




已閱讀5頁(yè),還剩20頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱: 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題目名稱:象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱: 電子信息工程電子信息工程 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 任課教師: 2015 年 12 月 31 日 - 1 - 任務(wù)說明:任務(wù)說明: 象棋快棋賽規(guī)則是,紅、黑雙方對(duì)奕時(shí)間累計(jì)均為三分鐘,超時(shí)判負(fù)。 設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)要求: 1、基本部分 (1)自制穩(wěn)壓電源; (2)甲乙對(duì)奕方的計(jì)時(shí)器共用一個(gè)秒時(shí)鐘,雙方均用 3 位數(shù)碼管顯示,預(yù)定的初值 均為三分鐘,采用倒計(jì)時(shí)方式,通過按扭啟動(dòng),由本方控制對(duì)方,比如甲方走完 一步棋后必須按一次甲方的按鍵,該按鍵啟動(dòng)乙方倒計(jì)時(shí)。同理,乙方走完一步 棋后必須按一次乙方的按鍵,該按鍵啟動(dòng)甲方倒計(jì)時(shí)。 (3)超時(shí)能發(fā)出聲音,報(bào)警判負(fù)。 2、發(fā)揮部分 (1)累計(jì)時(shí)間設(shè)置可以改變(比如,還可以設(shè)定為 5 分鐘) (2)工藝結(jié)構(gòu)精致,具有一定的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用價(jià)值; (3)其它。 其它說明:其它說明: 一人完成基本部分(1)(3)難度系數(shù)為 1.0; 一人完成基本部分(1)(3)和發(fā)揮部分(1)(2)難度系數(shù)為 1.1。 秒脈沖 計(jì)數(shù)器譯碼器 數(shù)碼顯示器 計(jì)數(shù)器譯碼器 數(shù)碼顯示器 控 制 器 紅方 黑方 象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器框圖 - 2 - 摘要摘要 象棋快棋賽由主計(jì)數(shù)電路與擴(kuò)展電路組成。通過給計(jì)數(shù)器輸入固定時(shí)鐘信號(hào)以計(jì) 算時(shí)間;數(shù)碼管顯示器、數(shù)碼管譯碼器將參賽者甲乙的走棋時(shí)間在顯示器上輸出;用 控制電路控制計(jì)時(shí)器開始、暫停、清零、置數(shù);自關(guān)斷告警電路可在計(jì)時(shí)結(jié)束發(fā)出有 限時(shí)長(zhǎng)的蜂鳴聲,以上兩部分構(gòu)成主體電路。 通過變壓器、整流管、濾波元件、穩(wěn)壓芯片,為電路提供電能。通過晶振和計(jì)數(shù) 器分頻電路,將秒脈沖信號(hào)輸出到計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。以上構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過布 線、焊接、調(diào)試等工作后象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器成形。 關(guān)鍵詞:數(shù)字電路,計(jì)數(shù)器,時(shí)鐘,信號(hào)處理 目錄目錄 1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 1 - 2.單元電路設(shè)計(jì)- 2 - 2.1 5V 穩(wěn)壓電源- 2 - 2.2 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器- 3 - 2.3 計(jì)時(shí)器電路- 5 - 2.4 譯碼顯示電路- 6 - 2.5 計(jì)時(shí)器判零電路- 8 - 2.6 自關(guān)斷告警電路- 9 - 2.7 玩家控制電路- 10 - 2.8 3 或 5 分鐘時(shí)間預(yù)置開關(guān)- 11 - 2.9 開始/停止(置數(shù))按鈕- 12 - 2.10 防抖開關(guān)- 12 - 3.系統(tǒng)測(cè)試- 14 - 3.1 仿真測(cè)試- 14 - 3.2 實(shí)物測(cè)試- 14 - 4.使用說明書- 16 - 5.結(jié)論- 17 - 6.參考文獻(xiàn)- 18 - 7.附錄- 19 - 7.1 元器件清單- 19 - 7.2 測(cè)試所需儀器- 19 - 7.3 總電路圖- 19 - - 1 - 1.1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)對(duì)棋手雙方走棋時(shí)間的計(jì)算,可用以下三個(gè)方案: 方案一:?jiǎn)纹瑱C(jī)方案 通過編制單片機(jī)程序,使得程序控制計(jì)時(shí)電路的運(yùn)行。 但是利用單片機(jī)設(shè)計(jì)該電路未免大材小用。 方案二:基于 74ls192 構(gòu)成的雙計(jì)時(shí)器方案 用兩組計(jì)時(shí)器(每組計(jì)時(shí)器用 3 個(gè)計(jì)數(shù)器芯片和 3 個(gè)譯碼器構(gòu)成) ,分別記錄、顯 示、處理兩名玩家的走棋時(shí)間。 該電路邏輯簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)上容易實(shí)現(xiàn),并且不易發(fā)生差錯(cuò)。但是實(shí)物制作過程,由 于用了兩組計(jì)時(shí)器,由兩組計(jì)時(shí)器引發(fā)的時(shí)間控制及處理芯片較多,因而裝配、焊接 的繁瑣程度較大。 方案三:?jiǎn)斡?jì)時(shí)器,雙鎖存器方案 用一組計(jì)時(shí)器、兩個(gè)鎖存器進(jìn)行核心電路的設(shè)計(jì)。當(dāng)按下開始按鈕后,該計(jì)時(shí)器 便一直工作。當(dāng)左右其中一名玩家按下其前方的按鈕,立即觸發(fā)當(dāng)前玩家對(duì)應(yīng)的鎖存 器,對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行鎖存,然后將對(duì)家的鎖存器時(shí)間預(yù)置入計(jì)數(shù)器,然后計(jì)數(shù)器開始 計(jì)算對(duì)家的時(shí)間;當(dāng)另一名玩家按下其對(duì)應(yīng)的按鈕,則其對(duì)應(yīng)的鎖存器對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn) 行鎖存,然后將其對(duì)家的鎖存器時(shí)間預(yù)置入計(jì)數(shù)器。如此往返循環(huán),使得單組計(jì)時(shí)器 計(jì)算兩個(gè)玩家走棋時(shí)間的功能得到實(shí)現(xiàn)。 該電路能明顯減少方案二所需的芯片數(shù),但是設(shè)計(jì)難度較大,并且由于芯片功能 的高度集中,不利于后期模塊化的調(diào)試。 綜上所述,本設(shè)計(jì)采用方案二來實(shí)現(xiàn)最為可行。對(duì)于裝配焊接的繁瑣問題,本設(shè) 計(jì)對(duì)功能進(jìn)行模塊化處理,使得各個(gè)單元電路獨(dú)立成塊,以盡量有利于后期安裝與調(diào) 試。 - 2 - 2.2.單元電路設(shè)計(jì)單元電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)分為主電路和擴(kuò)展電路。其中主電路由裁判控制電路、玩家控制電路、計(jì) 時(shí)電路、譯碼顯示電路、計(jì)時(shí)器判零電路、告警電路組成(見圖 2-1) 。擴(kuò)展電路為穩(wěn) 壓電源電路、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路所構(gòu)成。 2.12.1 5v5v 穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源提供激勵(lì),用以驅(qū)動(dòng)芯片正常工作。如圖 2-2 所示: 圖 2-2 5V 穩(wěn)壓電源原理圖 220V 電網(wǎng)交流電(最大值 311V)經(jīng)過變壓器,從上到下三個(gè)輸出端,依次可獲得 +6v,0v,-6v 有效值的電壓輸出,經(jīng)過功率二極管全波整流,可獲得下半周翻轉(zhuǎn)的正弦 波,該電壓有效值大于 5V 小于 6V。為獲得相對(duì)平穩(wěn)的直流電,在整流管輸出端并接一 個(gè)大電容(3300uF)和一個(gè)中電容(10uF)。為得到 5v 的穩(wěn)壓,在大、中電容后接入三端 穩(wěn)壓管 LM7805,使其輸出電壓接近 5v。三端穩(wěn)壓管后串接一個(gè)功率二極管,以起到保 護(hù)輸出端負(fù)載的作用,該二極管后并接的 10nF 小電容,用以濾除電輸出電壓中的中高 頻紋波。 在仿真電源的輸出端接入示波器和交流電壓表(見圖 2-3a) ,觀察輸出端波形和電 秒脈沖 計(jì)數(shù)器譯碼器 數(shù)碼顯示器 計(jì)數(shù)器譯碼器 數(shù)碼顯示器 控 制 器 紅方 黑方 圖 2-1 象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器框圖 - 3 - 壓值(見圖 2-3b、圖 2-3c) 圖 2-3a 仿真測(cè)試接線 圖 2-3b 示波器仿真結(jié)果 圖 2-3c 電壓表仿真測(cè)試 從仿真結(jié)果可知,輸出電壓穩(wěn)定后,其數(shù)值在 5V 左右。 2.22.2 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器 時(shí)鐘信號(hào)給予計(jì)數(shù)器穩(wěn)定的計(jì)數(shù)脈沖,使之獲得計(jì)時(shí)功能(見圖 2-4) 。 圖 2-4 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)射器原理圖 使用有源晶振,只需在其輸入端加入電源電壓,即可在輸出端得到方波信號(hào)。本 設(shè)計(jì)用到 32.768KHz 有源晶振,經(jīng)過 37268(2 的 15 次方)分頻后,可獲得穩(wěn)定的 1Hz 方波信號(hào),用以準(zhǔn)確帶動(dòng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行時(shí)間計(jì)數(shù)。 - 4 - 圖 2-5 74LS161 引腳圖 圖 2-6 74LS161 仿真圖 表 2-1 74LS161 功能表: 從 74LS161 功能表功能表(見表 2-1)中可以知道,當(dāng)清零端 CR=“0” ,計(jì)數(shù)器輸 出 Q3、Q2、Q1、Q0 立即為全“0” ,這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng) CR=“1”且 LD=“0”時(shí),在 CP 信號(hào)上升沿作用后,74LS161 輸出端 Q3、Q2、Q1、Q0 的狀態(tài)分別與 并行數(shù)據(jù)輸入端 D3,D2,D1,D0 的狀態(tài)一樣,為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng) CR=LD=EP=ET=“1” 、CP 脈沖上升沿作用后,計(jì)數(shù)器加 1。74LS161 還有一個(gè)進(jìn)位輸出端 CO,其邏輯關(guān)系是 CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能, 一片 74LS161 可以組成 16 進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。 分頻電路采用了 4 個(gè) 74hc161 十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器,待分頻信號(hào)輸入第一個(gè) 161 芯片 的時(shí)鐘輸入端,第一個(gè) 161 芯片的進(jìn)位輸出端,連接第二個(gè) 161 芯片時(shí)鐘輸入端;第 2 個(gè) 161 芯片的進(jìn)位輸出端,連接第 3 個(gè) 161 芯片時(shí)鐘輸入端;第 3 個(gè) 161 芯片的進(jìn)位 輸出端,連接第 4 個(gè) 161 芯片時(shí)鐘輸入端。在第四個(gè) 161 芯片的 Q2 輸出口,可得到 2 的 15 次方分頻信號(hào)(1Hz) ;在 Q0 輸出端,可得到 2 的 13 次方分頻信號(hào)(4Hz) (用以 驅(qū)動(dòng)下述設(shè)計(jì)中告警電路自動(dòng)停止告警) 。 由于晶振產(chǎn)生頻率的穩(wěn)定性,本方案相比 lm555 方波產(chǎn)生電路,在頻率上具有無 可比擬的精確度,作為時(shí)鐘信號(hào)源更為合適。 仿真結(jié)果: 在最后一個(gè)計(jì)數(shù)器的 14,12 引腳接入頻率計(jì),可測(cè)得分別輸出 4Hz 個(gè) 1Hz 的頻率 (見圖 2-8) 。 - 5 - 圖 2-8 仿真分頻電路的結(jié)果 2.32.3 計(jì)時(shí)器電路計(jì)時(shí)器電路 圖 2-9 時(shí)器原理圖 - 6 - 74ls192 為 10 進(jìn)制、異步清零、異步置數(shù)、可逆計(jì)數(shù)器,當(dāng)在其 4 號(hào)引腳(見圖 2-10)輸入時(shí)鐘信號(hào)時(shí),計(jì)數(shù)器為倒計(jì)數(shù)模式,其 Q3-Q0 輸出端依次從 0000,1001,10000010,0001,0000循環(huán)計(jì)數(shù),其 13 號(hào)輸出端子為退位信號(hào) 輸出端子,將其連接到下一個(gè) 192 計(jì)數(shù)器的 4 號(hào)引腳,即可得道 2 位十進(jìn)制倒計(jì)數(shù)電 路,再多接一個(gè) 192 計(jì)數(shù)器,即可組成 3 位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(見圖 2-9) ,以滿足設(shè)計(jì)中 3 分鐘倒計(jì)時(shí)的要求【3 個(gè)計(jì)數(shù)器的功能從左到右依次為:分(個(gè)位) ;秒(十位) ;秒 (個(gè)位) 】 。 圖 2-10 74lS192 引腳排列及邏輯符號(hào) 表 2-2 74LS1492 功能表: 第二個(gè)計(jì)數(shù)器需設(shè)計(jì)為六進(jìn)制,以滿足實(shí)際要求。因?yàn)?192 計(jì)數(shù)器為異步置數(shù): 當(dāng) 11 號(hào)引腳(置數(shù)端子)得到使能信號(hào)時(shí),不管下一個(gè)時(shí)鐘上升沿是否到來都立刻進(jìn) 行置數(shù)。所以本設(shè)計(jì)使用了逢 9 變 5 的方法,即當(dāng)計(jì)數(shù)器從 3 2 1 0 變?yōu)?9(二 進(jìn)制 1001)的一瞬間,通過與非門檢測(cè)到該輸入,立即帶動(dòng)計(jì)數(shù)器置數(shù)為 5(二進(jìn)制 0101) 。之后計(jì)數(shù)器檢測(cè)到時(shí)鐘上升沿,則依次變?yōu)?4 3 2,得以滿足六進(jìn)制倒計(jì) 數(shù)要求。 2.42.4 譯碼顯示電路譯碼顯示電路 - 7 - 圖 2-11 74LS(1)48 封裝及引腳圖 表 2-3 74LS48 功能表: 計(jì)數(shù)器輸出的二進(jìn)制信號(hào),經(jīng)過 74ls48 譯碼器譯碼(見表 2-3)后,即可驅(qū)動(dòng)七 段數(shù)碼管顯示。74ls48 輸出為高電平有效,所以七段數(shù)碼管選用共陰極數(shù)碼管。 設(shè)計(jì)中使用兩組計(jì)數(shù)、譯碼芯片,以滿足單獨(dú)計(jì)時(shí),單獨(dú)顯示的功能(見圖 2-13) 。 - 8 - 圖 2-13 兩組計(jì)時(shí)電路原理圖 2.52.5 計(jì)時(shí)器判零電路計(jì)時(shí)器判零電路 當(dāng)左右兩組計(jì)時(shí)器中其中一組達(dá)到 000 時(shí),需檢測(cè)出是哪一組到零,用以判定輸 贏;以及出發(fā)告警電路;同時(shí)使得左右兩組計(jì)時(shí)器都停止計(jì)時(shí)。 圖 2-14 判零電路原理圖 設(shè)計(jì)中使用 4 個(gè) CD4072(4 輸入或門) ,構(gòu)成左右其中一組計(jì)時(shí)器的判零電路(見 圖 2-14) ,當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出 0000 0000 0000 時(shí)候,或門輸出低電平,而計(jì)數(shù)器為其他輸 出狀態(tài)時(shí)或門輸出均為高電平。從而能檢查計(jì)數(shù)器是否到零。 - 9 - 圖 2-15 CD4072 引腳圖 圖 2-16 CD4072 原理圖 圖 2-17 74LS00 引腳排列圖 圖 2-18 判零電路輸出端原理圖 通過在或門后接入 74LS00(二輸入與非門) (見圖 2-17) ,當(dāng)左右兩組計(jì)數(shù)器其中 一個(gè)到零后,與非門輸出高電平,從而觸發(fā)告警電路并暫停兩組計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)(見圖 2- 18) 。 2.62.6 自關(guān)斷告警電路自關(guān)斷告警電路 本模塊利用一個(gè) 74160 芯片做計(jì)時(shí)器,1 個(gè) 74161 芯片做翻轉(zhuǎn)器,配合 4066 模擬 開關(guān),不但能實(shí)現(xiàn)判零后的告警,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉告警的功能(見圖 2-19) 。 - 10 - 圖 2-19 自關(guān)斷告警電路原理圖 圖 2-20 CD4066 引腳排列圖 當(dāng)左右兩組都計(jì)時(shí)器都不為 000 時(shí),判零電路的與非門輸出的低電平信號(hào)到達(dá) CD4066 模擬開關(guān),使得模擬開關(guān)關(guān)斷,U30(74161)芯片的時(shí)鐘輸入端保持低電平, 其 Q0 輸出保持為高電平,經(jīng)反相器后接入 160 芯片 MR 清零端的信號(hào)為低電平,160 芯 片不計(jì)數(shù)。 當(dāng)左右兩組都計(jì)時(shí)器有一組為 000 時(shí),判零電路的與非門輸出的高電平信號(hào)到達(dá) CD4066 模擬開關(guān),使得模擬開關(guān)開通,U32 反相器的輸入端變?yōu)榈碗娖剑ㄅc地相接) , 因而使得 U30(74161)芯片的時(shí)鐘輸入端變?yōu)楦唠娖?,?Q0 輸出立即跳變?yōu)榈碗娖剑?經(jīng)反相器后輸出高電平,觸發(fā)告警器件工作(本原理圖用 led 代替蜂鳴器) ,同時(shí) U31(74160)計(jì)數(shù)器 MR 清零端的信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑撚?jì)數(shù)器立即開始計(jì)數(shù)。 當(dāng) U31(74160)芯片計(jì)數(shù)到 9 時(shí)候,產(chǎn)生短促的高電平的進(jìn)位信號(hào),到達(dá)上圖模 CD4066 是四雙向模擬開關(guān)(見圖 2- 20) ,主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳 輸。CD4066 的每個(gè)封裝內(nèi)部有 4 個(gè)獨(dú)立 的模擬開關(guān),每個(gè)模擬開關(guān)有輸入、輸出、 控制三個(gè)端子,其中輸入端和輸出端可互 換。當(dāng)控制端加高電平時(shí),開關(guān)導(dǎo)通;當(dāng) 控制端加低電平時(shí)開關(guān)截止。模擬開關(guān)導(dǎo) 通時(shí),導(dǎo)通電阻為幾十歐姆;模擬開關(guān)截 止時(shí),呈現(xiàn)很高的阻抗,可以看成為開路。 - 11 - 擬開關(guān)的左端后(此時(shí)模擬開關(guān)仍為開通狀態(tài)) ,使得 U32 反相器的輸入電平變?yōu)楦唠?平,因而 U30 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端變回低電平。因?yàn)檫M(jìn)位信號(hào)是短促的,所以在進(jìn)位信 號(hào)結(jié)束后,U30 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘輸入端變回高電平,使得 Q0 輸出端由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑?經(jīng)反相器后輸出低電平,告警器件停止工作,同時(shí) U31(74160)計(jì)數(shù)器 MR 清零端的信 號(hào)變?yōu)榈碗娖?,該?jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。告警電路回歸初始狀態(tài)。 該告警電路告警時(shí)長(zhǎng)跟輸入時(shí)鐘頻率 n 有關(guān),告警時(shí)長(zhǎng) t=10/n,該設(shè)計(jì)中默認(rèn)的 n 為 4Hz,所以告警時(shí)長(zhǎng)默認(rèn)為 2.5 秒。 2.72.7 玩家控制電路玩家控制電路 設(shè)計(jì)本電路用于雙方玩家控制各自的計(jì)時(shí)器開始/暫停計(jì)時(shí)(見圖 2-21) 。 圖 2-21 玩家控制電路原理圖 前述檢零電路判決為非零后,上圖控制電路的 U27 反相器獲得的信號(hào)為低電平, 經(jīng)反相后,U21(CD4066)模擬開關(guān)為開通狀態(tài),來自時(shí)鐘發(fā)生電路的脈沖信號(hào)得以通 過。 當(dāng)檢零電路檢測(cè)到 000 后,上圖控制電路的 U27 反相器獲得的信號(hào)為高電平,經(jīng) 反相后,U40(與門)輸出鎖定為 0,輸入的時(shí)鐘脈沖信號(hào)被截止,左右兩組計(jì)時(shí)器均停 止計(jì)時(shí)。 - 12 - 玩家控制端共用一個(gè)RS觸發(fā)器(用兩個(gè)與非門搭建) ,取觸發(fā)器的Q端、Q端分 別接入到U19、U41兩個(gè)與門,作為控制兩組計(jì)時(shí)器 計(jì)時(shí)/暫停 的控制器。 基本RS觸發(fā)器的邏輯方程為: 圖2-22 RS觸發(fā)器由兩個(gè)與非門搭建而成 約束方程:SR=0 根據(jù)上述兩個(gè)式子得到它的四種輸入與輸出的關(guān)系: 1.當(dāng) R 端有效(0),S 端無效時(shí)(1),則 Q=1,Q 非=0,觸發(fā)器置 1; 2.當(dāng) R 端無效(1)、S 端有效時(shí)(0),則 Q=0,Q 非=1,觸發(fā)器置 0。 當(dāng)左家按下按鈕后,RS觸發(fā)器Q端輸出為0,Q輸出為1,U41與門停止鎖零,時(shí) 鐘信號(hào)得以通過,右組計(jì)時(shí)器得以開始計(jì)時(shí);與此同時(shí),U19因?yàn)橛幸粋€(gè)輸入端為0, 輸出鎖零,時(shí)鐘信號(hào)被截至,左組計(jì)時(shí)器暫停計(jì)時(shí)。 當(dāng)右家按下按鈕后,RS 觸發(fā)器 Q 端輸出為 1,Q輸出為 0,U41 與門鎖零,時(shí)鐘 信號(hào)被截至,右組計(jì)時(shí)器暫停計(jì)時(shí);與此同時(shí),U19 因?yàn)槠渲幸粋€(gè)輸入端為 1,時(shí)鐘信 號(hào)得以通過,左組計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 2.82.8 3 3 或或 5 5 分鐘時(shí)間預(yù)置開關(guān)分鐘時(shí)間預(yù)置開關(guān) - 13 - 圖 2-23 3 或 5 分鐘時(shí)間預(yù)置開關(guān)原理圖 3 的二進(jìn)制數(shù)為 0011,5 的二進(jìn)制數(shù)為 0101,這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的差別在于中間兩 位是 01 還是 10,為簡(jiǎn)單起見,本電路(見圖 2-23)只加入一個(gè)自鎖開關(guān)和一組反相 器,通過通、斷開關(guān),使得兩組計(jì)時(shí)器的分鐘位的預(yù)置數(shù)端分別為 0011 和 0101,從而 實(shí)現(xiàn) 3 或 5 分鐘預(yù)置數(shù)功能。 2.92.9 開始開始/ /停止(置數(shù))按鈕停止(置數(shù))按鈕 圖 2-24 開始/停止(置數(shù))按鈕原理圖 該電路使用 74161 計(jì)數(shù)器來等效 T 觸發(fā)器(見圖 2-24) ,從而實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能。按鈕 每按一下,輸出狀態(tài)均改變一次,實(shí)現(xiàn)了開始、停止并置數(shù)兩個(gè)功能之間的切換。 2.102.10 防抖開關(guān)防抖開關(guān) - 14 - 實(shí)際安裝測(cè)試時(shí),由于彈簧按鈕有抖動(dòng)(接通的瞬間產(chǎn)生多個(gè)短促高低電平) ,導(dǎo) 致每按一下按鈕,74161 芯片并不能很好地完成“開始”/“停止(置數(shù)) ”的翻轉(zhuǎn)功能, 為此在所有的彈簧按鈕后加入 RS 觸發(fā)器(見圖 2-25) ,利用 RS 觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā),從 而消除按鈕的抖動(dòng)。 圖2-25 RS觸發(fā)器構(gòu)成圖 在機(jī)械開關(guān)與被驅(qū)動(dòng)電路間接的接入一個(gè)基本 RS 觸發(fā)器,如圖所示。S 為 =0, R=l,可得出 A=l, A=0。當(dāng)按壓按鍵時(shí),S=l,R=0,可得出 A=0,A=1,改變了輸 出信號(hào) A 的狀態(tài)。若由于機(jī)械開關(guān)的接觸抖動(dòng),則 R 的狀態(tài)會(huì)在 0 和 1 之間變化多次, 若 R=l,由于 A=0,因此 G2 門仍然是“有低出高” ,不會(huì)影響輸出的狀態(tài)。同理,當(dāng)松 開按鍵時(shí), S 端出現(xiàn)的接觸抖動(dòng)亦不會(huì)影響輸出的狀態(tài)。因此,圖 2-26 所示的電路, 開關(guān)每按壓一次,輸出的輸出信號(hào)僅發(fā)生一次變化。 圖 2-26 防抖型開始/停止(置數(shù))按鈕原理圖 - 15 - 3.3.系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試 3.13.1 仿真測(cè)試仿真測(cè)試 主電路的仿真測(cè)試正常,所有的芯片都能正常工作,所有的開關(guān)、按鈕都能實(shí)現(xiàn) 控制功能,仿真結(jié)果如下圖所示: 圖 3-1 總仿真圖 3.23.2 實(shí)物測(cè)試實(shí)物測(cè)試 在焊接完所有的元件后,我對(duì)依次對(duì)各功能模塊進(jìn)行測(cè)試。 3.2.1 電源測(cè)試 電源實(shí)物測(cè)試正常,通過示波器觀察輸出電壓的紋波,其起伏只有 mv 級(jí)別,足以 滿足實(shí)際使用。 3.2.2 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路測(cè)試 通過實(shí)際測(cè)試,74161 分頻輸出的秒時(shí)鐘頻率穩(wěn)定在 1.00Hz 和 4.00Hz,滿足要求。 3.2.3 計(jì)時(shí)與顯示電路測(cè)試 - 16 - 在測(cè)試該電路時(shí),我加入了 1Hz 的脈沖給計(jì)數(shù)器,但發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管恒為 0。于是我用 示波器觀察 48 譯碼器輸入端,發(fā)現(xiàn)譯碼器輸入端電平并無變化,因此推出 192 芯片不 計(jì)數(shù)。后來又仔細(xì)看了 192 芯片的功能圖,發(fā)現(xiàn)要進(jìn)行倒計(jì)數(shù),除了要在 4 引腳加入 時(shí)鐘信號(hào),還需將 5 引腳接入高電平。而實(shí)物上我將 5 引腳懸空未接(仿真時(shí)懸空此 引腳也可正常計(jì)數(shù)) ,為此我嘗試將 5 引腳接入高電平, (見圖 3-2)經(jīng)測(cè)試計(jì)數(shù)器能正 常工作。 圖 3-2 改正前后的 74LS192 計(jì)數(shù)器接線圖 3.2.4 判零電路測(cè)試 經(jīng)測(cè)試該電路在檢測(cè)到計(jì)時(shí)器歸零時(shí),能立即輸出高電平。 3.2.5 自關(guān)斷告警電路測(cè)試 經(jīng)測(cè)試該電路與仿真結(jié)果相同,能自動(dòng)關(guān)斷告警。 3.2.6 玩家控制端按鈕 與 開始/停止(置數(shù)) 翻轉(zhuǎn)開關(guān)測(cè)試 在實(shí)際測(cè)試時(shí),發(fā)現(xiàn)每按一次上述彈簧按鈕,開始/停止(置數(shù))翻轉(zhuǎn)狀態(tài)連續(xù)改 變多次而不是一次,后經(jīng)研究,得知是按鈕在接電、斷電瞬間有抖動(dòng),導(dǎo)致了輸出狀 態(tài)翻轉(zhuǎn)多次。為此在按鈕后加入了 RS 觸發(fā)器,用以消除開關(guān)抖動(dòng),詳細(xì)見上文 2.10 防抖開關(guān)。 在改進(jìn)為防抖開關(guān)后,本人再次測(cè)試,發(fā)現(xiàn)按下按鈕后,電路狀態(tài)不再跳變,工 作狀態(tài)非常穩(wěn)定,完全實(shí)現(xiàn)了按鈕的功能。 3.2.7 3 或 5 分鐘預(yù)置時(shí)間開關(guān)測(cè)試 該開關(guān)能實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)。 3.2.8 指示燈測(cè)試 在完成所有的基本功能后,我加入了 6 盞指示燈,分別用于顯示分頻電路出來的 秒脈沖頻率,指示左、右玩家的行進(jìn)方,指示計(jì)時(shí)器是否處于計(jì)時(shí)狀態(tài),指示左、右 5 號(hào)引腳未接高電平 5 號(hào)引腳接高電平 - 17 - 玩家是誰(shuí)因時(shí)間耗盡而輸?shù)舯荣?。?jīng)過實(shí)際調(diào)試,Led 的工作正常。 4.4.使用說明書使用說明書 接入市電后,若秒脈沖指示燈閃爍(見圖 4-1) ,說明電路正常工作。 按下置數(shù)按鈕,即可預(yù)置 3 或 5 分鐘的時(shí)間(開關(guān)斷開時(shí)為 3 分鐘,開關(guān)閉合時(shí) 為 5 分鐘) 。 按下開始按鈕,即可開始計(jì)時(shí)。比賽雙方每走完一次棋,按一下己方控制按鈕即 可。 當(dāng)結(jié)束指示燈亮、蜂鳴器響時(shí),比賽結(jié)束。若要進(jìn)行下一場(chǎng)比賽,只需再次按下 開始/停止按鈕。 - 18 - 圖 4-1 實(shí)物圖 5.5.結(jié)論結(jié)論 現(xiàn)代電子技術(shù)在國(guó)防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著 巨大的作用。現(xiàn)在的世界,電子技術(shù)無處不在。 本題目以數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)為基本,運(yùn)用眾多數(shù)字芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)。通 過本設(shè)計(jì),充分體現(xiàn)了電子技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用。 對(duì)于這次的課程設(shè)計(jì),本人認(rèn)識(shí)了很多元器
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 草原割草過程中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)考核試卷
- 陶瓷潔具產(chǎn)品生命周期管理考核試卷
- 闌尾炎術(shù)后感染臨床管理要點(diǎn)
- 幼兒進(jìn)餐環(huán)節(jié)衛(wèi)生保健規(guī)范
- 月如意深呼吸
- 疫情期間普外科診療管理策略
- Influenza-virus-IN-9-生命科學(xué)試劑-MCE
- 超神數(shù)學(xué)-高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)基礎(chǔ)篇(一輪)(練習(xí)冊(cè))專題03不等式(含答案或解析)
- 內(nèi)部資料性出版物管理辦法
- 海豐縣鷺影禾香鄉(xiāng)村振興示范帶建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 山東省省直機(jī)關(guān)公開遴選公務(wù)員筆試模擬真題及答案解析
- J22J262 被動(dòng)式超低能耗建筑節(jié)能構(gòu)造(九)(鋼絲網(wǎng)架珍珠巖復(fù)合保溫板)DBJT02-215-2022
- 常用英語(yǔ)趣味習(xí)慣用語(yǔ)
- 新編建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范
- html5設(shè)計(jì)論文參考文獻(xiàn)(范例50個(gè)),參考文獻(xiàn)
- 俄羅斯文學(xué)導(dǎo)論智慧樹知到答案章節(jié)測(cè)試2023年黑龍江大學(xué)
- 全國(guó)各大銀行及支行聯(lián)行號(hào)查詢
- 物業(yè)工程人員服務(wù)意識(shí)培訓(xùn)
- 入庫(kù)單(標(biāo)準(zhǔn)范本)
- 蒂森克虜伯電梯MC2-C控制系統(tǒng)用戶手冊(cè)
- GB/T 7064-2008隱極同步發(fā)電機(jī)技術(shù)要求
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論