數(shù)電課程設(shè)計(jì)籃球競賽30s計(jì)時(shí)器

1、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：籃球競賽30s計(jì)時(shí)器 專業(yè)： 自動(dòng)化 一 設(shè)計(jì)目的為了鞏固課本所學(xué)知識，培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)際解決問題的能力，加深對課堂知識的理解和運(yùn)用，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和熟悉各種常用芯片的規(guī)格和使用，能掌握電路的組裝和基本問題的排除。 二 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)(1)具有30s計(jì)時(shí)功能，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)數(shù)結(jié)果(2)設(shè)有外部操作開關(guān)，控制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)直接清零、啟動(dòng)以及暫停/連續(xù)工作等操作。(3)計(jì)時(shí)器為30s遞減計(jì)時(shí)間隔為1s。(4)計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號三 總體框圖設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器秒脈沖發(fā)生器譯碼顯示計(jì)數(shù)器秒脈沖發(fā)生器 外部操作開關(guān)報(bào)警電路控制電路圖1-1 30

2、秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖四 功能模塊設(shè)計(jì)和原理說明4.1秒脈沖發(fā)生器用555集成電路組成多諧振蕩電路為系統(tǒng)提供時(shí)鐘秒脈沖。555定時(shí)器應(yīng)用為多諧振蕩電路時(shí)，當(dāng)電源接通vcc通過電阻r1、r2向電容c充電，其上電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)u上升至2/3vcc，會使比較器c1輸出翻轉(zhuǎn)，輸出電壓為零，同時(shí)放電管t導(dǎo)通，電容c通過r2放電；當(dāng)電容電壓下降到1/3vcc，比較器c2工作輸出電壓變?yōu)楦唠娖?，c放電終止，vcc通過r1、r2又開始充電；周而復(fù)始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時(shí)間有關(guān)，也就是與外接元件有關(guān)，不受電源電壓變化影響。 公式計(jì)算：t1=(r1+r2)cln2;t2=r2cln2;振蕩周期t

3、= t1+t2=0.7(r1+2r2)c =1(s) 若取c=10f，結(jié)合實(shí)際選取電阻為r1=5.1k,r2=4.7k。48162357r1r2c10uf555uo0.1uf10uf4.7k5.1k圖2-1 555多諧振蕩電路圖暫停續(xù)ne555為8腳時(shí)基集成電路，各腳主要功能（集成塊圖在下面） 1地 gnd 2觸發(fā) 3輸出 4復(fù)位 5控制電壓 6門限(閾值) 7放電 8電源電壓vcc4.2 計(jì)數(shù)電路 計(jì)數(shù)電路選用兩片中規(guī)模集成電路74ls192進(jìn)行設(shè)計(jì)，74ls192是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，具有“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且有進(jìn)位和借位輸出端。兩片74ls192構(gòu)成預(yù)置數(shù)的三十進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)

4、器十位接成三進(jìn)制，計(jì)數(shù)器個(gè)位接成十進(jìn)制，置數(shù)端a、b、c、d通過開關(guān)接高低電平，若接高電平可進(jìn)行其他置數(shù)；此計(jì)數(shù)器預(yù)置數(shù)為（0011 0000）=（30）10，只有當(dāng)?shù)臀欢税l(fā)出錯(cuò)位脈沖，高位計(jì)數(shù)器才做減計(jì)數(shù)。1片74ls192構(gòu)成1秒減計(jì)數(shù)電路（即個(gè)位）。74ls192的引腳圖和功能表如圖所示。它的計(jì)數(shù)原理是：使加計(jì)數(shù)脈沖信號引腳cpu=1，計(jì)數(shù)脈沖加入個(gè)位74ls192引腳cpd腳，當(dāng)減計(jì)數(shù)到零時(shí)，個(gè)位 74ls192的端發(fā)出錯(cuò)位脈沖，使十位計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)，當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零時(shí)，cpd（dwn）端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下次循環(huán)減計(jì)數(shù)。圖2-2 74ls192引腳圖引出端符號

5、 tcd 錯(cuò)位輸出端（低電平有效）tcu 進(jìn)位輸出端（低電平有效） cpd 減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效） cpu 加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效） mr 異步清除端 p0p3 并行數(shù)據(jù)輸入端 pl 異步并行置入控制端（低電平有效） q0q3 輸出端表1 74ls192功能表輸出輸入crldcpu待添加的隱藏文字內(nèi)容2cpdp3p2p1p0q3q2q1q01xxxxxxx000000xxdcbadcba011xxxx加計(jì)數(shù)011xxxx減計(jì)數(shù)4.3 譯碼顯示電路此模塊主要是由74ls48譯碼器和共陰極七段led顯示器組成，通過計(jì)數(shù)器加到譯碼器，從而實(shí)現(xiàn)共陰極七段led顯示器從30遞減到零的計(jì)數(shù)顯

6、示功能。1. 74ls48是七段顯示譯碼器，其管腳圖如下圖2-3所示?，F(xiàn)將各管腳功能介紹一下： a、b、c、d是bcd碼的輸入端；a,b,c,d,e,f,g是輸出端； 試燈輸入端：低電平有效。當(dāng)0時(shí)，數(shù)碼管的七段應(yīng)全亮，與輸入的譯碼信號無關(guān)。本輸入端用于測試數(shù)碼管的好壞； 動(dòng)態(tài)滅零輸入端：低電平有效。當(dāng)1、0、且譯碼輸入為0時(shí)，該位輸出不顯示，即0字被熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為0時(shí)，該位正常顯示。本輸入端用于消隱無效的0。如數(shù)據(jù)0034.50可顯示為34.5； 滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出端：這是一個(gè)特殊的端鈕，有時(shí)用作輸入,有時(shí)用作輸出。當(dāng)作為輸入使用，且0時(shí)，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無關(guān)。當(dāng)作為輸

7、出使用時(shí)，受控于和：當(dāng)1且0時(shí)，0；其它情況下1。本端鈕主要用于顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼器之間的連接。本設(shè)計(jì)將、都置高電平。圖2-3 74ls48管腳圖a-d 譯碼地址輸入端 bi/rbo 消隱輸入（低電平有效）/脈沖消隱輸出（低電平有效） lt 燈測試輸入端（低電平有效）rbi 脈沖消隱輸入端（低電平有效） a-g 譯碼地址 輸出端輸入端輸出端字型ltrbidcbabi/rboabcdefg1100001111111001x00011011000011x00101110110121x00111111100131x01001011001141x01011101101151x0110100111

8、1161x01111111000071x10001111111181x1001111100119xxxxxx00000000滅燈10000000000000滅零0xxxxx11111111試燈圖2-3 74ls48真值表2.共陰極七段led顯示器是較常用的顯示數(shù)碼管，但在使用時(shí)要注意的是：看清楚自己用的數(shù)碼管是共陰極還是共陽極的，最好在使用前用萬電用表測一下它的極性，其管腳圖如下圖2-4所示，如果為共陰極的，其管腳com端接地；如果為共陽極的，起管腳com段要接高電平。 圖2-4 共陰極七段led顯示器管腳圖五 主要元器件的選擇數(shù)碼管顯示器2個(gè)，74ls48,74ls192各2片，74ls00,74ls04各1片，