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1、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 2.3 8421BCD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7

2、4LS192、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

3、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=15k,R2=68k, C1=10F,C2=10nF。计算得T=1s。1.GND接地端 2.高电平出发端TR 3.Uo 输出端4RD非复位端 5. CO 电压控制端 6.TH高电平出发

4、端7.DIS放电端 8.+Ucc 电源端 图2-2秒脉冲发生电路2.3 8421BCD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

5、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2-4 74LS192的引脚排列和逻辑符号表2-1 74LS192的功能表CPUCPDPLMR操作置数1加计数减计数清零2

6、.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U

7、4A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 ,

8、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（0011 0000）84

9、21BCD=（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

10、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

11、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

12、。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

13、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 20063.电子技术实践与训练 廖先云等 高等教育出版社 20034.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74LS1922U4U3七段译码器74LS48U二输入一输出与非门74LS00N3三输入一输出与非门74LS10N4555定时器555_VIRTUAL5VCC 直流电源5V 6C1 C2电容10uF0.1F7R1 R2 R3R4 R5 R6 R7电阻51010K15K68K8U1 U2共阴极七段LED显示器9S1 S2单刀双制开关10S3触点开关