数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计
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目录第一章:设计任务及要求、目标 (2)第二章:设计原理、电路设计及仿真 (2)2.1 设计原理及方案 (2)2.2 单元模块设计及仿真 (3)2.2.1 秒信号源设计与仿真 (3)2.2.2 74LS192设计与仿真 (4)第三章:电路的仿真、安装与调试 (6)第四章:问题及分析、解决及总结 (7)附录一: (9)附录二: (10)篮球竞赛24秒倒计时器第一章:设计任务及要求、目标1.1,设计任务及要求1)具有准确的24 s倒计时显示功能,计时器为24 s递减计数;2)设置外部操作开关,启动和暂停/连续功能,3)计时器为24 s递减计时器,计时时间间隔为1s;4)计时器递减计时至0时,能发出光电警报信号。
1.2,设计任务及目标(1)根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的各集成模块的管脚及其功能;(3)进行电路的安装、测试,知道电路能达到设计目标;(4)写出完整、详细的课程设计报告。
第二章:设计原理、电路设计及仿真:2.1,篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。
图(1)图(2)根据原理图,进行仿真实验,图(2)是我们仿真时的连线图(1);计数译码显示部分:计数器构成8421BCD码24进制递减计数器,用74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。
(2);秒信号源产生电路:用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。
(3);时序控制部分:工作时,启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲(CP),与此同时,产生预置信号,使数码管显示24字样。
启动开关断开,开始递减计数。
当开关2断开时,此时暂停计数;并处于保持状态;当开关2闭合时,计数器继续递减计数。
当计数到零时,LED警报灯亮,停止计数。
2.2 单元模块的设计及仿真在本次课程设计中,我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。
下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。
2.2.1 秒信号源的设计与仿真为产生秒信号,所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路,通过计算可以确定参数的取值:110R K =Ω,22R K =Ω,2110,1;C F C nF μ==因此,产生的脉冲周期为:()1220.720.0980.1T R R C s s =+=≈,再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频,使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s 。
赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名:班级:电子信息工程09级学号:时间:2011年 6 月15日图1-1 24秒计时器系统设计框图1.2 单元电路设计1.2.1秒脉冲发生器用555与74LS161集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。
555定时器应用为多谐振荡电路时,当电源接通Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电,其上电压按指数规律上升,当u上升至2/3Vcc,会使比较器C1输出翻转,输出电压为零,同时放电管T导通,电容C通过R2放电;当电容电压下降到1/3Vcc,比较器C2工作输出电压变为高电平,C放电终止,Vcc通过R1、R2又开始充电;周而复始,形成振荡。
则其振荡周期与充放电时间有关,也就是与外接元件有关,不受电源电压变化影响。
公式计算:T1=(R1+R2)Cln2;T2=R2Cln2;振荡周期T = T1+T2=0.7 ( R1 + 2R2) C =0.1 (s)若取C=10μF,结合实际选取电阻为R1=5.1K,R2=4.7K再通过74LS161计数产生秒脉冲图1-2 555多谐振荡电路图1.2.2 计数电路计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计,74LS192是十进制计数器,具有“异步清零”和“异步置数”功能,且有进位和借位输出端。
两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器,计数器十位接成三进制,计数器个位接成十进制,置数端A、B、C、D通过开关接高低电平,若接高电平可进行其他置数;此计数器预置数为(0001 1000)=(24)10,只有当低位端发出错位脉冲,高位计数器才做减计数。
1片74LS192构成1秒减计数电路(即个位)。
74LS192的引脚图和功能表如图所示。
它的计数原理是:使加计数脉冲信号引脚CPu=1,计数脉冲加入个位74LS192引脚CP D脚,当减计数到零时,个位74LS192的CO端发出错位脉冲,使十位计数器减计数,当高、低位计数器处于全零时,CPD(DWN)端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下次循环减计数。
一、设计题目:篮球竞赛24秒计时器二、设计目的:1、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法2、了解篮球竞赛24秒计时器的组成及工作原理3、熟悉篮球竞赛24秒计时器的设计与制作三、设计任务及要求:1、设计要求:1.1具备显示24秒计时功能1.2计时器为递减工作,间隔为1S1.3递减到0时发声光报警信号1.4设置外部开关,控制计时器的清0,启动及暂停2、设计任务:2.1根据原理图分析个单元电路的功能2.2熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能2.3进行电路的仿真、调试,直到达到电路能达到规定的设计要求2.4写出完整、详细的课程设计报告四、设计步骤:1分析要求,画原理框图24秒计时器的总体方框图如图2.1所示。
它包括秒脉冲发生器,计数器,译码显示电路,报警电路和控制电路等五个部分组成。
其中计数电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的清零,启动,暂停等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成译码显示电路用74LS4511和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。
图2.1原理框图为保证系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系:(1)、操作直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯。
(2)、当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP(秒脉冲信号),同时计数器完成置数功能,数码显示器显示24秒字样;当启动开关断开时,计数器开始计数。
(3)、当暂停/连续开关闭合时,控制电路封锁时钟信号CP,计数器处于锁存状态;当暂停/连续开关断开时,计数器继续累计计数。
2单元电路设计2.1秒脉冲发生器秒脉冲发生器电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成,电路图原理图如下:计算得T=1.078s但该电路容易受温度及电阻电容精度影响,误差较大,适用于粗略的场合。
2.2倒计时电路该电路主要由两片74LS192构成。
数字逻辑电路设计课程设计报告系(部):专业:班级:姓名:学号:成绩:指导老师:开课时间:学年学期一、设计题目篮球比赛24秒倒计时器二、主要内容1、分析设计题目的具体要求2、完成课题所要求的各个子功能的实现3、用multisim软件完成题目的整体设计三、具体要求(1)具有显示24s 倒计时功能:用两个共阴数码管显示,其计时间隔为1s。
(2)分别设置启动键和暂停/继续键,控制两个计时器的直接启动计数,暂停/继续计数功能。
(3)设置复位键:按复位键可随时返回初始状态,即进攻方计时器返回到24s。
(4)计时器递减计数到“00”时,计时器跳回“24”停止工作,并给出声音和发光提示,即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。
四、进度安排第一天:介绍所用仿真软件;布置任务,明确课程设计的完整功能和要求。
第二天:消化课题,掌握设计要求,明确设计系统的全部功能,图书馆查阅资料。
第三天:确定总体设计方案,画出系统的原理框图。
第四天:绘制单元电路并对单元电路进行仿真。
第五天:分析电路,对原设计电路不断修改,获得最佳设计方案。
第六天:完成整体设计并仿真验证。
第七天:对课程设计进行现场运行检查并提问,给出实践操作成绩。
第八天:完成实践报告的撰写五、成绩评定课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定,最终考核成绩由四部分组成:1、理论设计方案,演示所设计成果,总成绩40%;2、设计报告,占总成绩30%;3、回答教师所提出的问题,占总成绩20%;4、考勤情况,占总成绩10%;无故旷课一次,平时成绩减半;无故旷课两次平时成绩为0分,无故旷课三次总成绩为0分。
迟到20分钟按旷课处理。
目录前言 (5)1、总体设计思路、基本原理和框图 (6)1.1设计思路 (6)1.2 设计原理和功能 (7)1.2.1 基本功能 (7)1.3总体设计框图 (8)2、单元电路设计 (9)2.1 各芯片的用法和功能 (9)2.1.1 74LS00 (9)2.1.2 555定时器 (9)2.1.3 74LS90 (10)2.1.4 74LS192 (11)2.2单元模块 (12)2.2.1 秒脉冲发生模块 (12)2.2.2 倒计时模块 (13)2.2.3 控制电路模块 (14)2.2.4 报警提示模块 (15)3、电路仿真调试(总电路图) (16)3.1 总电路图 (16)3.2 仿真调试 (17)3.2.1 启动功能 (17)3.2.2 复位功能 (18)3.2.3 暂停功能 (18)3.2.4 自动停止、复位功能 (19)4、故障分析与电路改进 (21)4.1 故障分析和解决 (21)4.2 电路改进 (21)5、总结 (23)6、心得体会 (24)7、元件清单 (25)8、参考文献 (26)前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
数字电子技术课程设计报告题目: 篮球竞赛24S计时器*名:**专业:光电信息科学与工程班级:132班学号:*********任课老师:刘念篮球竞赛24S计时器前言计时器概述数字电子技术课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计了篮球竞赛30秒计时器。
此计时器功能齐全,可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能,同时应用了七段数码管来显示时间。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便地实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。
本设计完成的中途计时功能,实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能,在社会生活中也具有广泛的应用价值。
此计时器的设计采用模块化结构,主要由以下3个组成,即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。
在设计此计时器时,采用模块化的设计思想,使设计起来更加简单、方便、快捷。
此电路是一时钟产生,触发,倒计时计数,译码显示为主要功能,在此结构的基础上,构造主体电路和辅助电路两个部分。
一、设计任务及要求1设计任务本设计主要能完成:在篮球比赛中,规定球员的持球时间不能超过24秒,否则就犯规了。
本课程设计“篮球24秒计时器”可用于篮球比赛中,用于对球员持球24秒的限制。
一旦球员持球时间超过24秒,他就报警。
2设计要求1、电路具有时间显示功能,2、要求电路为24秒递减计时,;3、元器件及参数选择4、要求外部开关控制清零,暂停和复位,;5、电路仿真与调试;3、主要器材:1、七段共阴极数码2个2、74LS192D3、74LSO8D4、74LSOOD5、蜂鸣器6、发光二极管7、脉冲信号源8、单刀双掷开关。
(4)编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
二、电路框图及工作原理1、信号发生器脉冲的发生由时钟信号源提供172、 计数器计数器由两片74LSl92同步十进制可逆计数器构成。
篮球竞赛24秒倒计时器1 设计目的(1)根据原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能;(3)进行电路的仿真、调试,直到电路能达到规定的设计要求;(4)掌握稳压电源,计数器的设计方法。
2 设计步骤(1)分析要求,画出电路原理图;(2)阐述工作原理(包括各元器件的功能、作用等);(3)电路仿真、测试、验证、做出结论、进行总结。
3 设计过程3.1设计思路及原理图包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、报警电路和控制电路(辅助时序控制电路)等五个部分组成。
计时电路递减计时,每隔1秒钟,计时器减1。
其中计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。
当计时器递减计时到零(既定时时间到)时,显示器上显示00,同时二极管闪亮。
设计思路:秒脉冲信号经过递减计数器,然后从带译码的显示器上显示,中间包括控制电路。
3.2基本元件分析及其在设计电路中的作用3.2.1 芯片74 LS192计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便。
74LS192是十进制可编程同步加锁计数器,它采用8421码二-十进制编码,并具有直接清零、置数、加锁计数功能。
其中CP U 、CP D 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端 (上升沿有效)。
LD 是异步并行置数控制端 (低电平有效), CO 、BO 分别是进位、借位输出端 (低电平有效),CR 是异步清除端,D 0~D 3是并\行数据输入端,Q3~Q0是输出端。
我们将用到的是它的减计数功能。
下图是74LS192外引线排列图与功能表:74LS192 的工作原理是:当/LD =1,CR=0时,若时钟脉冲加入到CP U 端,且CP 置数= 1, 则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,/CO 端发出进位下跳变脉冲;若时钟脉冲加入到CP D 端,且CP U =1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,/BO 端发出借位下跳变脉冲。
课程设计课程名称数字电子技术课题名称篮球竞赛计时系统(B)专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师郭照南2010年12 月2日湖南工程学院课程设计任务书课程名称:数字电子技术题目:篮球竞赛计时系统(B)专业班级:班学生姓名:学号:****:***审批:任务书下达日期2010年11月22日星期一设计完成日期2010年12月3日星期五目录1、总体设计基本原理和框图思路、 (5)1、1 设计思路 (5)1、2 基本原理 (6)1、2、1 主体电路 (6)1、2、2节次电路 (6)1、2、3 警报电路 (7)1、2、4 总体设计框图 (7)2、单元电路设计 (8)2、1 秒脉冲发生器的设计 (8)2、2 秒、分倒计数器的设计 (8)2、3 12分钟倒计时电路设计 (9)2、3、1 12分钟倒计时秒部分 (9)2、3、2 12分钟倒计时分部分 (10)2、4 节次控制电路 (11)2、5 警报电路 (13)3、总电路设计(总电路图) (13)4、安装、调试步骤 (14)5、性能测试和故障分析 (15)5、1性能测试 (15)5、2 故障分析 (16)6、总结与设计调试体会 (16)7、附录(元器件清单) (19)8、参考文献 (20)1、总体设计基本原理和框图思路、1、1 设计思路篮球比赛计时器的主要功能包括:12分钟倒计时、进攻方24秒倒计时计时暂停,重新开启和结束警报提示。
该计时系统由以下五个电路模块组成:1秒脉冲发生器的设计:这部分利用555计时器,最终产生1赫兹的电信号,驱动整个电路的运作。
这一模块主要是利用555计时器功能来实现。
12分钟倒计时:这部分电路完成12分钟倒计时的功能,比赛准备开始时,屏幕上显示12:00字样。
当比赛开始时,倒计时从12:00开始逐秒递减到00:00。
这一模块主要利用双向计数器74LS192的减计数功能来实现。
攻方24秒倒计时:这部分电路与12分钟倒计时功能类似,当比赛准备开始时,屏幕上显示24秒字样,当比赛开始后,倒计时从24逐秒倒数到00。
课程设计报告课题名称:篮球比赛24秒倒计时电路的设计(Basketball 24 seconds countdown circuit design)专业:xxxxxxx班级:xxxxxxx学号:xxxxxxx学生姓名:xxxxxxx指导教师:xxxxxxxx年x月x日课程设计目的1、围绕课程设计的内容,培养学生查询相关资料以及文献检索的能力;2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力;在理解透课堂所讲知识的基础上,提高学生的自学能力;3、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程,养成良好的科学态度以及实事求是、严谨塌实的工作作风;培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力;课程设计内容(1)设计要求:① 设计一个篮球比赛24秒计时器,具备显示24秒计时功能;②计时器为递减工作,时间间隔为1S :③设置外部开关,控制计时器的启动、暂停及清零;④递减到零时发出声光报警 :⑵原理方框图图:包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路(辅助时序控制电路)等五个部分组成。
计时电路递减计时,每隔1秒钟,计时器减1其中计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
当计时器递减计时到零(即定时时间到)时,显示器上显示00,同时发出光电报警信号。
⑶实际电路图:秒脉冲 发生器 计数器 译码 显示 控制电路 报警 电路⑷单元电路: ①8421BCD 码加法计数器模块计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简便,74LS192是十进制可编程同步加锁计数器,它采用8421码二-十进制编码,并具有直接清零、置数、加锁计数功能。
图1是74LS192外引脚及时序波形图。
图中UCP 、D CP 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端(上升沿有效)。
LD 是异步并行置数控制端(低电平有效), CO 、BO 分别是进位、借位输出端(低电平有效),CR 是异步清零端,D3-D0是并行数据输入殿,Q3-Q0是输出端。
课程设计报告课程名称:电子技术课程设计设计题目:篮球比赛24秒倒计时器专业:电气工程及其自动化班级:一班学号: 20100240117 学生姓名:李卫哲时间: 2012 年 9 月17 日~ 10 月8日―――――――以下指导教师填写――――― - - 分项成绩:出勤成品答辩及考核总成绩:总分成绩指导教师:苏士美前言电子课程设计是我们学习电子课程系列中的一门设计课程,其目的是锻炼我们综合运用电子技术基础知识以及动手的能力,提高我们使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力,同时了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用,为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
本次我们的课程设计题目是“篮球比赛24秒计时器”,其作用是用于对球员的持球事件进行限制,当一方持球超时,警报器会报警提示持球方犯规。
通过对这个课程设计的完成,我们不仅加强了对数电及模电技术的理解,也学会了查阅资料、方案比较、方案选择以及原理图设计、计算、制作、调试等基本的技能,增强了分析、解决实际问题的能力,真正的做到了将所学的知识实践化。
目录前言,目录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.电子课程设计任务及要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22.总体设计思路,框图和选用的元件,仪器 . . . . . . . . . . . . . . .33.主要芯片的介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44.总设计(总设计图) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75.安装、调试步骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86.心得体会总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87.参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91.电子课程设计任务及要求.一、课程设计的目的电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”后开设的设计课程。
电子技术综合课程设计课程:电子技术综合课程设计题目:篮球比赛24秒计时电路所属院(系) 物理与电信工程学院专业班级姓名学号指导老师完成地点2015年 10 月 10日任务书篮球比赛24秒计时电路设计一.任务及要求设计并制作一个篮球比赛24秒计时电路电路。
要求如下:1.电路具有24秒倒计时功能。
2.有两个数码管显示计时时间,按预置(开始)按钮,数码管显示定时时间;再按开始按钮,倒计时开始,计数到0时计数停止。
3.倒计时结束时,计数器停止计数,LED灯亮表示进攻时间结束。
4.电路具有预置数功能,可以在24秒之内从任意时刻开始计数。
5.电路具有报警功能,在24秒进攻时间结束时报警。
用压控陶瓷蜂鸣器作为电声元件。
6.自制本电路所用得直流电源和一秒信号源。
二.参考资料《数字电子技术实验任务书》实验四及实验六《电子技术基础》课程设计资料目录前言 (2)1整体电路设计 (3)1.1设计思路 (3)1.2基本原理 (3)1.3电路设计框图 (3)2方案论证 (5)2.1方案一 (5)2.2方案二 (5)2.3方案确定 (5)3模块电路设计 (7)3.1信号源的设计 (7)3.2电源电路设计 (8)3.3计时电路设计 (8)3.4显示电路设计 (9)3.5停止控制电路 (10)3.6报警提示电路 (11)4仿真调试及实验装调 (11)4.1软件简介 (11)4.2软件仿真 (12)4.3 电路调试 (12)4.4 结果分析 (13)小结 (15)参考文献: (14)附录一:电路仿真图 (16)附录二:元器件清单 (17)附录三:器件管脚与功能说明 (17)附录四:实物图 (19)前言在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过二十四秒,否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛二十四秒计时器”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间二十四秒限制。
一旦球员的持球时间超过了二十四秒,它自动的报警从而判定此球员的犯规篮球的24秒计时器只是计时器的一种。
word某某海洋大学寸金学院《数字电子技术》课程设计论文题目:篮球24秒倒计时计数器系别:信息技术系专业:电气工程与其自动化班级: _________________姓名: ____学号: _________指导教师: - ______职称: - ____日期: - _____________某某海洋大学寸金学院教务处制目录目录I摘要II第1章引言444第2章设计思想以与设计流程52.1 设计思想52.2 设计流程5第3章电路功能的实现方案63.1 秒脉冲计数器63.2 芯片功能介绍6第4章电路设计的原理图以与总电路图10104.2 显示电路原理104.2 控制电路原理114.3 总电路原理13第五章 EDA仿真结果14第六章设计结果的说明175.1 说明本设计的特点175.2 说明本设计的缺点以与改良方案17完毕语18致谢19参考文献20摘要在各小学、中学、高中、大学中,篮球比赛是司空见惯的,但是在NBA比赛中为了加快比赛节奏,规定无论哪一方拿到球后在24秒内必须进展一次投篮,否如此犯规。
本设计利用了74LS192同步十进制可逆计数器芯片以与多路门电路设计了篮球24秒倒计时计数器,设计简单,经济实惠,可循环使用。
关键词: 74LS192 倒计时计数器AbstractIn the primary school, middle school, high school, University, it is quite mon for the basketball game, but in the NBA game in order to speed up the game, rules regardless of which side of the ball over 24 seconds after it must conduct a shot, or foul.This design uses the 74LS192 synchronous decimal reversible counter chip and multiplexing gate circuit design basketball 24 seconds countdown counter, design simple, affordable, can be recycled.Key Word :74LS192 Countdown counter第1章引言掌握小型数字系统的设计方法、组装、和调试技术,将孤立、零碎的电路与电子学知识融汇到实际产品中去。
长沙学院数电课程设计说明书题目篮球比赛24秒倒计时显示电路设计系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期数字电子技术课程设计任务书(12)系(部):专业:指导教师:课题名称篮球比赛24秒倒计时显示电路设计设计内容及要求基本任务:1.十进制显示“秒”。
2.具有手动启动和复位功能,能实现连续计时,暂停和报警功能。
扩展任务:1.能将24秒倒计时功能转换成秒表功能。
2.能精确到秒后一位。
设计工作量1、系统整体设计;2、系统设计及仿真;3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示;4、提交一份完整的课程设计说明书,包括设计原理、仿真分析、调试过程,参考文献、设计总结等。
进度安排起止日期(或时间量)设计内容(或预期目标)备注第一天课题介绍,答疑,收集材料第二天设计方案论证第三天进行具体设计第四天进行具体设计第五天编写设计说明书教研室意见年月日系(部)主管领导意见年月日长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级设计题目指导教师指导教师意见:评定等级:教师签名:日期:答辩小组意见:评定等级:答辩小组长签名:日期:教研室意见:教研室主任签名:日期:说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类;目录前言 (4)一、设计任务 (5)二、设计框图 (5)三、设计的主要元器件选择及其构成电路工作原理 (6)1,NE555芯片 (6)2,计时器74LS192芯片 (6)3,控制电路的选择 (7)4,LED、蜂鸣器组成的声光报警电路 (7)四、设计总图及电路仿真 (8)1,总设计图(仿真图) (8)2,设计工作原理 (8)3,仿真结果 (9)五、设计总结 (10)六、心得体会 (11)七、参考文献 (11)前言篮球比赛倒计时24秒电路设计,本设计是脉冲数字电路的简单应用,此计时器功能齐全,可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有报警功能,同时应用了七段数码管来显示时间。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便地实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出报警信号。
《数字电子技术》课程设计说明书课题名称:篮球竞赛24秒计时器设计专业:电气工程及其自动化班级:电气1202班指导老师:胡新晚姓名:曾瑞琪计数器概述篮球竞赛24秒计时器功能随着信息时代的到来,电子技术在社会生活中发挥这越来越重要的作用,运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活中不可缺少的一部分,特别是在各种竞技运动中,定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。
在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过24秒,否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒,它就自动报警从而判定此球员的犯规。
本设计只要完成:显示24秒倒计时功能:系统设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动、暂停、连续功能;在直接清零时,数码管显示器灭灯,计时器为24秒递减计时其计时间间隔为1秒,计时器递减计时到零时,数码管显示器不灭灯,同时发出光电报警信号等。
设计任务及要求基本要求(1)显示24秒计时功能。
(2)设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。
(3)计时器为24秒递减计时器,其计时间隔为1秒。
(4递减计时到零时,显示器不能灭灯,同时发出光电报警信号。
设计任务及目标(1)根据原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能;(3)进行电路的装接、调试、直到电路能达到规定的设计要求;(4)写出完整、详细的课程设计报告主要参考器件555 晶体定时器74 LS0074LS48译码器74LS192十进制可编程同步加锁计数器电路设计原理与单元模块设计原理24秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。
NBA篮球竞赛24秒计时器的设计
一. 任务及要求
要求:设计一个24秒计时器显示报警系统:
1、电路启动后开始倒计时,计时间隔为1s,并要求由555定时器构成的多谐振荡器产生周期为1s的脉冲信号,
2、作为计数器的时钟脉冲, 二位7段显示秒,倒计时至0秒时,电路报警。
3、报警声持续3S,显示器不能灭灯.
4、计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能利用外部开关控制。
二.系统设计结构框图
根据给定设计任务及要求,确定系统原理框图如图1所示。
图中,计数器完成24秒倒计时功能, 控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计时,译码显示电路的显示与熄灭、定时时间到报警功能。
图1.系统设计结构框图
三.参考资料
《数字电子技术实验任务书》实验四及实验六
《电子技术基础》课程设计资料。
数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计
1.2电路设计方案:24秒倒计时的总体方案框图如图所示,它包括
秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等
五个模块组成。
其中计数器和控制电路使系统的主要模块。
计数器完成
24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动技术、暂停和
连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对
此信号要求并不高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多
谐振荡器构成。
译码显示电路由自带译码器的数码管组成。
报警电路在试验中可用发
光二极管和蜂鸣器代替。
主体电路:24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共有一个开关,比赛开始后,24秒的置数端无效,24秒的倒数计时器倒数计时开始
进行倒计时,逐秒倒计时到零。
选取00这个状态,通过组合逻辑电路给
出截断信号,让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断,使计时器在计数
到零时停住。
2.各芯片的用法与功能2.174LS19274LS192是十进制计数器,具有异
步清零和异步置数功能,且有进位和借位输出端。
当需要进行多级扩展连
接时,只要将前级接到下一级的CP端,端接到下一级的CP端即可。
74LS192功能表: 2.2555定时器555定时器应用为多谐振荡电路时,当电源接通Vcc通过电阻R1,R2向电容C充电,其上电压按指数规律上升,当u上升至2/3Vcc,会使比较器C1输出翻转,输出电压为零,同时
放电管T导通,电容C通过R2放电;当电容电压下降到1/3Vcc,比较
器C2工作输出电压变为高电平,C放电终止,Vcc通过R1,R2又开始充电;周而复始,形成振荡。
则其振荡周期与充放电时间有关,也就是与
外接元件有关,不受电源电压变化影响。
输出波形的振荡周期可用过度过程公式计算: 3.各部分电路设计
3.1信号发生部分:秒脉冲的产生由555定时器组成的多谐振荡电路完成。
电路图如下图所示。
当开关断开时,555定时器产生周期为1的脉
冲;当开关闭合时,电路不能输出信号,于是没有脉冲输入74LS192中,故74LS192在保持状态,即实现暂停功能。
3.2倒计时部分: 3.3停止控制电路: 3.4警报提示装置:4总
电路原理图: 5.安装、调试步骤5.1按照万能板的规格,设定好各集成
芯片的排放位置、测试各芯片是否与面板接触良好。
5.2用同步可逆双时钟BCD计数器74LS192及相关门实现定时倒计时
电路。
5.3当检测出问题后分析其原因,是元器件本身原因还是接线错误,
更换元件或重新正确接线,保证电路的正确运行。
5.4整体综合连接,测试整体性能。
6.电路仿真调试6.1启动功能当开关J2闭合后再断开计时器开始计
时6.2复位功能当开关J3闭合时,计数器复位为246.3暂停功能当开关
J1闭合时计数器停止计数6.4自动停止、复位功能当计数器计时到00然
后自动复位到24,同时LED灯亮,蜂鸣器响7.故障分析与电路改进7.1
故障分析和解决在实际连线过程中,出现故障几乎是不可避免的。
其中接
线错误就是第一个一个难以避免的困难。
另外一个让人头疼的原因是实验
板与芯片接触不良,导致形成软型故障,难以准确找出故障点。
最后,我
个人认为还有一个细节也不能忽视,就是实物图和电脑仿真上的芯片接法
并不完全一样,电脑仿真上的芯片许多管脚已经默认接地或接电源了,这
些我们在实物图上就必须实际的接上,否则就会得到错误的结果。
在查找故障时,首先要有耐心和细心。
同时要开动脑筋,进行认真的
分析和判断。
在不通电的情况下,通过目测,对照电路原理图和装配图,
检查每一块片是否正确,极性有无接反,管脚有无损坏,连线有无接错。
7.2电路改进尽管用本电路所焊接出来的电路板能实现功能,而且电
路也很稳定。
这也是对本电路的肯定。
但从使用的过程中,其实还是有值
得改进的地方。
比如当数码管显示到00时,能亮灯,那应该是更完美的。
但是本电路只有在从00转到24时才能亮灯及报警,也就是说报警器满了
1秒钟报警。
实际的电路改进:可以先在两个74LS192的输出端接上接两个四输入
端与非门。
并且接到触发器的输入端,这样能实现当数码管显示到00时,LED发光且蜂鸣器发出声音,实现报警功能。
但是,这样的代价时使电路
更加的复杂,所带来的工作量也随之增大。
8.收获与体会通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关数字电
子技术方面的,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的
思考,一遍又一遍的检查终于找出了问题所在,也暴露除了前期我在这方
面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知,通过亲自动手操作,使我们掌握
的知识不再是纸上谈兵。
过而能改,善莫大焉。
在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断
改正,不断领悟,不断获取。
最终的检测调试环节,本身就是在践行“过
而能改,善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终于顺利文成了,在设计中
遇到了很多问题,最后在老师的指导下,终于游刃而解。
在今后社会的发
展和学习实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一
定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功
的做成想做的事,才能在今后的道路上披荆斩棘,而不是知难而退,那样
永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可。
课程设计诚然事一门专业课,给我很多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门讲道课,一门辩思课,给了我许多道,许多思,给了我
莫大的空间。
同时,设计让我感触很深。
使我对抽象的理论有了具体的然是。
通过这次课程设计,我掌握了常用原件的识别和测试;熟悉了常用
仪器、仪表;了解了电路的连线方法;以及如何提高电路的性能等等,掌握了可调直流稳压电源构造及原理。
回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固
了以前学过的知识,学到了很多在书本上所没有学到的知识。
通过这次课
程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的,只有理论知识是远远不
够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才
能真正为社会服务,从而提高自己的实践动手能力和独立思考的能力。
在
设计的过程中遇到的问题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到
了解决。
9.仪表仪器清单名称或符号系列参数U1、U2HE某_DISPLAYDCD_HE某
_DIG_REDU3、
U474LS74LS192U1074LS74LS00C1CAP_ELECTROLIT1uFC2CAP_ELECTROLIT10n FR2RESISTOR4.7kR3RESISTOR3.7kR15RESISTOR20kR16RESISTOR100R17RESI STOR60kJ1、J2、J3DIPSWKey=ALED1LED_redU8BUZZER参考文献1.《电子
线路设计、实验、测试》谢自美主编华中理工出版社2.《数字电子技术》江小安主编西安电子科技大学3.《电子技术基础实验》陈大钦主编高等
教育出版社。