籃球競賽30秒計時器 數(shù)字電路課程設(shè)計報告

1、數(shù)字電路課程設(shè)計報告籃球競賽30秒計時器專 業(yè)：指導(dǎo)教師： 班 級：年 級：同組者：2010年12月31日目錄一、設(shè)計目的3二、設(shè)計內(nèi)容及要求3三、電路工作原理43.1分析要求，畫原理框圖43.2脈沖發(fā)生電路43.3計數(shù)器電路53.4報警電路63.5元件清單6四、仿真電原理圖6五、電路檢測7六、測試結(jié)果8七、設(shè)計總結(jié)8八、參考文獻9摘要本設(shè)計主要是完成籃球競賽30秒計時器，顯示30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；在直接清零時，數(shù)碼管顯示器全部顯示為“0”；計時器為30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

2、報警信號等。在許多領(lǐng)域中計時器均得到普遍應(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、行人燈、交通纖毫控制機、還可以用來做時間提醒設(shè)備等等，由此可見計時器在現(xiàn)代社會是何其重要的。整個電路的設(shè)計借助于Multisim 仿真軟件和數(shù)字邏輯電路相關(guān)理論知識，并在Multisim 下設(shè)計和進行仿真，得到了預(yù)期的結(jié)果。關(guān)鍵字：計時器；數(shù)碼顯示器；Multisim一、設(shè)計目的掌握數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法、裝調(diào)技術(shù)及籃球競賽30秒計時器的設(shè)計，使得學(xué)生將所掌握的電子技術(shù)理論知識與實際相結(jié)合，提高學(xué)生的動手設(shè)計能力和科研創(chuàng)新能力，更好的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二、設(shè)計內(nèi)容及要求1.具有顯示3

3、0秒計時功能。2.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)的功能。3.計時器為30S遞減計時，計時間隔為1S。4.計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。三、電路工作原理3.1分析要求，畫原理框圖30秒計時器的總體方框圖如圖所示。它包括秒脈沖發(fā)生器，計數(shù)器，譯碼顯示電路，報警電路和控制電路等五個部分組成。其中計數(shù)電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成30秒計時功能，而控制電路完成計數(shù)器的清零，啟動，暫停等功能。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號是電路的時鐘脈沖和定時標(biāo)準(zhǔn)，電路采用555集成電路組成的多諧振蕩器構(gòu)成。譯碼顯示電路用DCD_HEX。報警電路使用發(fā)光二極管。3.

4、2脈沖發(fā)生電路555定時器主要是通過外接電阻R和電容器C構(gòu)成充、放電電路,并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓,以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路、以及多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等脈沖波形產(chǎn)生和整形電路。圖是NE555的內(nèi)部功能原理框圖和內(nèi)部管腳圖。3.3計數(shù)器電路計數(shù)器是一個用以實現(xiàn)計數(shù)功能的時序邏輯部件，它不僅可以用來對脈沖進行計數(shù)，還常用做數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其他特定的邏輯功能。本次課程設(shè)計中選用74LS192來實現(xiàn)要求的減法計數(shù)功能。圖是74LS192的管腳圖。3.4報警電路BO1和BO2分別為兩片74LS19

5、2的BO輸出端3.5元件清單元件名稱型號規(guī)格數(shù)量備注顯示器DCD_HEX小號28421BCD碼計數(shù)器74LS192直插式216腳脈沖電路555直插式18腳非門集成芯片74LS04直插式214腳三輸入與非門集成芯片74LS10直插式114腳電容0.1uF、10uF2色環(huán)電阻Rest10K、0.1K、1.8K若干發(fā)光二極管LED小號1 74LS1611開關(guān)一路3電線若干四、仿真電原理圖五、電路檢測實際連線時要注意檢測線路和芯片，當(dāng)將顯示電路中的兩個數(shù)碼管接好后，接入直流電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，說明顯示電路連接不正確；將本課設(shè)中所選計數(shù)器74LS192與顯示電路相連，接入直流電源，用信號發(fā)生器給計數(shù)器

6、一個1s的脈沖信號，觀察計數(shù)器的計數(shù)功能，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示是在從30遞減至0的過程中未出現(xiàn)有4和7的數(shù)，上述情況表明計數(shù)電路接觸良好，但置數(shù)出現(xiàn)問題。解決方法：1.檢查兩片74LS192的數(shù)據(jù)輸出端所連的置數(shù)電路，看是否有連線錯誤； 2.選擇被用作低位顯示的那片74LS192作為檢測對象，在數(shù)碼顯示的整個過程中用萬用表測量Qc對應(yīng)的6管腳的電壓?？词欠裼袝r會有高電平。六、測試結(jié)果接上+5V電源，在操作直接清零開關(guān)時，要求計數(shù)器清零，數(shù)碼顯示器燈滅。當(dāng)啟動開關(guān)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，譯碼顯示電路顯示30s字樣；當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，計數(shù)器開始計數(shù)；當(dāng)暫停

7、/連續(xù)開關(guān)撥在暫停位置上時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)撥在連續(xù)時，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。依實驗要求，計數(shù)器計數(shù)，從30，29，28。時間間隔為1s。當(dāng)計數(shù)到00時，發(fā)光二極管燈亮，發(fā)出光電報警信號。七、設(shè)計總結(jié)課程設(shè)計需要的是活學(xué)活用所涉及的知識。在與小組同學(xué)的交流中，我們認(rèn)識到合作的重要性。在本次的課程設(shè)計中通過找材料，分析、設(shè)計等，也掌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，我們最大的收獲就是提高了自身的動手能力，培養(yǎng)了我們的尋求解決問題的能力和團隊精神也增強了我們其它方面的能力。在設(shè)計中，我們充

8、分應(yīng)用我們所學(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。這次實踐使我們受益匪淺，在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，培養(yǎng)了我們的設(shè)計思維，增強了我們的實際操作能力。在讓我們體會到設(shè)計電路艱辛的同時，更讓我們體會到成功的喜悅和快樂。這次設(shè)計所用的的工具是Multisim ,由于之前接觸過類似的軟件，所以畫圖和仿真就比較方便，使設(shè)計的質(zhì)量得到了保證。本次課程設(shè)計提高了我們的綜合動手能力和工程設(shè)計能力，它使我們的理論知識得到了綜合應(yīng)用，培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)理論的能力和解決較復(fù)雜的實際問題的能力。課程設(shè)計的自主設(shè)計、學(xué)習(xí)和研究過程中，通過寫課程設(shè)計的總結(jié)報告，初步訓(xùn)練我們的書面表達能力。組織邏輯能力，這些技能應(yīng)用性強，對我們的將來就業(yè)和進一步發(fā)展幫助較大。同時也加強了對課本知識的理解，使我們做到理論和與實際的聯(lián)系，收獲很大。并且我們也深深地體會到自己所學(xué)知識的不