数电课程设计《篮球24秒》.docx
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数电课程设计《篮球24秒》
广东海洋大学寸金学院
《数字电子技术》课程设计
论文题目:
篮球24秒倒计时计数器
系别:
信息技术系
专业:
电气工程及其自动化
班级:
_________________
姓名:
____
学号:
_________
指导老师:
-______
职称:
-____
日期:
-_____________
广东海洋大学寸金学院教务处制
目录
目录I
摘要II
第1章引言4
1.1设计任务要求4
1.2设计主要技术指标4
第2章设计思想以及设计流程5
2.1设计思想5
2.2设计流程5
第3章电路功能的实现方案6
3.1秒脉冲计数器6
3.2芯片功能介绍6
第4章电路设计的原理图以及总电路图10
4.1计数器原理10
4.2显示电路原理10
4.2控制电路原理11
4.3总电路原理13
第五章EDA仿真结果14
第六章设计结果的说明17
5.1说明本设计的特点17
5.2说明本设计的缺点以及改进方案17
结束语18
致谢19
参考文献20
摘要
在各小学、中学、高中、大学中,篮球比赛是司空见惯的,但是在NBA比赛中为了加快比赛节奏,规定无论哪一方拿到球后在24秒内必须进行一次投篮,否则犯规。
本设计利用了74LS192同步十进制可逆计数器芯片以及多路门电路设计了篮球24秒倒计时计数器,设计简单,经济实惠,可循环使用。
关键词:
74LS192倒计时计数器
Abstract
Intheprimaryschool,middleschool,highschool,University,itisquitecommonforthebasketballgame,butintheNBAgameinordertospeedupthegame,rulesregardlessofwhichsideoftheballover24secondsafteritmustconductashot,orfoul.Thisdesignusesthe74LS192synchronousdecimalreversiblecounterchipandmultiplexinggatecircuitdesignbasketball24secondscountdowncounter,designsimple,affordable,canberecycled.
KeyWord:
74LS192Countdowncounter
第1章引言
1.1设计任务要求
掌握小型数字系统的设计方法、组装、和调试技术,将孤立、零碎的电路及电子学知识融汇到实际产品中去。
巩固数字电子技术所学的理论,着重解决工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力。
实现74LS192芯片以及多路门电路实现篮球24秒倒计时计数器。
1.2设计主要技术指标
①、能实现从24到0的倒计时
②、能实现复位、启动、暂停等功能。
第2章设计思想以及设计流程
2.1设计思想
经过对电路功能的分析,整个篮球24秒倒计时计数器可有秒脉冲、计数器、显示器、各路门电路构成,同时根据需要也可以加上报警装置等元器件。
2.2设计流程
第3章电路功能的实现方案
3.1秒脉冲计数器
利用时间的计算T=1/f,想要得到一秒的脉冲就需要f大概等于1Hz。
秒脉冲计数器可以利用555定时器加辅助电路元件电阻R和电容C组成多谐振荡器,振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C,也可以用CP脉冲信号,本设计为了简化电路便使用了仿真软件中具有的脉冲信号,具体待后介绍。
但是用仿真软件里面的秒脉冲有个缺点就是当你用1HZ是并不是实际的1S,必须设置为50HZ的时候才差不多跟实际的1S接近,所以便设置了脉冲的频率为50HZ。
3.2芯片功能介绍
在数字电路中计数器多种多样,本设计的计数器由两片74LS192同步十进制可逆计数器构成。
74LS192芯片的介绍如下:
74LS192引脚图(a)74LS192逻辑符号(b)
74LS192芯片具有清除和置数等功能,其引脚以及逻辑符号如上图(a)、(b)所示,其中PL为置数端,CPu为加计数器,CPd为减计数器,TCu为非同步进位输出端,TCd为非同步借位输出端。
74LS192芯片的功能表如下:
74LS192芯片逻辑功能表如下:
74LS192芯片逻辑图如下:
在仿真multisim10.0中74LS192芯片的图形符号如下图所示:
其中A、B、C、D为置数输入端,QA、QB、QC、QD为数据输出端,~LOAD为置数端、CLR为清零端,UP为加计数端,DOWN为减计数端,~BO为非同步借位输出端,~CO为非同步进位输出端。
第4章电路设计的原理图以及总电路图
4.1计数器原理
本设计利用减计数端输入秒脉冲信号进行减法计数,也就是设计的核心要求—倒计时,利用U2芯片的~BO端与U1芯片的DOWN端连接,实现计数器的级联。
利用计数器置数控制端~LOAD实现异步置数,当CLR=0时,且~LOAD为低电平时,不管UP和DOWN时钟输入端的状态如何,将使计数器的输出等于并行输入端的暑假也就是说QDQCQBQA=DCBA。
刚开始的24秒显示为十位显示器:
QDQCQBQA=0010;个位显示器:
QDQCQBQA=0100。
4.2显示电路原理
本设计刚开始本想用74LS138译码显示输出的,但考虑到74LS138译码器是低电平输出不太好实现电路的功能,又改变想用74LS48译码器译码输出显示,因为74LS48译码器是高电平输出,实现起来比较容易,但是最后经修改之后,发现74LS192可以直接输出4接口的显示器,于是便采用了74LS192芯片作为译码显示。
该芯片介绍已经在上文介绍,这里便不再介绍。
计数器电路图显示电路图
4.2控制电路原理
控制电路只要用来实现包括计数器的复位、清零以及暂停等功能。
电路中利用与非门电路组成RS触发器,实现计数器的复位、计数以及保持“24”显示等功能。
开关A:
启动开关,A处于高电平时,当计数器减计数到0时,计数器保持“24”显示不变,处于等待下一次计数的状态;当A处于低电平时,计数器开始计数。
开关B:
暂停开关,当开关拨到低电平时,断开CP脉冲,暂停计数,当开关回拨后,计数继续。
开关C:
复位开关,当开关C处于低电平时,不管计数器工作处于什么状态,计数器立即复位到“24”显示的状态;当开关C处于高电平时,计数器从24开始计数。
RS触发器启动开关A
暂停开关B复位开关C
4.3总电路原理
第五章EDA仿真结果
刚开始显示器显示“24”,仿真后
第六章设计结果的说明
5.1说明本设计的特点
本设计采用了两片74LS192芯片作为计数器,实现了显示器从24秒倒计时到0秒,本设计本着设计简单化,功能多样化,资金节省化的理念,可各种场合的篮球比赛中等使用,不仅经济而且实用。
5.2说明本设计的缺点以及改进方案
古往今来,什么东西都是有其的两面性的,有特点当然也有缺点,本设计的缺点就是启动开关那里如果A处于电平的时候倒计时计数,有时候会倒计时到0时又从99倒计时到0。
若想改进这个缺点,必须再考虑一下电路的完整性。
结束语
本文是一篇关于用数字电子技术实现循环彩灯的论文,设计中使用到了74LS912芯片以及多路门电路。
在设计过程中我通过在网上和图书馆查阅资料,收集了关于电子设计的资料,通过对这些资料的学习,我了解了各芯片的功能原理、使用及其注意事项。
本次课程设计除了让我回顾以前学过的知识外,也使我学习到了新的东西。
这次课程设计可以说是对数字电子技术基础的学习总结。
本次课程设计完成的主要工作和任务如下:
对设计方案的理论研究,芯片的合理选用,硬件电路的设计,multisim10的设计仿真,元器件的选择以及电路的调试,通过对本课题的研究我有以下几个方面的收获:
(1)学习与掌握了数字电子技术基础的基本原理及其各种应用,对各种芯片跟元器件有较深入的认识。
(2)对LED灯实现循环有了一定的认识,能够初步掌握数电技术。
(3)通过对电路原理图的设计以及multisim10.0的仿真
(4)本设计重点在于电路原理图的设计跟EDA仿真的应用,因此在设计过程中使自己在大学数字电路知识得到了巩固,同时提高了解决实际问题的能力跟自学能力。
由于时间仓促,再加上本人水平有限,本文不免有很多错误,恳请各位读者批评指正。
致谢
在我的课程设计与论文完成过程中,得到了很多人的帮助与支持。
首先,最感谢的是我的指导老师叶伟慧老师,他以严谨的治学态度、做研究全力以赴的精神,对我课程设计和论文的写作给予悉心指导,提出了许多批评建议,使个人的课程设计和论文得以如期完成,在此致上最真挚的谢意。
感谢培养教育我的母校—广东海洋大学寸金学院!
最后,感谢我亲爱的家人,感谢他们在生活及情感上的容忍及包容,在我完成论文的学习生活中,默默的支持着我。
参考文献
[1]广东海洋大学寸金学院《数字逻辑电路》实验指导书
[2]唐治德,数字电子技术基础.科学出版社
[3]电路仿真软件EDA《multisim10.0》指导书
[4]74LS192芯片资料
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- 关 键 词:
- 篮球24秒 课程设计 篮球 24
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