摘 要
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。 电子电力技术对于生活与工业生产起到了重要的作用。无论是小到玩具的控制，大到航天器件的控制。都离不开电力电子技术。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
关键字：电子电力技术，芯片，变流技术。
目 录
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ
1、绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
2、相关芯片知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2.1 相关芯片简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2.2电力电子技术的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
3、课程设计的内容及设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.1设计任务及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.2方案的讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.3外部电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
4、调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.1系统调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
1、绪论
电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。
对于这一次的电子时钟的设计，利用电力电子元器件来构造，是对我们的电力电子技术水平的提升和考验。
2、相关芯片知识。 2.1相关芯片的简介。 （1）CD4060芯片介绍
图1
图2 由图1与图2可知CD4060芯片可以用来做分频器来使用，其主要作用就是为 给时钟提供一个比较精准的秒数来提供计数单位。
引脚介绍：
VDD: VSS: 芯片接地端。
芯片电源端，接5v电压源。
Q4-Q14：作为分频端，由图2可已看出，一2^Qn次方对输入频率尽心分频。可以得到1HZ的频率输出。
RESET: 清零开关，当RESET脚导入由地电位到高电位变化时，芯片数据清零。
图3为RC自振荡发生电路接线图。
图3
（2）、74LS161芯片介绍
图
4、74LS161 图4为74161芯片的图片。总共有16支管脚，其中每支管脚的作用如下所示： VCC: 芯片电源端，接5V电源。
Q0-Q3： 芯片输出端，输出4位符合8421编码的二进制数。 P0-P3： 预置数端口，可为芯片实现预置数功能。 R： 复位端口，当该引脚来一高电位芯片复位。 CP: 计数脉冲的输入端。 CEP:平行输入使能端。 TC: 使用时接高电位。 CEP: 使用时接高电位。 GND: 接地端。
图5 74161动能表
由图5可以看出，只有当R、PE、CET、CEP四个端口同时达到高电平是该芯片能够实现技术功能。当R引脚由高变为低电平时，芯片实现复位功能。
（3）、74LS47芯片简介
图6 图7 如上图6与图7可以知道74LS47的作用，主要用来实现对7端数码管的编译工作。
图8 图8为74LS47的功能表，输出与8421BCD吗对应的数码管编码。
（4）、与门、非门、与非门的简介。
与门的逻辑关系非常简单，同理非门和与非门的逻辑关系一样也很简单，这里就不多作介绍。
2.2、电力电子技术的应用。
一般工业： 交直流电机、电化学工业、冶金工业
交通运输： 电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统： 高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源： 为信息电子装置提供动力
家用电器： “节能灯”、变频空调
其他： UPS、航天飞行器、新能源、发电装置
3、课程设计的内容及方案。
3.1、设计任务及要求。
电子技术课程设计应达到如下基本要求：
(1)综合运用电子技术课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题。 (2)通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 (3)进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 (4)学会电子电路的安装与调试技能。 (5)进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。 (6)学会撰写课程设计总结报告。
(7)培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
电子课程设计的任务：
用中小规模集成芯片设计多功能数字钟，
1、准确计时，以数字形式显示时(00～23)、分(00～59)、秒(00～59)的时间。
2、具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位
3.2、方案的讨论。
方案
1、利用74LS390实现十进制的计数器，实现对秒和分的各位进行计数。再利用74161构成二十四进制计数对时进行计数。
方案
2、利用74LS1611来实现所有计数功能。
选择方案二来实现的原因有开始用芯片少，易于实现。比较经济。
3.3、外部电路设计。
（1）、秒晶振实现
图9
产生1HZ的脉冲用于实现秒计数的是通过使用CD4060芯片的自起振作用来实现的，芯片的默认频率为32768HZ通过13分频后可以得到1HZ的振动频率。图9是芯片的自起振动的电信电路接法，具体的芯片使用见上面所描述。
（2）、计数器的实现
图10
计数部分是由两片74LS161组成的。第一片适用于构成十进制计数器，满十进一，通过一个与非门进行反馈到MR管教，进行芯片复位处理。主要用于计数秒的各位。
第二块芯片有第一款芯片的进位信号作为输入脉冲信号，达到两块芯片级联来实现六十进制的计数器的构造。作为秒的十位输出。再通过7400进行反馈来清零芯片内部数据。
（3）、时计数与显示芯片的实现
图11
对于“时”的显示调节比较复杂。对于时的复位有两种肯能，一种是个位数满十复位，十位满二复位。并且当个位满四，且十位满二时进行复位。于是采用两路型号的与门来实现对芯片的复位，即实现在个位满十的时候复位，又能满足总数为二十四的时候进行复位，既可以实现数字时钟的功能。
显示芯片是使用的74LS47译码器。它的功能在前面的章节已经介绍过啦。它能够实现对数码管的编码工作，实现显示数字的作用。
同时对于调节按钮的设计也比较方便的。
（4）、调节按钮
图12
在电子时钟显示系统中要实现对时分秒的调节功能，于是。利用对信号脉冲的调节来实现对显示的调节。其中SW1为调节开关，按下后，时钟不进行计数，本质是在于将产生秒脉冲的信号接地处理。
秒调节按钮，同样是接到秒脉冲之上，对他进行脉冲的调节来实现对计数的加法运算。
分调节与时调节，同上所示。
（5）、显示模块
图13
显示模块是由8只数码管来尽心是实现的，通过译码器来对输入的信号进行编码后输送到数码管中进行显示。
4、系统调试
图14
图14为系统的调试运行图。在模拟运行时，由CD4060产生脉冲信号。输入到74LS161中进行处理，然后送到下一级计数器中处理，如此循环实现控制。
通过调节四个按钮也可以实现对他的控制调节。
附 录
电路原理图
心 得 体 会
这次课程设计让我体会到，再大的一个系统其实也可以分解为一小块一小块的分解模块来实现，就比如说我们的电子时钟，可以分解为自激振动模块，计数模块，复位模块，显示模块。每一个模块有时可以由最简单的基础元件组成的。这样一来，所有的复杂的，多元的，都可以将其分解为我们最熟悉的模块来解决。
这种基本方法就是我这次课程设计最大的心得体会。 同时，对于各电路中的逻辑关系也要十分的明白，像CD4060芯片中复位的信号时一个低电平进行复位，与其他的有区别。还有构建二十四进制的时钟“时”显示的时候，他的逻辑关系就更要搞明白，否则就容易出错误。
参 考 文 献
[1] 张克农，宁改姊，数字电子计数基础.高等教育出版社，2010.[1]Brand Holdsworth ，Clive Wood,数字逻辑设计.人民邮电出版社，2006.
