1、長(zhǎng) 沙 學(xué) 院數(shù)電課程設(shè)計(jì)說明書題目籃球競(jìng)賽30S計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)系(部)專業(yè)(班級(jí))姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師起止日期數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(13)系（部）： 專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 課題名稱籃球競(jìng)賽30S計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求基本要求1)具有顯示30S計(jì)時(shí)功能2)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)數(shù)器的直接清零，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能3)在直接清零時(shí)，要求數(shù)碼顯示器滅燈4)計(jì)時(shí)器為30S遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1S5)計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)主要參考元器： NE555，74ls161，74LSl92設(shè)計(jì)工作量1、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)；2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真；3、在Multisim或同類型電路設(shè)

2、計(jì)軟件中進(jìn)行仿真并進(jìn)行演示；4、提交一份完整的課程設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)原理、仿真分析、調(diào)試過程，參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)總結(jié)等。進(jìn)度安排起止日期（或時(shí)間量）設(shè)計(jì)內(nèi)容（或預(yù)期目標(biāo)）備注第一天課題介紹，答疑，收集材料第二天設(shè)計(jì)方案論證第三天進(jìn)行具體設(shè)計(jì)第四天進(jìn)行具體設(shè)計(jì)第五天編寫設(shè)計(jì)說明書教研室意見年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)題目指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師意見：評(píng)定等級(jí)： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評(píng)定等級(jí)：答辯小組長(zhǎng)簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名： 日期： 系（部）意見：系主任簽名：日期：說明課程設(shè)計(jì)成績(jī)分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”

3、四類；目錄數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(13)2長(zhǎng)沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表3摘要6計(jì)時(shí)器概述6設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)圖774LS192引腳圖管腳及功能表8實(shí)驗(yàn)結(jié)論12心得體會(huì)12參考文獻(xiàn)13摘要電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。 在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時(shí)報(bào)警器、游戲中的倒時(shí)器，交通信號(hào)燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機(jī)、還可以用來做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何其重要的。 在籃球比賽中，規(guī)定了球員的持球時(shí)間不能超過30秒，否則就犯規(guī)了。本課程設(shè)計(jì)的“籃

4、球競(jìng)賽30秒計(jì)時(shí)器”，可用于籃球比賽中，用于對(duì)球員持球時(shí)間30秒限制。一旦球員的持球時(shí)間超過了30秒，它自動(dòng)的報(bào)警從而判定此球員的犯規(guī)。 本設(shè)計(jì)主要能完成：顯示30秒倒計(jì)時(shí)功能；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能；在直接清零時(shí)，數(shù)碼管顯示器滅燈；計(jì)時(shí)器為30秒遞減計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為1秒；計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)等。 整個(gè)電路的設(shè)計(jì)借助于EWB5.12仿真軟件和數(shù)字邏輯電路相關(guān)理論知識(shí)，并在EWB5.12下設(shè)計(jì)和進(jìn)行仿真，得到了預(yù)期的結(jié)果。計(jì)時(shí)器概述隨著社會(huì)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的電子技術(shù)在各個(gè)近代學(xué)科門類和技術(shù)領(lǐng)域占有不

5、可或缺的核心地位。在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程中，數(shù)字電子技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。而計(jì)時(shí)器恰恰是數(shù)字電子技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，計(jì)時(shí)器是一個(gè)用來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序部件，它不僅可以用來計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，還常用來做數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻，執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算，以及其他特定的邏輯功能等等。 計(jì)時(shí)器的種類很多。按構(gòu)成計(jì)時(shí)器的各觸發(fā)器是否使用同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來分，可以分為同步計(jì)時(shí)器和異步計(jì)時(shí)器。根據(jù)計(jì)時(shí)制的不同，可以分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)時(shí)器。根據(jù)計(jì)時(shí)器的增減趨勢(shì)，又可以分為加法、減法和可逆計(jì)時(shí)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計(jì)時(shí)器等等。目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，多有品種較

6、齊全的中規(guī)模集成計(jì)時(shí)器，使用者只要借助于期間手冊(cè)提供的功能表和工作波形圖及管腳圖排列，就能正確地使用這些器件。主要參考器件： NE555 74LS161（1） 74LS192（2）設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)圖30秒定時(shí)器原理框圖由圖2.1可知，30秒定時(shí)電路主要由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、報(bào)警電路和輔助控制電路五部分組成。其中，秒脈沖發(fā)生器和計(jì)數(shù)器是系統(tǒng)的主要組成部分。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，是整個(gè)定時(shí)電路的動(dòng)力基礎(chǔ)，采用555集成電路組成的多諧振蕩器構(gòu)成。計(jì)數(shù)器完成30秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)功能，譯碼顯示電路計(jì)時(shí)顯示功能、

7、報(bào)警電路完成定時(shí)時(shí)間到報(bào)警功能。本設(shè)計(jì)的秒脈沖發(fā)生器采用555集成電路，計(jì)數(shù)器采用兩片74LS192芯片組成30進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器，譯碼顯示電路用CD4511進(jìn)行譯碼和共陰極七段數(shù)碼管顯示器組成，報(bào)警電路在設(shè)計(jì)中用發(fā)光二極管和蜂鳴器組成使用74LS192芯片的減數(shù)器原理和清零，其工作原理如下：則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)功能，當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時(shí)，CO端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖；若時(shí)鐘脈沖加到DCP端，且UCP =1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時(shí)，BO 端發(fā)借位下跳變脈沖。但是本次設(shè)計(jì)只用到74LS192的芯片，所以我改用時(shí)鐘信號(hào)源代替了555時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生電路。1表2-1 74

8、LS192功能表本次設(shè)計(jì)僅使用到74LS192芯片74LS192引腳圖管腳及功能表74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示：圖中： PL為置數(shù)端，CPu為加計(jì)數(shù)端，CPD為減計(jì)數(shù)端，TCU為非同步進(jìn)位輸出端， 為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，MR 為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下所示主要設(shè)計(jì)電路如下所示 手動(dòng)置零時(shí)的電路情況如下所示首先關(guān)閉S2A，然后關(guān)閉S3A兩個(gè)開關(guān)就可以觀察到U3，U4兩個(gè)現(xiàn)象管的時(shí)間靜止在00，而此時(shí)就完成了課程設(shè)計(jì)里面所說的手動(dòng)清零，此時(shí)再關(guān)閉電源就

9、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象管的關(guān)閉。當(dāng)使用暫停和繼續(xù)計(jì)時(shí)功能時(shí)電路如下此時(shí)關(guān)閉可開啟“暫停開關(guān)”當(dāng)此開關(guān)開啟時(shí)候，時(shí)間計(jì)時(shí)停止，此時(shí)可一暫停比賽，而再次閉合這個(gè)開關(guān)時(shí)候就能實(shí)現(xiàn)時(shí)間的繼續(xù)倒數(shù)。當(dāng)時(shí)間到達(dá)00時(shí)刻，電路自動(dòng)停止并警報(bào)時(shí)候的電路首先開始仿真，開始仿真之后再閉合S1A開關(guān)，當(dāng)時(shí)間到達(dá)00時(shí)刻就能看見時(shí)間靜止在00，而此時(shí)“BUZZER”就會(huì)發(fā)出警報(bào)喇叭的聲音。實(shí)驗(yàn)結(jié)論30秒籃球計(jì)時(shí)器其實(shí)只需要進(jìn)行單一的遞減計(jì)數(shù)，所以在設(shè)計(jì)的過程中通過比較我選擇了同步加減計(jì)數(shù)器74LS192的級(jí)聯(lián)同時(shí)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)計(jì)時(shí)和暫停以及繼續(xù)計(jì)數(shù)。設(shè)計(jì)中通過兩片74LS192的級(jí)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)30秒的計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)臀黄瑥?到0時(shí)，高位減一

10、位， 心得體會(huì)本次課設(shè)是本人到目前為止覺得最有意義也是收獲最大的一次實(shí)習(xí)。身為電子系的學(xué)生，設(shè)計(jì)是我們將來必需的技能。而這次課設(shè)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的平臺(tái)。 從通過理論設(shè)計(jì)，到仿真軟件仿真，整個(gè)過程都需要我充分利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考、借鑒?？梢哉f，本次課設(shè)是針對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行的一次比較綜合的檢驗(yàn)。總的來說，這次課設(shè)雖然累，但非常充實(shí)。通過本次制作過程，我學(xué)會(huì)了單片機(jī)方面的很多知識(shí)，進(jìn)一步加深了對(duì)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)的了解，我們制作的作品調(diào)試成功后，個(gè)位數(shù)字與十位混亂，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我調(diào)換LE引腳，最后取得了功在完成單片機(jī)課程設(shè)計(jì)后我們發(fā)現(xiàn)我們還有許多不足所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠以

11、至于還有一些功能不能被動(dòng)完成。但通過學(xué)習(xí)這一次實(shí)踐增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力提高和鞏固了單片機(jī)方面的知識(shí)特別是軟件方面。從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神并讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。 在這次實(shí)習(xí)中，正確的思路是很重要的，只有你的設(shè)計(jì)思路是正確的，那你的設(shè)計(jì)才有可能成功。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)前必須做好充分的準(zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 如果說前面電路的理論設(shè)計(jì)是一件多么令人頭痛的事，那么安裝、焊接過程則是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過程，對(duì)電路的安裝、焊接、分析、調(diào)試要一步一步來，不能急躁。因?yàn)槭窃诜抡孳浖陷^理論上還是存在一定的差距，仿真能出來結(jié)果的在實(shí)際電路不一定就能出來，這就需要我們有耐心，尋找一個(gè)比較正確的調(diào)試方法。 要做好本次的課程設(shè)計(jì)，熟練地掌握課本上的理論知識(shí)是前提。這樣才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行一定的分析和解決。 當(dāng)然能完成本次設(shè)計(jì)，更離不開老