籃球4s倒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作報(bào)告正式

1、?數(shù)字電子技術(shù)? 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 籃球24s倒計(jì)時(shí)板電路的設(shè)計(jì)與制作 設(shè)計(jì)要求： 1 1、具有顯示 24S24S 計(jì)時(shí)功能； 2 2、設(shè)置外部操作開關(guān),限制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫 停/連續(xù)功能； 3 3、計(jì)時(shí)器為 24S24S 遞減計(jì)時(shí)器,其計(jì)時(shí)時(shí)間間隔為 1S;1S; 4 4、計(jì)時(shí)器減計(jì)時(shí)到零時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào). 設(shè)計(jì)人： 李天明 學(xué)號(hào)： 專業(yè)： 08計(jì)算機(jī) 班級(jí)： 1 成績(jī)： 評(píng)閱人： 安徽科技學(xué)院理學(xué)院 籃球24s倒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)與制作 在籃球運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)發(fā)動(dòng)持球超過 24s24s 時(shí)那么屬犯規(guī),因此 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路有 很強(qiáng)的實(shí)用性. 籃球 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路從原理上講是一

2、種典型的數(shù)字電路,其中包括了組合邏輯 電路和時(shí)序電路.因此,我們此次通過設(shè)計(jì)與制作籃球 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路.而且 通過籃球 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集 成電路的作用及實(shí)用方法.且由于籃球 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路包括組合邏輯電路和時(shí)序 電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使 用方法. 一、設(shè)計(jì)要求 一設(shè)計(jì)指標(biāo) 1 1、具有顯示 24S24S 計(jì)時(shí)功能； 2 2、設(shè)置外部操作開關(guān),限制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停 /連續(xù)功能； 3 3、計(jì)時(shí)器為 24S24S 遞減計(jì)時(shí)器,其計(jì)時(shí)時(shí)間間隔為 1S;1S; 4 4、計(jì)時(shí)器

3、減計(jì)時(shí)到零時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào). 二設(shè)計(jì)要求 1 1、畫出電路原理圖或仿真電路圖； 2 2、元器件及參數(shù)選擇； 3 3、電路仿真與調(diào)試； 三制作要求 自行裝配和調(diào)試,并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題. 四編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程,附上有關(guān)資料和圖紙,有 心得體會(huì). 二、原理框圖 1 1 .設(shè)計(jì)原理 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路的總體設(shè)計(jì)框圖如下： W 旦示 - -外部操 限制電路|i=件用黃 24s24s 倒計(jì)時(shí)電路總體總體設(shè)計(jì)框圖 它包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示、限制電路、報(bào)警電路.其中計(jì) 數(shù)器與與限制電路是主要功能模塊.計(jì)數(shù)器完成 24s24s 計(jì)時(shí)功能,而限制電路完 成系統(tǒng)的清零、啟動(dòng)、

4、暫停、連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時(shí)時(shí) 間到報(bào)警等功能. 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), 但本設(shè)計(jì)對(duì)此信號(hào) 要求并不太高,故電路可采用 555555 集成電路或由 TTLTTL 與非站組成的多諧振蕩器 構(gòu)成. 譯碼顯示電路由 74LS4874LS48 和共陰極七段顯示器組成.報(bào)警電路在實(shí)驗(yàn)中可用 發(fā)光二極管代替. 2 2 . .設(shè)計(jì)方案 分析設(shè)計(jì)任務(wù),計(jì)數(shù)器和限制電路是系統(tǒng)的主要局部.計(jì)數(shù)器完成 24s24s 計(jì)時(shí) 功能,而限制電路具有直接限制計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)、暫停 /連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路 的顯示和滅燈功能.為 滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)限制電路時(shí),應(yīng)正確處理 各個(gè)

5、信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系.在操作直接清零開關(guān)時(shí),要求計(jì)數(shù)器清零,數(shù)碼顯 示器滅燈. 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí),限制電路應(yīng)封鎖時(shí)鐘信號(hào) cp,cp,同時(shí)計(jì)數(shù)器完成置數(shù)功能, 譯碼顯示電路顯示“ 2424字樣當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí),計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù) iviv 暫停/連 續(xù)開關(guān)打在暫停位置上時(shí),計(jì)數(shù)器停下計(jì)數(shù),處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停 /連續(xù)開關(guān) 打在令人連續(xù)進(jìn),計(jì)數(shù)器繼續(xù)遞減計(jì)數(shù). 三、各功能塊電路圖 1.841.8421BCD21BCD 碼遞減計(jì)數(shù)器模塊 計(jì)數(shù)器選用匯總規(guī)模集成電路 74LS19274LS192 進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便,74LS19274LS192 是十進(jìn) 制可編程同步加鎖計(jì)數(shù)器,它采用 84218421 碼二

6、一十進(jìn)制編碼,并具有直接清零、 置數(shù)、加鎖計(jì)數(shù)功能. 下列圖是 74LS19274LS192 外引腳及時(shí)序波形圖.圖中 CRCR、CBCB 分別是加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)的 時(shí)鐘脈沖輸入端上升沿有效. 74LS19274LS192 外引腳及時(shí)序波形圖 計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的根底上完成加計(jì)數(shù)功能,當(dāng)加計(jì)數(shù)到 9 9 時(shí),coco 端發(fā)出進(jìn)位下 跳變脈沖,假設(shè)時(shí)鐘脈沖加到 CRCR 端,且 CP=1,CP=1,那么計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的根底上完成減 計(jì)數(shù)功能,當(dāng)減計(jì)數(shù)到 0 0 時(shí),BOBO 端發(fā)出借位下跳變脈沖.由 74LS19274LS192 構(gòu)成二十 四進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器如下列圖所示. 它的計(jì)數(shù)原理是：只有當(dāng)?shù)臀?B

7、OBO 端發(fā)出借位脈沖時(shí),高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù). 當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全為零,且 C代為代為0 0 時(shí),置端 LDLD2=0,=0,計(jì)數(shù)器完成并行置 靈,在 CRCR 端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下,計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù). 3 3 . .時(shí)鐘模塊 為了給計(jì)數(shù)器 74LS19274LS192 提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號(hào),使其進(jìn)行減計(jì)數(shù),本設(shè)計(jì) 采用 555555 構(gòu)成的多諧振蕩電路即時(shí)序脈沖產(chǎn)生電路 ,其根本電路如下圖. 其中 555555 管腳圖如下列圖所示,由 555555 工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知, 其產(chǎn)生的脈沖周期為：T=0.7 T=0.7 R1+2R2 CR1+2R2 C 因此,我們

8、可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過計(jì)算確定了 R1R1 取 15k15k 歐姆,R2R2 取 68K68K 歐姆,電容取 C C 為 10uF, C110uF, C1 為 0.1uF,0.1uF,這樣我們得到了比擬穩(wěn)定的脈沖,且其 輸出周期為 1 1 秒. 4 4 .輔助時(shí)序限制模塊 為了保證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,在設(shè)計(jì)限制電路進(jìn),應(yīng)正確處理各個(gè)信號(hào)這間的 時(shí)序關(guān)系.從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可知,限制電路要完成以下四項(xiàng)功能: 1 1 .操作“直接清零開關(guān)時(shí),要求計(jì)數(shù)器滅燈 2 2 .閉合“啟動(dòng)開關(guān)時(shí),計(jì)數(shù)器完成置數(shù)功能 , ,顯示器顯示 2424 秒字樣；斷 開“啟動(dòng)開關(guān)時(shí),計(jì)數(shù)器開始遞減計(jì)數(shù). 3 3 .當(dāng)“暫停/

9、/連接開關(guān)處于“暫停位置時(shí),限制電路封鎖時(shí)鐘脈沖信號(hào) CP,CP,計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù),顯示器保持原來的數(shù)不變, “暫停/連續(xù)開關(guān)處于“連 續(xù)位置時(shí),計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù). 4 4 .當(dāng)計(jì)數(shù)器遞減計(jì)數(shù)到零時(shí),限制電路應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),使計(jì)數(shù)器保持零狀 態(tài)不變,同時(shí)報(bào)警電路工作.如下圖. 當(dāng)計(jì)數(shù)到零時(shí),兩計(jì)數(shù)器借位端輸出多不低 0 0, ,故本設(shè)計(jì)交高位借位 BOBO 反應(yīng)到二極管極性端,此時(shí)+5V+5V 電源經(jīng)1K1K電阻使發(fā)光二極管發(fā)郵光電報(bào)警信號(hào), 完成報(bào)警功能,而在遞減計(jì)數(shù), BOBO 端輸出為高1 1, ,二極管不報(bào)警,下列圖為輔 助時(shí)序限制電路圖. 4.4.譯碼顯示模塊 此模塊主要是由 74LS4874LS48 譯碼器和共陰極七段 LEDLED 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 LEDLED 顯示器實(shí)現(xiàn)遞減計(jì)數(shù)顯示功能