT）

即

USC= E*△R/（R+△RT）式(1)說明電橋的輸出與電橋的電源電壓E的大小和精度有關(guān)，還與溫度有關(guān)。

如果△RT=0，則電橋的電源電壓E恒定時，電橋的輸出與△R/R

成正比。

當(dāng)△RT≠0時，即使電橋的電源電壓E恒定，電橋的輸出與△R/R也不成正比。這說明 恒壓源供電不能消除溫度影響。

對于恒流源供電：供電電流為I，設(shè)四個橋臂的電阻相等，則

IABC=IADC=0.5I 有重力作用時，仍有

IABC=IADC = 0.5I 則電橋的輸出為：

USC= 0.5I*(R+△R+△RT)-0.5I*(R-△R+△RT)=I*△R 即 USC= I*△R 式(2)因此，采用恒流源供電，電橋的輸出與溫度無關(guān)。因此，一般采用恒流源供電為好。

由于工藝過程不能使每個橋臂電阻完全相等，因此，在零壓力時，仍有電壓輸出，用恒流源供電仍有一定的溫度誤差。

第 3章 模塊電路設(shè)計

3.1 電橋測量電路

圖2 傳感器電橋測量電路

USC= E*(R+△R+△RT)/(R-△R+△RT +R+△R+△RT)-E*(R-△R+△RT)/(R+△R+△RT +R-△R+△RT)= E*△R/（R+△RT）

即 USC= E*△R/（R+△RT）

對于恒流源供電：供電電流為I，設(shè)四個橋臂的電阻相等，則

IABC=IADC=0.5I 有重力作用時，仍有

IABC=IADC = 0.5I 則電橋的輸出為：

USC= 0.5I*(R+△R+△RT)-0.5I*(R-△R+△RT)=I*△R 即 USC= I*△R 由于工藝過程不能使每個橋臂電阻完全相等，因此，在零壓力時，仍有電壓輸出，用恒流源供電仍有一定的溫度誤差。

3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換

A/D轉(zhuǎn)化電路。

亦稱“模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器”，簡稱“模數(shù)轉(zhuǎn)換器”。將模擬量或連續(xù)變化的量進行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量的電路。

A/D變換包含三個部分：抽樣、量化和編碼。一般情況下，量化和

編碼是同時完成的。

抽樣是將模擬信號在時間上離散化的過程；

量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程；

編碼是指將每個量化后的樣值用一定的二進制代碼來表示。3.3 放大電路。

第 4章 硬件電路設(shè)計

4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器

即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。

通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度，通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多，表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強，轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。

A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持、量化及編碼4個過程。

在實際電路中，有些過程是合并進行的，如采樣和保持，量化和編碼在轉(zhuǎn)換過程中是同時實現(xiàn)的。

本實驗采用的是ICL7017三位半A/D轉(zhuǎn)換器，即低三位顯示0-9，最高位只能顯示0或1，4.2 金屬箔應(yīng)變片

電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)。描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：ΔR / R =Kε式中：ΔR / R 為電阻絲電阻相對變化，K 為應(yīng)變 靈敏系數(shù)，ε = ΔL / L 為電阻絲長度相對變化。同時，由于應(yīng)變片敏感柵絲的溫度系數(shù)的影響，以及應(yīng)變柵線膨脹系數(shù)與被測試件的線膨脹系數(shù)不一致，產(chǎn)生附加應(yīng)變，因此當(dāng)溫度變化時，在被測體受力狀態(tài)不變時，由于溫度影響，輸出會有變化。

金屬箔式應(yīng)變片是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測部位受力狀態(tài)變化。電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。對單臂電橋輸出電壓/ 4 01 U = EKε。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時，半橋輸出電壓/ 2 02 U = EKε。全

橋輸出電壓U = EKε 03，其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性度和溫度誤差均得到改善。

第五章 電路調(diào)試與說明

1、將+10V電壓接到傳感器的輸入端，測量傳感器的輸出。在空載時，傳感器的輸出應(yīng)為零，但由于有一個稱盤，輸出不為零，記下初始數(shù)據(jù)，然后在稱盤上放砝碼，測量傳感器輸出端的變化。正確的變化應(yīng)為：測量0 ～ 2Kg，輸出電壓變化為0 ～ 10mV 2調(diào)零：當(dāng)傳感器上不放砝碼時，放大電路的輸出應(yīng)為零。若不為零，調(diào)整放大器的調(diào)零環(huán)節(jié)，使其輸出為零。

3、定標(biāo)：當(dāng)傳感器放上2Kg的砝碼時，放大器的輸出應(yīng)為2V。小于2V或大于2V時應(yīng)調(diào)節(jié)放大器的增益。

心得體會

兩周的課程設(shè)計終于完成了。測控電路課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還很多，以前老是覺得有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。

在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。

在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。

參考文獻(xiàn)

1、《單片機C語言輕松入門》周堅編

北京航空航天大學(xué)出版社

2、單片機人機接口實例 公茂法編著，北京航空航天大學(xué)出版社

3、《測控電路》

張國雄主編

附錄

系統(tǒng)原理圖

第三篇：機械課程設(shè)計設(shè)計小結(jié)（最終版）

這次的課程設(shè)計對于我來說有著深刻的意義，這種意義不光是自己能夠獨立完成了設(shè)計任務(wù)，更重要的是在這段時間內(nèi)使自己深刻感受到設(shè)計工作的那份艱難。而這份艱難又體現(xiàn)在設(shè)計內(nèi)容與過程中為了精益求精所付出的艱辛，和背負(fù)惡劣的天氣所付出的決心與毅力!

開始的時候感覺設(shè)計對我們這些剛剛?cè)腴T的人來說,無非就是按照條條框框依葫蘆畫瓢的過程，有的時候感覺挺無聊的，反正按照步驟一定可以完成設(shè)計任務(wù)。其實不然，設(shè)計過程中有許多內(nèi)容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。就拿電動機型號選擇來說，可以分別比較幾種型號電動機總傳動比，以結(jié)構(gòu)緊湊為依據(jù)來選擇；也可以考慮性價比來選擇。前者是結(jié)構(gòu)選擇，后者確實經(jīng)濟價格選擇。如何將兩者最優(yōu)化選擇才是值得我們好好深思的。

課程設(shè)計是機械設(shè)計當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計時間僅有三周，但是通過本次每天都過得很充實的課程設(shè)計，收獲頗多。

在設(shè)計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用機械設(shè)計課程及其他課程理論知識來解決實際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對機械設(shè)計課程設(shè)計當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在這些過程當(dāng)中我充分的認(rèn)識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進一步加強，今后的學(xué)習(xí)還要更加努力。

本次課程設(shè)計充滿困難和挑戰(zhàn)，但是無論如何已經(jīng)完成了，其中可能還有許多地方有不足之處，希望老師點評指出，以便我加以改正。

第四篇：機械課程設(shè)計心得體會

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告

一、設(shè)計目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。

因此，我們此次設(shè)計與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計要求

（1）設(shè)計指標(biāo)

①時間以12小時為一個周期；

②顯示時、分、秒；

③具有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間；

④計時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點前10秒進行蜂鳴報時；

⑤為了保證計時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。

（2）設(shè)計要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（4）編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1hz時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。

（a）數(shù)字鐘組成框圖

2．晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768hz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ttl門電路構(gòu)成；另一類是通過cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻r1為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對振蕩頻率的控制功能，同時提供了一個180度相移，從而和非門構(gòu)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

（b）cmos晶體振蕩器（仿真電路）

3．時間記數(shù)電路

一般采用10進制計數(shù)器如74hc290、74hc390等來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。本次設(shè)計中選擇74hc390。由其內(nèi)部邏輯框圖可知，其為雙2-5-10異步計數(shù)器，并每一計數(shù)器均有一個異步清零端（高電平有效）。

秒個位計數(shù)單元為10進制計數(shù)器，無需進制轉(zhuǎn)換，只需將qa與cpb（下降沿有效）相連即可。cpa（下降沒效）與1hz秒輸入信號相連，q3可作為向上的進位信號與十位計數(shù)單元的cpa相連。

秒十位計數(shù)單元為6進制計數(shù)器，需要進制轉(zhuǎn)換。將10進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進制計數(shù)器的電路連接方法如圖2.4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。

十進制-六進制轉(zhuǎn)換電路

分個位和分十位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同，只不過分個位計數(shù)單元的q3作為向上的進位信號應(yīng)與分十位計數(shù)單元的cpa相連，分十位計數(shù)單元的q2作為向上的進位信號應(yīng)與時個位計數(shù)單元的cpa相連。

時個位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個位計數(shù)單元相同，但是要求，整個時計數(shù)單元應(yīng)為12進制計數(shù)器，不是10的整數(shù)倍，因此需將個位和十位計數(shù)單元合并為一個整體才能進行12進制轉(zhuǎn)換。利用1片74hc390實現(xiàn)12進制計數(shù)功能的電路如圖（d）所示。

（d）十二進制電路

另外，圖（d）所示電路中，尚余－2進制計數(shù)單元，正好可作為分頻器2hz輸出信號轉(zhuǎn)化為1hz信號之用。

4．譯碼驅(qū)動及顯示單元電路

選擇cd4511作為顯示譯碼電路；選擇led數(shù)碼管作為顯示單元電路。由cd4511把輸進來的二進制信號翻譯成十進制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的led數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。

計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計并以8421bcd碼的形式輸送到cd4511芯片，再由4511芯片把bcd碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來。

5．校時電路

數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時校正功能，因此，應(yīng)截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。即為用coms與或非門實現(xiàn)的時或分校時電路，in1端與低位的進位信號相連；in2端與校正信號相連，校正信號可直接取自分頻器產(chǎn)生的1hz或2hz（不可太高或太低）信號；輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打向下時，因為校正信號和0相與的輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打向上時，情況正好與上述相反，這時校時電路處于校時狀態(tài)。

實際使用時，因為電路開關(guān)存在抖動問題，所以一般會接一個rs觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動電路，所以整個較時電路就如圖（f）。

（f）帶有消抖電路的校正電路

6．整點報時電路

電路應(yīng)在整點前10秒鐘內(nèi)開始整點報時，即當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。

當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計數(shù)器十位的qc和qa、個位的qd和qa及秒計數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。

報時電路可選74hc30來構(gòu)成。74hc30為8輸入與非門。

四、元器件

1．四連面包板1塊（編號a45）

2．鑷子1把

3．剪刀1把

4．共陰八段數(shù)碼管6個

5．網(wǎng)絡(luò)線2米/人

6．cd4511集成塊6塊

7．cd4060集成塊1塊

8．74hc390集成塊3塊

9．74hc51集成塊1塊

10．74hc00集成塊4塊

11．74hc30集成塊1塊

12．10mω電阻5個

13．500ω電阻14個

14．30p電容2個

15．32.768k時鐘晶體1個

16．蜂鳴器10個（每班）

1）芯片連接圖

1)74hc00d2)cd4511

3)74hc390d4)74hc51d

2．面包板的介紹

面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。

面包板的樣式是：

面包板的注意事項：

1．面包板旁一般附有香蕉插座，用來輸入電壓、信號及接地。

2．上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。

3．拉線時，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。

第五篇：機械課程設(shè)計心得體會（范文模版）

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告

一、設(shè)計目的數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。

因此，我們此次設(shè)計與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計要求

（1）設(shè)計指標(biāo)

①時間以12小時為一個周期；

②顯示時、分、秒；

③具有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間；

④計時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點前10秒進行蜂鳴報時；

⑤為了保證計時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。

（2）設(shè)計要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（4）編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1hz時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。

（a）數(shù)字鐘組成框圖本文轉(zhuǎn)載在004km.cn代寫之家

2．晶體振蕩器電路

（b）cmos晶體振蕩器（仿真電路）

3．時間記數(shù)電路

秒個位計數(shù)單元為10進制計數(shù)器，無需進制轉(zhuǎn)換，只需將qa與cpb（下降沿有效）相連即可。cpa（下降沒效）與1hz秒輸入信號相連，q3可作為向上的進位信號與十位計數(shù)單元的cpa相連。

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