数字电子技术课程设计-篮球竞赛30s计时器的设计

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1、《数字电子技术》课程设计设计题目：篮球竞赛30s计时器的设计专业：电子信息科学与技术专业班级：2014级学生姓名：学号：14214125指导教师：2015年12月篮球竞赛30s计时器的设计摘要：本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了数码管来显示时间。此计时器有启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制

2、模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起來更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。关键词：计时器；光电报警；模块化1设计任务(1)具有显示30s计时功能;(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30s递减计时器，其计时间隔为Is；(4)计时器递减计吋到零吋，数码显示其不能灭灯，同吋发出光电报警信号。2电路设计与参数计算(1)设计目的掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及篮球竞赛30秒计时器的设计，使得学牛将所掌握的电

3、子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培养学生的学习兴趣。(2)设计步骤与要求a.根据原理图分析各单元电路的功能；b.熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；c・进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；d.写出完整、详细的课程设计报告(3)电路设计a.根据30s计时器的总体参考方案框图进行设计，如图1所示。图130s计时器的系统化设计框图b.逻辑电路如图2所示。图2篮球竞赛30s计时器逻辑电路c・计数器：计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192b端。两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器，计数

4、器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为(00110000)=(30)10,只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。1片74LS192构成1秒减计数电路(即个位)。74LS192的引脚图如图2所示，功能表如表1所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPU二1,计数脉冲加入个位74LS192引脚CPD脚，当减计数到零时，个位74LS192的co端发出错位脉冲，使十位计数器减计数，当高、低计数器处于全零时，CPD(DWN)端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下次循环减计数。图274LS1

5、92弓I脚图引出端符号TCD错位输出端（低电平有效）TCU进位输岀端（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输岀端74LS192功能表:表174LS192功能表d.译码显示电路：主要由74LS48译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过技术企加到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从30递减到0的计数器显示功能。3电路仿真与分析(1)采用仿真软件Multisim12.0对篮球竞赛30秒计吋器电路进行仿真分析、调试，从而实现电路的优化设计。仿真软件M

6、ultisiml2.0仿真的电路图如图3、图4、图5所示。图3篮球竞赛30秒计时器仿真电路图1图4篮球竞赛30秒计时器设计仿真图2图5篮球竞赛30秒计时器设计仿真图3(1)首先开关A、S都是闭合，打开开关A,从30s开始递减，间隔为Is；打开开关S,计时暂停，闭合继续计时；关闭开关A,清零。计时时的赫兹为lOOOHZo4电路安装与调试1.在安装电路Z前，对所选用的数字集成电路器件，应进行逻辑功能检测，以避免因器件功能不正常而増加调试的困难。2.布线尽量使电源线靠近实验线路板的周边，以起一定的屏蔽作用；(2)导线的连接顺序是：先接固定电平端的连线，如电源的正极、地线、各MSI屯路

7、的使能端、门电路的多余输入端及电平固定的某些输入端；然后按照电路屮信号的流向顺序对所划分的子系统逐一布线、调试；最后将各子系统连接起来。1.实物连接如图6、7、8、9、10所示:图6实物连接图1图8实物连接图3图10实物连接图55设计总结这次的课程设计，让我受益良多，持续两周的设计时间，酸甜苦辣尽在其中，从一开始没头没脑的分析仿真图，电路接线，电子元器件的功能引脚图，到最后游刃有余的完成这次报告，中间有不少的绊脚石，然而，这些问题却一直将我越挫越勇，通过请教老师、同学，以及上网搜索各种资料，