multisim籃球24秒倒計時器期末論文

1、安徽財經(jīng)大學(xué)Multisim期末設(shè)計籃球比賽24秒倒計時器年 級: x信工x班 學(xué) 號: 201xxxxxx 姓 名: xxxxx 專 業(yè): 電子信息工程指導(dǎo)老師: xxxx 二零一三年六月12 / 12文檔可自由編輯打印目 錄摘要11引言11.1目的和意義11.2 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容12系統(tǒng)分析12.1 系統(tǒng)組成12.2 系統(tǒng)工作原理13系統(tǒng)硬件設(shè)計13.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計13.2子系統(tǒng)（模塊）一13.3子系統(tǒng)（模塊）二14系統(tǒng)軟件設(shè)計24.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計24.2 子系統(tǒng)一24.3子系統(tǒng)二25系統(tǒng)使用說明25.1 系統(tǒng)安裝及配置說明25.1.1系統(tǒng)運行環(huán)境25.1.2系統(tǒng)安裝及配置25

2、.2 系統(tǒng)操作說明26結(jié)論2參考文獻3附錄3致謝31 引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計時器在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時報警器、游戲中的倒時器，交通信號燈、紅綠燈、等等，由此可見計時器在現(xiàn)代社會是何其重要的。 籃球比賽中除了有總時間倒計時外，為了加快比賽的節(jié)奏，新的規(guī)則還要求進攻方在24秒內(nèi)有一次投籃動作，否則視為違例。本人設(shè)計了一個籃球比賽計時器，可對比賽總時間和各方每次控球時間既是。該計時器采用按鍵操作，LED顯示，非常實用，此計時器也可作為其他球類比賽的計時器。 1.1 目的和意義 顯示24秒倒計時功能；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能；計時器

3、為24秒遞減計時其計時間隔為1秒；計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時發(fā)出光電報警信號等。1.2 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容（1）有顯示24秒的計時功能（2）置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零，開始和暫停連續(xù)功能（3）計時器喂24秒遞減計時器，其間隔為1秒（4）計時器遞減計時到0時，數(shù)碼顯示器不能滅燈 應(yīng)發(fā)出光電報警信號2 系統(tǒng)分析2.1 系統(tǒng)組成個位顯示十位顯示譯碼驅(qū)動譯碼驅(qū)動控制電路秒脈沖發(fā)生器計數(shù)器計數(shù)器報警電路2.2 系統(tǒng)工作原理3 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計1、倒計時電路 實現(xiàn)倒計時功能2、控制電路 置外部操作開關(guān)，控制計時器的直接清零，開始和暫停連續(xù)功能3、脈沖電路 計

4、時器喂24秒遞減計時器，其間隔為1秒4、報警電路 計時器遞減計時到0時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，應(yīng)發(fā)出光電報警信號3.2子系統(tǒng)（模塊）一倒計時電路24秒減法計數(shù)器采用74LS192設(shè)計，74LS192是十進制同步加法|減法計數(shù)器，采用8421BCD碼編碼，具有直接清零 異步置數(shù)功能 該電路主要由兩片71LS192構(gòu)成。74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數(shù)器。 CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端。LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。CO為進位輸出：1001狀態(tài)后負脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負脈沖輸出。 CPU CPD LD CR

5、 操作 0 0 置數(shù) 1 1 0 加計數(shù) 1 1 0 減計數(shù) 1 清零3.3子系統(tǒng)（模塊）二（1）脈沖電路秒脈沖信號發(fā)生器需要產(chǎn)生一定精度和幅度的矩形波信號。實現(xiàn)這樣矩形波的方法很多，可以由非門和石英振蕩器構(gòu)成，可由單穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成，可以由施密特觸發(fā)器構(gòu)成，也可以由555點哭構(gòu)成等。不同的電路隊矩形波頻率的精度要求不同，由此可以選用不同電路結(jié)構(gòu)的脈沖信號發(fā)生器。本實驗中由于脈沖信號作為計數(shù)器的計時脈沖，其精度直接影響計數(shù)器的精度，因此要求脈沖信號有比較高的精度。一般情況下，要做出一個精度比較高的 頻率很低的振蕩器有一定的難度 工程上解決這一問題的辦法就是先做一個頻率比較高的矩形波震蕩器，然后將其

6、輸出信號通過計數(shù)器進行多級分項，就可以得到頻率比較低 精度比較高的脈沖信號發(fā)生器，其精度取決于振蕩器的精度和分級項數(shù)。（2）報警電路當(dāng)電路由“24” 到“00”時，輸出低電平，而的和LED1的正極已經(jīng)接了高電平，故這時由于兩端存在電壓差，所以LED1能正常工作。從而發(fā)出報警信號。（3）控制電路 按鍵J1實現(xiàn)連續(xù)/暫停,按鍵J2實現(xiàn)置數(shù)/計數(shù)功能，按鍵J3為清零鍵。當(dāng)顯示減為00時高位BO端發(fā)出借位脈沖，使低位芯片無脈沖輸入，電路停止計數(shù)，同時LED發(fā)出報警4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計4.2 子系統(tǒng)一 該電路主要由兩片71LS192構(gòu)成。74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數(shù)器。

7、 CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端。LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。CO為進位輸出：1001狀態(tài)后負脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負脈沖輸出。圖4.2倒計時電路4.3子系統(tǒng)二圖4.31脈沖電路 圖4.32報警電路 圖4.33控制電路（1） 脈沖電路 如圖3.4，由NE555構(gòu)成的多諧振振蕩器，接通電源后，電容C1被充電，VC上升，當(dāng)VC上升到2/3VCC時，觸發(fā)器被復(fù)位，此時V0為低電平，電容C通過R2和T放電，使VC下降，當(dāng)下降至1/3 VCC時，觸發(fā)器又被置位，V0翻轉(zhuǎn)為高電平。當(dāng)C放電結(jié)束時， VCC將通過R2和R3向電

8、容器充電，VC由1/3VCC上升到2/3VCC。當(dāng)VC上升到2/3VCC時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為：f=1.43/(R3+2R2)C。（2） 報警電路當(dāng)電路由“24” 到“00”時，輸出低電平，而LED1的正極已經(jīng)接了高電平，故這時由于兩端存在電壓差，所以LED1能正常工作。從而發(fā)出報警信號。（3）控制電路 當(dāng)操作直接清零按鍵J3時，要求計數(shù)器清零。當(dāng)啟動按鍵J2閉合時，控制電路應(yīng)封鎖時鐘信號CP（秒脈沖信號），同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，顯示器顯示24秒字樣。當(dāng)啟動按鍵釋放時，計數(shù)器開始減法計數(shù)。當(dāng)暫停連續(xù)開關(guān)J1處于暫停狀態(tài)時，控制電路封鎖計數(shù)

9、脈沖，計數(shù)器停止計數(shù)，顯示器顯示原來的數(shù)，而且保持不變，當(dāng)暫停連續(xù)開關(guān)處于連續(xù)狀態(tài)時，計數(shù)器正常計數(shù)，另外，外部操作開關(guān)都應(yīng)該采取消抖措施，以防止機械抖動造成電路工作不穩(wěn)定。5 系統(tǒng)使用說明5.1 系統(tǒng)安裝及配置說明5.1.1系統(tǒng)運行環(huán)境采用EDA工具Multisim仿真的方法, 是以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，創(chuàng)設(shè)虛擬實驗環(huán)境,包含原理圖和硬件描述語言輸入工具，具有豐富的仿真分析能力，用于板級的電子電路設(shè)計。5.2 系統(tǒng)操作說明電路如圖2.2.2，該方案計數(shù)部分有兩片74LS192十進制可編程加/減計數(shù)器等組成。它的計數(shù)原理是：只有當(dāng)?shù)臀籅O1端發(fā)出借位脈沖時，高位計數(shù)器才作減計數(shù)。當(dāng)高

10、低位計數(shù)器全處于零，且低位沒有脈沖輸入時，置數(shù)端LD=0, 計數(shù)器完成并行置數(shù)，在低位有時鐘輸入的情況下，計數(shù)器再進行下一次減計數(shù)。 按鍵J1實現(xiàn)連續(xù)/暫停,按鍵J2實現(xiàn)置數(shù)/計數(shù)功能，按鍵J3為清零鍵。當(dāng)顯示減為00時高位BO端發(fā)出借位脈沖，使低位芯片無脈沖輸入，電路停止計數(shù)，同時LED發(fā)出報警6 結(jié)論在本次的課程設(shè)計中通過自己選題，找材料、分析、設(shè)計等，掌握了一些軟件的操作方法，這為以后的學(xué)習(xí)做了鋪墊。整個設(shè)計實現(xiàn)了從單一的理論學(xué)習(xí)到解決實際問題的轉(zhuǎn)變。通過本次的課程設(shè)計，我最大的收獲就是提高了自身的動手能力，培養(yǎng)了我的尋求解決問題的能力和團隊精神，也增強了我其它方面的能力。在設(shè)計中，我充分應(yīng)用所學(xué)的知識，例如，集成電路74LS系列，三極管，二極管，整定時器555等元件的應(yīng)用。這次實踐使我受益匪淺，在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增強了我的實際操作能力。在讓我體會到設(shè)計電路艱辛的同時，更讓我體會到了成功的喜悅和快樂。課程設(shè)計的自主設(shè)計，學(xué)習(xí)研究過程中，通過寫課程設(shè)計的總結(jié)報告，初步訓(xùn)練我的書面表達能力、組織邏輯能力，這些技能應(yīng)用性強，對我的將來就業(yè)和進一步發(fā)展幫助較大。同時也加強