蓝球竞赛30秒定时电路设计报告Word文件下载.docx
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2、设计原理与电路
2.1总体框图
2.2单元电路的设计
2.3篮球竞赛30秒定时电路
3、组装与调试
4、设计总结
5、主要元件资料
6、附录
7、参考文献
篮球竞赛30秒定时电路
1、设计任务与要求
〖设计任务〗
设计一个符合功能的30秒篮球计时器电路。
〖基本要求〗
1．具有显示30秒的计时功能。
2．系统设置外部操作开关，控制计时器的直接置数、清零、启动、和暂停功能。
3．计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。
4．当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，LED变亮报警。
2、设计原理与电路
2.1总体框图
本课程设计主要包括计时电路、计数电路、数码显示电路和报警电路，控制电路是由各外部操作开关组成，而秒脉冲发生器是由555定时器构成，计数电路则由计数器组成。
其设计原理构图如下：
2.2单元电路的设计
2.2.1计时电路
计时电路是为减计数提供一个频率为1Hz的脉冲信号，从而实现计数器计数间为1秒钟。
计时电路是由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源，查资料得555的脉冲周期为T=0.7（R1+2R2）C,R1为15K，R2为60K，C为10μ，C1为0.1μ，这样我们获得了周期为1s的稳定的脉冲。
2.2.2计数器、译码显示电路
计数器电路的功能的实现30秒倒计时。
计时器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，74LS192将倒计时的命令传给由74LS48译码器和共阴极七段LED显示器组成的译码显示电路从而实现共阴极七段LED显示器从30递减到零的计数显示功能。
2.2.3控制电路、报警电路
控制电路的功能是实现计时器的启动、直接清零、暂停/连续功能和电路倒计时为零时的报警功能。
（1）暂停/连续控制电路
电路中通过外部操作开关控制脉冲信号的连续与暂停来实现整个电路的连续与暂停功能。
通过开关控制高低电平的接入，进而控制秒脉冲是否接入计数器，从而达到暂停和连续的功能。
（2）置数/启动控制电路
利用单刀双掷开关一端接地一端接电源，控制给计数电路的复位清零引脚接入高低电平
（3）报警电路
设计中要求电路在计数为0时实现光电报警的功能。
设计方案中发光二极管实现了这一功能。
当高位计数器的数值减到0时，向前借位借口~BO又高电平变为低电平，有点路可知这是LED二极管亮，达到光电报警的作用。
2.3篮球竞赛30秒定时器的工作原理、完整电路图
脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路等模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
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、定时时间到报警等功能。
当启动开关闭合时，555将产生的信号送至计数器，减计数器开始工作，完成30秒计时功能。
3、组装与调试
调试初期，数码管不能进行倒计时，经过和原理图、pcb的对比，发现pcb中有的地方该接地的没有接地，经过接地之后发现仍然不能倒计时，经过深入研究，发现是555脉冲装反了，后来变可倒计时，但倒计时到零时，二极管确不报警，经过更换二极管发现是二极管坏了的原因。
经过调试发现并无其他问题，最后实验成功。
4、设计总结
这次的数电课程设计，对我的理论知识和实践能力有很大的帮助和提高。
首先在课题的设计过程中，不仅要运用到课堂学到的知识，还需要查阅不少芯片手册，阅读有关数字电路设计的资料，这些都是制作电路必须的理论准备。
在动手过程中，要对电路进行焊接，以及最后繁琐的调试与分析等。
每一个环节都很重要的。
在本次的课程设计中通过选题，找材料，分析、设计等，也掌一些软件的操作方法，这为以后的学习做了铺垫。
整个设计实现了从单一的理论学习到解决实际问题的转变。
通过本次的课程设计，我最大的收获就是提高了自身的动手能力，培养了我的寻求解决问题的能力和团队精神也增强了我其它方面的能力。
在设计中，我充分应用我们所学的知识，例如：
集成电路74LS系列、整定时器555等元件的应用。
这次实践使我受益匪浅，在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增强了我的实际操作能力。
在让我体会到设计电路艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
课程设计提高我的综合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，培养我综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力。
课程设计的自主设计、学习和研究过程中，通过写课程设计的总结报告，初步训练我的书面表达能力。
组织逻辑能力，这些技能应用性强，对我的将来就业和进一步发展帮助较大。
同时也加强了对课本知识的理解，使我们做到理论和与实际的联系，收获很大。
并且我也深深地体会到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，培养了我们严谨务实，戒骄戒躁的作风。
5、主要元件资料
5.1555定时器
1脚：
外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：
外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
3脚：
输出端Vo。
2脚：
低触发端6脚：
TH高触发端4脚：
是直接清零端。
当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
5.274LS192
74LS192为可预置的十进制同步加/减计数器（双时钟），其清除端是异步的。
当清除端（MR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能；
预置是异步的，当置入控制端（PL）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（P0～P3）相一致的状态；
计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4个触发器上而实现。
在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。
当计数上溢出时，进位输出端（TCU）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPU低电平部分的低电平脉冲；
当计数下溢出时，错位输出端（TCD）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPD低电平部分的低电平脉冲。
当把TCD和TCU分别连接后一级的CPD、CPU，即可进行级联.
TCD错位输出端（低电平有效）
TCU进位输出端（低电平有效）
CPD减计数时钟输入端（上升沿有效）
CPU加计数时钟输入端（上升沿有效）
MR异步清除端
P0～P3并行数据输入端
PL异步并行置入控制端（低电平有效）
Q0～Q3输出端
5.374LS48
74LS48为4线－七段译码器/驱动器（BCD输入，有上拉电阻），其输出端（Ya－Yg）为高电平有效，可驱动灯缓冲器或共阴极VLED。
当要求输出0－15时，消隐输入（BI）应为高电平或开路，对于输出为0时还要求脉冲消隐输入（RBI）为高电平或者开路。
当BI为低电平时，不管其它输入端状态如何，Ya－Yg均为低电平。
当RBI和地址端（A0－A3）均为低电平，并且灯测试输入端（LT）为高电平时，Ya－Yg为低电平，脉冲消隐输出（RBO）也变为低电平。
当BI为高电平或开路时，LT为低电平可使Ya－Yg均为高电平。
BI/RBO消隐输入（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）
LT灯测试输入端（低电平有效）
RBI脉冲消隐输入端（低电平有效）
a-g段输出
5.4数码管
共阴极七段LED显示器管脚图
共阴极七段LED显示器是较常用的显示数码管，但在使用时要注意的是：
看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在使用前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图2-4所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地；
如果为共阳极的，起管脚COM段要接高电平。
6、附录
附录A；
元件清单
元件名称
规格
数量
74LS192
直插式（16脚）
2
74LS48
74LS00
直插式
1
74LS10
电阻
1K/10K/15K/60K
2/3/1/1
电容
0.1μ/10μ
各1
开关
单刀双掷
显示器
数码管
发光二极管
LED
按键
导线
若干
附录B；
作品实物图片
7.参考文献
[1]陈大钦.电子技术基础实验[M].高等教育出版社，2008年第3版.
[2]陈大钦.电子技术基础实验[M].高等教育出版社，2000年第2版.
[3]康华光.电子技术基础[M].高等教育出版社，2006年第5版.
[4]彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社，1997年第1版.
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