篮球竞赛30秒定时电路Word文件下载.docx
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指导教师评语
目录
第1章绪论1
1.1选题目的1
1.2设计要求1
1.2.1设计目的和设计指标1
1.2.2设计功能1
第2章电路结构与工作原理2
2.1电路方框图2
2.2秒脉冲信号产生模块电路2
2.38421BCD码递减计数器模块3
2.4译码显示电路5
2.5暂停/继续控制电路5
2.6报警电路6
第3章整机的工作原理8
3.1整机的原理图8
3.2整机的工作原理8
第4章电路的组装与调试10
结论11
收获和体会11
致谢12
参考文献13
附录14
元件清单15
第1章绪论
1.1选题目的
能让我们更好的了解数电知识，通过实验更多的了解74LS192、74LS00、74LS10、555模块，和数码管的显示功能，并且锻炼自我解决问题、分析和动手实践能力。
掌握基础的数电知识为专业课奠定了好的基础。
1.2设计要求
1.2.1设计题目和设计指标
题目：
指标：
1．以数码管形式显示。
2．设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。
3．计时器为30秒递减计时器，其计时间隔为1秒。
4．计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。
1.2.2设计功能
具有显示30秒计时功能
第2章电路结构及工作原理
2.1电路方框图
根据技术要求，此篮球竞赛30秒定时器可分为：
秒脉冲信号产生电路、8421BCD码递减计数电路、暂停/继续控制电路、译码显示电路、报警电路这五部分。
如图2-1所示：
图2-1整体框图
2.2秒脉冲信号产生电路
NE555秒脉冲发生器由555集成定时器构成，其引脚图如图2-2所示。
NE555秒脉冲发生器的周期与其充电的时间有关，充电时间由图2-2中的电容C1、电阻R1和R2所决定周期的计算公式为（2-1）:
T=Ln2（R1+2R2）×
C1公式（2-1）
本设计需要的周期是1s，计算出较为稳定的电阻电容值为：
R1=15kΩ,R2=68kΩ,C1=10μF,C2=10nF。
计算得T=1s。
1.GND接地端2.高电平出发端TR3.Uo输出端
4．RD非复位端5.CO电压控制端6.TH高电平出发端
7.DIS放电端8.+Ucc电源端
图2-2秒脉冲发生电路
2.38421BCD码递减计数电路
本设计中计数电路选用中规模集成电路74LS192进行计数，74LS192是十进制同步加法/减法计数器，它采用8421BCD码二-十进制编码，其功能表如表2-1所示。
由此看出,当PL=1,CR=0,CPD=1时,如果有时钟脉冲加到CPU端,则计数电路在预置数的基础上进行加法计数,当计数到9时,TCU端输出进位下降沿跳变脉冲；
当PL=1，CR=0，CPU=1时，如果有时钟脉冲加到CPD端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数，当计数到0时，TCD端输出借位下降沿跳变脉冲。
由此设计出减法计数器，具体电路图如图2-3所示,图中的Q0-Q3分别接到显示译码器的输入端，CPD端接到秒脉冲发生器的脉冲输出端。
图中预置数为N=（0011000）8421BCD=（30）10，当低位计数器的借位输出TCD输出借位脉冲时，高位计数电路才开始进行减法计数。
当计数到高、低位计数器都为零时，高位计数电路的借位输出端TCD输出借位脉冲，使置数端PL=0，则计数电路完成置数，在CPD端输入脉冲的作用下，进行下一循环的减法计数。
74LS192引脚排列和逻辑符号如图2-4
图2-3减法计数电路
图2-474LS192的引脚排列和逻辑符号
表2-174LS192的功能表
CPU
CPD
PL
MR
操作
×
置数
↑
1
加计数
减计数
清零
2.4显示译码电路
显示译码电路用来显示计时模块输出的即时计时和中途计时结果。
是由七段数码管构成，计时模块输出计时信号通过译码器译码由数码管显示出来。
下面为8421BD码七段译码器74LS48与半导体数码管BS201A组成的译码驱动显示电路。
74LS48用于驱动共阴极的LED显示电路。
通过计数加到译码器，从而实现共阴极七段LED显示电路。
如图2-5所示。
2.5暂停/继续控制电路
图2-6是时钟脉冲信号CP的控制电路,控制CP的放行与停止。
当定时时间未到时，74LS192的借位输出信号TCD=1时，则CP信号受“暂停/继续”开关J1的控制，当J1处于“暂停”位置时，门U3A输出0，门U4A关闭，封锁CP信号，计数器暂停计数；
当J1处于“连续”位置时，门U3A输出1，门U4A打开，放行CP信号，计数器在CP作用下，继续累计计数。
当定时时间到时，TCD=0，门U4A关闭，封锁CP信号，计数器保持零状态不变。
从而实现了当暂停/连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示原来的数，而且保持不变；
当暂停/连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，的功能要求。
注意，TCD是脉冲信号，只有在CPD保持为低电平才能保持不变。
图2-5译码显示电路
图2-6暂停/继续控制电路
2.6报警电路
当计数器递减计数到零（即定时时间到）时,控制电路应发出报警信号,使计数器保持零状态不变,同时报警电路工作。
如图2-7所示。
当计数到零时,两计数器借位端输出多为低（0）,故本设计将高位片借位TCD反馈到二极管负极性端,此时+5V电源经1k电阻使发光二极管发出光电报警信号,完成报警功能,而在递减计数时,TCD端输出为高
（1）,二极管不报警。
图2-7报警电路
第3章整机工作原理
3.1整机原理图
整机与那里图如图3-1所示：
图3-1整机原理图
3.2整机工作原理
原理如下：
在操作S2到直接清零开关时，此时要求计时器清零，数码显示不灭灯。
当启动开关S3闭合时，控制电路应封锁始终信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，即计数器预置数为（00110000）8421BCD=（30）10。
只有当低位TCD端发出借位脉冲，高位计数器才做减计数。
当高、低位计数器全为零时，且CPD为0时，启动开关S3闭合，计数器完成并行置数，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器进入下一轮循环减计数，译码显示电路显示30s字样；
当启动开关S3断开时，计数器开始计数；
当暂停/连续开关S1拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；
当暂停/连续开关拨在连续时，计数器继续累计计数。
而每当555芯片构成的多谐振荡器产生一个秒脉冲时，此时控制电路、报警电路和秒脉冲信号一起通过一个与门进入到低位计数端CPD端，当计数器递减到0时，同时译码显示电路显示字样00，此时报警电路由发光二极管发出报警信号，这样就达到了设计目的。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时的标准，但本设计对此信号要求并不太高，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。
第4章电路的组装与调试
电路安装要注意几个原则：
1.先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊的等；
2.布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用；
3.最好分模块安装等等。
此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊。
调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、信号线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错。
再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。
如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。
结论
本设计只要通过模块化思想，逐步实现设计所需要达到的功能要求：
时钟模块为减计数提供一个频率为1HZ的脉冲信号，从而实现计数电路计数间隔1秒钟；
计数，译码显示电路主要是为了达到能显示减计数功能；
报警电路是为了实现当减计数到零时发出报警信号；
控制电路只要是为了实现启动，直接清零和暂停/连续功能，其中在直接清零时，由外控制开关控制译码电路消隐端，从而实现显示译码电路灭灯通过暂停核连续实现断点计时功能。
至此本设计能够完成所有任务及要求。
由于此电路采用模块化，使设计起来更加简单，方便，快捷。
但此设计的要求不是很严格。
收获和体会
在这三周与小组同学的交流中，我认识到合作的重要性。
在本溪的课程设计中通过选题、找资料、分析、设计等，让我学到了很多知识。
整个设计实现了从单一的理论学习到解决问题的转变。
通过本次课程设计提高了我的动手能力和工程设计能力，它使我的理论知识得到了综合应用并有所加深，培养我综合运用所学理论的能力和解决实际问题的能了，但我也深深的体会到了自己所学知识的不足，激发了我的自学能力和应对挑战的能力。
为今后学习打下了良好的基础，也培养了我们严谨务实的作风。
致谢
电子课程设计师电子技术学习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，是真正锻炼学习能力的一个环节。
在本次课程设计中我学会了很多，首先要感谢学校给我这次机会让我有可以实践的机会。
在我们做课设的时候遇到很多问题，最后一一解决问题的过程中都离不开老师的帮助。
还要感谢小组同学的努力配合。
经过这次课设我知道了团队合作的重要性，学会了很多，使我更有兴趣学习本专业了。
让我知道了我还需要学习更多的姿势来完善自己。
参考文献
1.《数字电子技术教程》阎石清华大学出版社
2.《电子线路设计·
实验·
测试》谢自美华中理工大学出版社2006
3.《电子技术实践与训练》廖先云等高等教育出版社2003
4.《电子技术基础》康华光高等教育出版社
5.《电子线路设计与应用》臧春华高等教育出版社
原件清单
序号
编号
名称
型号
数量
U5U6
可逆十进制计数器
74LS192
2
U4U3
七段译码器
74LS48
U
二输入一输出与非门
74LS00N
3
三输入一输出与非门
74LS10N
4
555定时器
555_VIRTUAL
5
VCC
直流电源
5V
6
C1C2
电容
10uF
0.1μF
7
R1R2R3
R4R5R6R7
电阻
510Ω
10K
15K
68KΩ
8
U1U2
共阴极七段
LED显示器
9
S1S2
单刀双制开关
10
S3
触点开关
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