篮球竞赛30秒计时器 数字电路课程设计报告.doc

数字电路课程设计报告 篮球竞赛30秒计时器 专 业： 指导教师： 班 级： 年 级： 同组者： 2010年12月31日 目录 一、设计目的 3 二、设计内容及要求 3 三、电路工作原理 4 3.1分析要求，画原理框图 4 3.2脉冲发生电路 4 3.3计数器电路 5 3.4报警电路 6 3.5元件清单 6 四、仿真电原理图 6 五、电路检测 7 六、测试结果 8 七、设计总结 8 八、参考文献 9 摘要 本设计主要是完成篮球竞赛30秒计时器，显示30秒倒计时功能，系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 整个电路的设计借助于Multisim 10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字：计时器；数码显示器；Multisim 一、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，使得学生将所掌握的电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。 二、设计内容及要求 1.具有显示30秒计时功能。 2.设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停、连续的功能。 3.计时器为30S递减计时，计时间隔为1S。 4.计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 三、电路工作原理 3.1分析要求，画原理框图 30秒计时器的总体方框图如图所示。它包括秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，报警电路和控制电路等五个部分组成。其中计数电路是系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的清零，启动，暂停等功能。 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成。 译码显示电路用DCD_HEX。报警电路使用发光二极管。 3.2脉冲发生电路 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。图是NE555的内部功能原理框图和内部管脚图。 3.3计数器电路 计数器是一个用以实现计数功能的时序逻辑部件，它不仅可以用来对脉冲进行计数，还常用做数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。本次课程设计中选用74LS192来实现要求的减法计数功能。图是74LS192的管脚图。 3.4报警电路 BO1和BO2分别为两片74LS192的BO输出端 3.5元件清单 元件名称 型号 规格 数量 备注 显示器 DCD_HEX 小号 2 8421BCD码计数器 74LS192 直插式 2 16脚 脉冲电路 555 直插式 1 8脚 非门集成芯片 74LS04 直插式 2 14脚 三输入与非门集成芯片 74LS10 直插式 1 14脚 电容 0.1uF、10uF 2 色环电阻 Rest 10K、0.1K、1.8K 若干 发光二极管 LED 小号 1 74LS161 1 开关 一路 3 电线 若干 四、仿真电原理图 五、电路检测 实际连线时要注意检测线路和芯片，当将显示电路中的两个数码管接好后，接入直流电源，发现数码管不亮，说明显示电路连接不正确；将本课设中所选计数器74LS192与显示电路相连，接入直流电源，用信号发生器给计数器一个1s的脉冲信号，观察计数器的计数功能，发现数码显示是在从30递减至0的过程中未出现有4和7的数，上述情况表明计数电路接触良好，但置数出现问题。 解决方法： 1.检查两片74LS192的数据输出端所连的置数电路，看是否有连线错误； 2.选择被用作低位显示的那片74LS192作为检测对象，在数码显示的整个过程中用万用表测量Qc对应的6管脚的电压。看是否有时会有高电平。 六、测试结果 接上+5V电源，在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灯灭。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关拨在暂停位置上时，计