籃球24秒倒計(jì)時(shí).doc

成績(jī) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目 籃球競(jìng)賽24秒計(jì)時(shí)器 課 程 名 稱 數(shù)字電子技術(shù) 院 部 名 稱 機(jī)電工程 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 09電氣 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn) C201 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) 1周 指 導(dǎo) 教 師 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求課題一、籃球競(jìng)賽24秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)要求二、 總體參考方案三、 單元電路設(shè)計(jì). 秒脈沖發(fā)生器. 計(jì)數(shù)器. 譯碼顯示模塊. 報(bào)警電路. 控制電路四、 附圖說(shuō)明各部分功能的實(shí)現(xiàn). 開(kāi)始狀態(tài). 啟動(dòng)、置數(shù)。. 保持. 滅顯示器. 報(bào)警 五、 整體電路圖 六、 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試 1.元件清單 2.調(diào)試過(guò)程 3.調(diào)試結(jié)果(附照片) 4.設(shè)計(jì)及調(diào)試心得體會(huì)注意：以上二、總體參考方案中要有設(shè)計(jì)框圖及文字表述，三、單元電路設(shè)計(jì)中的每一項(xiàng)要有仿真截圖及主要元件工作原理介紹、電路原理表述。五、整體電路圖指仿真電路圖(要求打印時(shí)能看清楚)一、設(shè)計(jì)要求1. 具有24秒計(jì)時(shí)功能。2. 設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能。3. 在直接清零時(shí)，要求數(shù)碼顯示器滅燈。4. 計(jì)時(shí)器為24秒遞減時(shí), 計(jì)時(shí)間隔為1秒。5. 計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，蜂鳴器要報(bào)警、發(fā)光二極管亮燈。二、總體參考方案籃球競(jìng)賽24秒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器功能齊全,可以直接清零、啟動(dòng)、暫停和連續(xù)以及具有光電報(bào)警功能,同時(shí)應(yīng)用了七段數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間。此計(jì)時(shí)器有了啟動(dòng)、暫停和連續(xù)功能,可以方便的實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)功能,當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí),會(huì)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)。本設(shè)計(jì)完成的中途計(jì)時(shí)功能,實(shí)現(xiàn)了在許多特定場(chǎng)合進(jìn)行時(shí)間追蹤的功能,在社會(huì)生活中也具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 此24秒計(jì)時(shí)器的總體參考圖如上圖所示，它包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器譯碼顯示、控制電路和報(bào)警電路五部分組成。其中計(jì)數(shù)器和控制電路是電路的主要部分。計(jì)數(shù)器完成24秒計(jì)時(shí)功能。而控制電路完成電路的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫時(shí)/連續(xù)計(jì)數(shù)；譯碼顯示電路的顯示與亮燈和到時(shí)間啟動(dòng)報(bào)警功能。 秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，但是此設(shè)計(jì)對(duì)信號(hào)要求并不太高，故可采用555集成電路組成的多諧振蕩器。 譯碼器使用4511BP 計(jì)數(shù)器使用74LS192D 報(bào)警電路在實(shí)驗(yàn)中可用發(fā)光二極管和蜂鳴器。三、 單元電路設(shè)計(jì)1、秒脈沖發(fā)生器本電路是利用555構(gòu)成多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生秒脈沖根據(jù)我們電路所接電阻值T=1S 將R2用一個(gè)可變電阻代替即可將周期T調(diào)節(jié)至1s該電路容易受溫度及電阻電容精度影響，誤差較大，適用于粗略的場(chǎng)合。2、4511譯碼器4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下： 具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器。4511引腳圖：其功能介紹如下： BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。3、74LS192D計(jì)數(shù)器因設(shè)計(jì)要求，需要24進(jìn)制遞減功能，所以本設(shè)計(jì)采用十進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)，因此采用74LS192D來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有消除和置數(shù)功能。引腳圖如下所示：Load為置數(shù)端BO為借位數(shù)端CO為進(jìn)位輸出端CLR為清零端D0D3置數(shù)并行數(shù)據(jù)輸入Q0Q3計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)輸出利用減計(jì)數(shù)器CR=0，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器按碼來(lái)進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。與下一級(jí)的連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器之間的級(jí)聯(lián)。因?yàn)闉槊胗?jì)數(shù)器，所以要先對(duì)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，是數(shù)碼管顯示為，然后再遞減。4、控制電路控制電路組要是為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的啟動(dòng)、直接清零和暫停/連續(xù)功能，其中在直接清零時(shí)，由控制開(kāi)關(guān)控制譯碼器消隱端，從而使顯示譯碼器滅燈；通過(guò)暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)定時(shí)功能。5、報(bào)警電路當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，發(fā)光二極管亮，蜂鳴器響四、附圖說(shuō)明各部分功能的實(shí)現(xiàn)1、開(kāi)始狀態(tài)2、啟動(dòng)、置數(shù)3、保持4、滅顯示器5、報(bào)警此時(shí)發(fā)光二極管亮 蜂鳴器響五、 整體電路圖六、 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試1.元件清單器件型號(hào)個(gè)數(shù)數(shù)碼管（共陰）SEVEN_SEG_COM_K2譯碼器4511BP_5V2計(jì)數(shù)器74LS192D2電阻100歐3電阻50歐1電阻300歐1電阻4.7歐2電容10uf 1電容10nf1非門(mén)74LS04D2555定時(shí)器555_ TIME_RATED1二極管2N22191三輸入與非門(mén)74LS10N1單刀開(kāi)關(guān)3發(fā)光二極管1蜂鳴器BUZZER12.調(diào)試過(guò)程根據(jù)仿真的電路在電路板上連起來(lái)后，給電路接入電源，然后運(yùn)行電路，看電路的運(yùn)行結(jié)果（數(shù)碼管顯示），根據(jù)數(shù)碼管的顯示結(jié)果，來(lái)推斷電路出現(xiàn)的問(wèn)題，再通過(guò)示波器，萬(wàn)用表等器件來(lái)排除問(wèn)題。3.調(diào)試結(jié)果(附照片)4.設(shè)計(jì)及調(diào)試心得體會(huì)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我們將課本的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。按照課本上的知識(shí)和老師講授的方法，首先是確定思路和要求，然后分析會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，然后一步步的去解決。籃球24秒計(jì)時(shí)器可通過(guò)減計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的組要組成部分。本設(shè)計(jì)組要通過(guò)模塊化思想，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需達(dá)到的功能需求：555構(gòu)成多諧振蕩器提供脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)間隔為1S;計(jì)數(shù)、譯碼顯示模塊主要是為了達(dá)到顯示計(jì)時(shí)功能；報(bào)警模塊是為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)減計(jì)數(shù)器到0時(shí)發(fā)出發(fā)光報(bào)警信號(hào);控制電路組要是為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的啟動(dòng)、直接清零和暫停/連續(xù)功能，其中在直接清零時(shí)，由控制開(kāi)關(guān)控制譯碼器消隱端，從而使顯示譯碼器滅燈；通過(guò)暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)定時(shí)功能。在實(shí)際操作部分，首先按照設(shè)計(jì)好的電路圖接好電路板，在這其中要注意好多的細(xì)節(jié)，首先是各個(gè)器件的引腳，接的時(shí)候一定要把引腳弄清楚，不可亂接，每個(gè)引腳都有自己的功能，不可接錯(cuò)；其次是三極管，電解電容的極性，正負(fù)極不可弄錯(cuò)。然后為測(cè)試和排除故障，我們需要做的第一件事情是復(fù)查電路的接線是否正確，確定之后檢查波形，無(wú)論在測(cè)試和排除故障過(guò)程中，波形的測(cè)試與調(diào)整都是很重要的，為了判斷電路的各種過(guò)程是否正常，是否符合技術(shù)要求，需要觀察各被測(cè)電路的輸入、輸出波形，并加以分析，如若