数字电子技术课程设计篮球24秒计时课程设计.docx
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数字电子技术课程设计篮球24秒计时课程设计
数字电子技术课程设计
报告
题目:
篮球竞赛24S计时器
*********
专业:
光电信息科学与工程
班级:
132班
学号:
1********
任课老师:
刘念
篮球竞赛24S计时器
前言
计时器概述
数字电子技术课程设计是数字电子技术学习中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,是真正锻炼学生能力的一个环节。
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,同时应用了七段数码管来显示时间。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便地实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。
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,使设计起来更加简单、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。
一、设计任务及要求
1设计任务
本设计主要能完成:
在篮球比赛中,规定球员的持球时间不能超过24秒,否则就犯规了。
本课程设计“篮球24秒计时器”可用于篮球比赛中,用于对球员持球24秒的限制。
一旦球员持球时间超过24秒,他就报警。
2设计要求
1、电路具有时间显示功能,
2、要求电路为24秒递减计时,;
3、元器件及参数选择
4、要求外部开关控制清零,暂停和复位,;
5、电路仿真与调试;
3、主要器材:
1、七段共阴极数码2个
2、74LS192D
3、74LSO8D
4、74LSOOD
5、蜂鸣器
6、发光二极管
7、脉冲信号源
8、单刀双掷开关。
(4)编写设计报告
写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心
得体会。
二、电路框图及工作原理
1、信号发生器
脉冲的发生由时钟信号源提供
2、计数器
计数器由两片74LSl92同步十进制可逆计数器构成。
74LSl92功能简介如下:
具有清除和置数等功能,其引脚排列及逻辑符号如下。
其中
为置数端,CPU为加计数端,CPD为减计数端,
为非同步进位输出端,
为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,MR为清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其中A、B、C、D为置数输入端,~LOAD为置数控制端,CLR为清零端,UP为加计数端,DOWN为减计数端,QA、QB、QC、QD为数据输出端,~CO为非同步进位输出端,~BO为非同步借位输出端。
本设计实验为利用减计数端输入秒脉冲信号,进行减法计数,也就是倒计时。
这时计数器按842l码递减进行减计数。
利用借位输出端~BO与下一级74LSl92的DOWN端连接,实现计数器之间的级联。
利用置数控制端~LOAD实现异步置数。
当CLR=0,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数据,即QDQCQBQA=DCBA。
24循环的设置为,十位片的DCBA=0010,个位片的DCBA=0100。
3、电路框图
24秒计时器包括秒脉冲发生器、计时器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能。
而控制电路完成计数器的直接清零、启动、计数、暂停计数。
秒脉冲发生器产生的信号是时钟脉冲和定时标准。
译码显示电路由74lL和共阴极七段LED组成
24秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路(简称控制电路)等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
。
经过对电路功能的分析,整个24秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、控制电路、报警电路组成。
4、译码部分
由74LSl92D直接输出给4线输入的7段数码管进行显示,这样构成的电路更加简单。
5报警电路
当借位输出端~BO输出为低电平时,发光二极管LED2发光,同时在该处连一个蜂鸣器发出报警声。
6控制电路。
控制电路用来完成计数器的清零、启动和暂停/继续计数。
与非门U7A、实现计数器的复位、计数和保持“24”,以及声、光报警的功能。
开关功能说明如下。
开关A:
清零开关。
A处于高电平时,计数器自动清零,控制电路发出声、光报警信号,计数器保持“0”状态不变,处于等待状态;当A处于低电平时,计数器开始计数。
开关B:
暂停开关。
当“暂停/连续”开关处于“暂停”(开关B接低电平)时,计数器暂停计数,显示器保持不变;当此开关处于“连续”(开关B接高电平)时,计数器继续累计计数。
开关C:
手动复位开关。
当开关C接低电平,不管计数器工作于什么状态,计数器立即复位到预置数值,即“24”;当开关C接高电平时,计数器从24开始计数。
三、各功能块电路图
1、复位电路
2、显示电路
3、清零电路
4、脉冲发生电路
5、产生计数电路
它的计数原理是:
只有当低位
端发出借位脉冲时,高位计数器才作减计数。
当高、低位计数器处于全零,且
为0时,置数端
=0,计数器完成并行置数,在
端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环减计数。
四、安装调试
首先在纸上画出电路图,根据电路图连接电路。
完成后进行调试,调试时先按着模块进行各模块调试,后进行整体电路调试,当发现问题时,要分析其原因,更换原件或重新连线,保证电路正常运行。
五、总接线元件布局简图
篮球竞赛24S计时器仿真电路如下
六、结论
本设计主要通过模块化思想,逐步实现设计所需达到的功能要求:
时钟模块为减计数提供一个频率为1Hz的脉冲信号,从而实现计数器计数间隔为1秒钟;
计数、译码显示模块主要是为了达到能显示减计数功能;
报警模块是为了实现当减计数到零时发出光电报警信号;
控制模块主要是为了实现计时器的启动、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器消隐端,从而可以实现显示译码器灭灯;通过暂停/连续开关从而实现断点计时功能。
至此,本设计能完成所有任务及要求。
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- 关 键 词:
- 数字 电子技术 课程设计 篮球 24 计时