3、当VI1VR2时，比较器输出VCl=1，VC2=1，触发器维持原状态不变。
555集成定时器功能真值表
（2）秒脉冲发生器电路设计
图中OUT引脚为输出端，即由555产生的1HZ脉冲又此输出至CD4511输入端。
接通电源后，电容C被充电，当VC上升到2VCC／3时，使V0为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R23和T放电，VC下降。
当VC下降到VCC／3时，V0翻转为高电平。
电容器C放电所需的时间为
t=R23Cln2≈0.7R23C
当放电结束时，T截止，VCC将通过R11、R23向电容C充电，由VCC／3上升到2VCC／3所需的时间为
t=（R11+R23）Cln2≈0.7（R11+R23）C
当VC上升到2VCC／3时，电路又翻转为低电平。
如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。
由上可得计算公式为：
T=0.7（R11+2R23）C，根据计算得，R11=47K，R23=51K，C=10μF。
2、计数器电路
计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二一十进制编码，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。
74LS192的真值表如表所示。
74LS192真值表
74LS192引脚图如下：
◆CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。
◆LD为预置输入控制端，异步预置。
◆CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。
◆CO为进位输出：
1001状态后负脉冲输出，
◆BO为借位输出：
0000状态后负脉冲输出。
74LS192功能表如下：
（1）74LS192的工作原理
当/LD=1，CR=0时，若时钟脉冲加入到CPu端，且CPd=l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；若时钟脉冲加入到端CPd，且CPu=1，则计数器在预置数基础上完成减计数功能，当计数减到0时，/BO端发出借位跳变脉冲。
由74LS192构成的三十进制递减计数器如图所示。
三十进制递减计数器
图中CPU、CPD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是并行数据输入端，Q3~Q0是输出端。
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。
（2）计数器单元电路
74LS192的计数原理是：
只有当借位/BO1端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。
当高、低位计数器处于全零，且CPd为0时，置数/LD2端等于0，计数器完成并行置数，在CPd端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。
计数器单元电路如图所示。
计数器单元电路
该电路图上的两个74192的QA、QB、QC、QD端分别接译码器4511的ABCD端作为译码输入，计数器预置数为30，但计数器减为00时，高位的计数器/BO端输出报警信号报警电路报警。
3、译码显示电路
CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，特点：
具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，引脚排列如图2所示。
其中abcd为BCD码输入，a为最低位。
LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。
另外CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9（1001）时，显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。
a～g是7段输出，可驱动共阴LED数码管。
另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观图3是CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只CD4511和LED数码管即可。
所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的，在应用中应接地。
限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300Ω的限流电阻。
CD4511引脚图如下：
其功能介绍如下：
BI：
4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：
3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它主要用来检测数码管是否损坏。
LE：
锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：
为译码输出端，输出为高电平1有效。
CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。
其引脚图如3-2所示。
各引脚的名称：
其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。
左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。
4511管脚排列图
输 入
输 出
LE
BI
LI
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示
X
X
0
X
X
X
X
1
1
1
1
1
1
1
8
X
0
1
X
X
X
X
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
2
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
4
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
5
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
6
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
7
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
9
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
消隐
1
1
1
X
X
X
X
锁 存
锁存
CD4511的真值表
4、数码管
共阴数码管内部结构
常见数码管的内部结构大体分为两类，一是共阴极，二是共阳极。
共阴就是将数码管内部LED的阴极接到一起并接低电平，如图5.4所示。
共阴极数码管内部结构
5、清零／工作电路
清零/工作电路如图所示。
清零/工作电路
清零/工作电路由单刀双掷开关与电阻组成。
当开关打到清零端，即接高电平时，输出高电平至74192的CLR端，计数器清零；当开关打到工作端，即接地，输出低电平至74192的CLR端，清零端无效，计数器处在工作状态。
6、暂停／工作电路
暂停/工作辅助电路是由两个与门组成，当开关打到暂停端，触发器输出0，与555定时器输出的时钟脉冲一起通过与门，使得555定时器输出脉冲不能通过与非门，输出为低电平至74LS192的CPD端，令计数器停止工作；当开关打到工作端，触发器输出为1，与/BO端输出的高电平和555定时器输出的时钟脉冲一起通过与非门，使得555定时器输出脉冲通过与非门，将脉冲送74LS192的CPD端，触发计数器工作。
7、报警电路
报警电路用二极管设计。
报警电路如图所示。
报警单元电路
D1接/BO端，R14接电源，当计数器74192倒计数减为0时，/BO输出低电平，发光二级管导通，发光报警。
二、总电路图
将以上各单元电路组合,得篮球竞赛30秒定时器电路如图所示。
由555组成的秒脉冲发生器发出频率为1HZ脉冲，该脉冲经由与门送至由两片74LS192组成的30进制减法计数器，计数器的计数结果送至由两个CD4511组成的译码器，译码结果送至七段共阴极数码管并有其显示。
计数器递减至00时，发出报警信号，LED点亮，蜂鸣器报警。
按下开关键“S1”则暂停。
开关“S2”预置清零。
三、制作过程
（1）制板
a裁板
b转印
c腐蚀：
采用过硫酸钠与水配制成的1：
3的溶液，把板子放溶液里浸泡半小时左右，用清水冲洗。
d打眼
e用去污粉把板表面覆盖物擦掉，由于板面的铜线在空气中放置易氧化变黑，刷一层松香水起保护作用，然后晾干
（2）安装与焊接
a安装时注意电容与电阻要保持横平竖直的原则；疏密的布局；先安装不重要的元件
b安装电阻时可采用卧装，适用于小功率，并且抗震
c安装时注意各个器件的管脚，正负极插正确
d焊接中的烙铁采用内热式
e修理工具：
烙铁头易被氧化，氧化层用砂纸磨掉，擦完隔热层后打光。
当烙铁加热到刚开始变紫时，镀锡，然后蘸松香水，保护烙铁头不被氧化。
f烙铁头成坡面增大焊接面积
5、安装、调试及性能测试与分析
一般分静态调试与动态调试两大内容，围绕设计要求中的各项指标进行
（一）主要的仪器和仪表
测试使用的主要仪器和仪表是万用表。
（二）调试
1、先进行单元电路调试。
（1）先用肉眼观察各焊点是否焊好，有无虚焊、断线的地方。
（2）静态测试主要是利用万用表测试各元器件间的正负极是否正确，各条线路是否导通。
（3）动态测试时给电路给电检查线路，测试各器件是否正常工作，如用手背测试元器件温度。
（4）接入电源，使电路开始工作，检查是否正常工作，看其是否能按设计方案工作。
（5）检查清除电路是否有效。
2、进行整体调试
接入电源，检查电路是否正常工作，检查数码显示器是否正常显示预置及是否进行减计数。
有不正常之处要一一改正。
到此整个倒计时系统电路已完成设计和实验模拟实现起功能之目的。
调试中出现的故障，原因及排除方法
有的电阻焊接为虚焊，原因是检查发生漏洞，排除方法：
继续焊接。
还可能产生元件正负极接反得情况，排除方法：
把元件拆下重新焊接。
三、课程设计总结及心得
过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
。
刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务。
例如我们是做篮球倒数计时器的，首先我们把整个电路分成了四部分，大家各自分工每个人负责一个模块的了解研究，接着大家一起讨论、查阅资料、搭建各个模块的电路图。
在这次课程设计中我了解到一个人的力量事渺小的，没有大家的共同努力事根本不可能画出图的，而且在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。
而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
在这个过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经PCB图的成功而高兴。
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。
通过这次课程设计，我想说：
为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，和团队人员这十几天的一起工作的日子，让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了。
这次实践对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
让我知道了学无止境的道理。
我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
最后，衷心的感谢帮助过我们的指导老师，谢谢他们对我们热情细致的解答说明，也要谢谢同学们的帮助，没有他们根本不可能有今天的成果！
四、附录（PCB图）
五、参考文献
1．康华光.电子技术基础.高等教育出版社.2002.
2．宋春荣.通用集成电路速查手册.山东科学技术出版社.1995.
3．赵保经.中国集成电路大全.国防工业出版社.1985.
4．赵淑范.电子技术实验与课程设计.清华大学出版社.2006.
5．杨志忠.电子技术课程设计.机械工业出版社.2008.
6．谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社.2003.
7．赵志杰.集成电路应用识图方法.机械工业出版社.2003.
8．张庆双.电子元器件的选用与检测.机械工业出版社.2003.
9．童本敏.TTL集成电路.电子工业出版社.1985.
课程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
（签字）
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