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电子技术课程设计 篮球24秒计时器

电子技术课程设计报告

指导老师:邹莉华

班级:自动化082

姓名:廖雄成

学号: 0840*******

日期: 2011年1月13日

我的课题:篮球竞赛24秒计时器

(1) 综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题;

(2) 通过查阅手册和相关文献资料,培养学生独立分析和解决问题的能力;

(3) 进一步熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性,并掌握合理选用器件

的原则;

(4) 学会电路的设计与仿真;

(5) 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

【设计任务及要求】

1. 具有24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/连续功能。

3. 在直接清零时,要求数码显示器灭灯。

4. 计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。

5. 计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,同时发出光电报警信号。

6.用相关仿真软件(EWB或PROTEUS)对电路进行仿真

【设计原理】

24秒计时器的总体参考方案框图如下图所示。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。

24秒计时器系统设计框图

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不太高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路由74HC4511和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。

〖设计方案〗

分析设计任务,计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24s 计时功能,而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯。

当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP,同时计数器完成置数功能,译码显示电路显示“24”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,计数器停止计数,处于保持状态;当暂停/连续开关拨在连续时,计数器继续递减计数。

【设计步骤】

1.首先确定用74LS192做减数器.各端口接线如下图所示;74LS192两个

(图中为标号U1,U2)由个位的74LS192中的TCD来产生借位脉冲使十位中的数减一.

2.因设计要求中清零时要求灭灯,所以选择可以灭灯的译码器74HC4511(图中为标号

U1,U2)译码;然后选共阴级7段数码显示管两个;

3.选择用555组成多谐振荡器产生频率为1HZ的脉冲.即时钟电路.产生1S的脉冲.(图

中标号为U7).各端口接线如下图所示;

4.接下来便是控制电路了.为满足设计要求当数码显示管显示00时不再减数.用8输入

或非门(图中为U12)及或门(U9)来封锁555产生的脉冲信号.使其失效;

5.我所设计的电路中只要上电,数码管显示00并且保持.当按动启动开关K2时数码管

置数24并且开始减数.为满足这一要求,我选择了JK触发器(图中为U6)J接高电平,K 接低电平,触发前Q为低电平,Q非为高电平.一旦K2按下后产生一个下降沿.Q始终保持高电平.Q非始终保持低电平.在按的过程中PL端口所接电压为0.数码开始分别置数2,4.开始时行减数.;

6.清零按扭的设置.在74HC4511中只要BI端口所接电压为低电平数码管灭灯.此时再

用一个非门(图中为U5)产生一个高电平到074LS192中的MR(CR)使数码管所显示的数清零.

7.报警电路的设置.如下图所示,当数码管所显示的数减为00时,通过8输入或非门产生

高电平使LED灯亮,产生报警光电信号.

8.暂停开关的设置.当K3闭合时.555多谐振荡器无法产生脉冲.无减数脉冲.数码显示管

停止在所显示数的显示.

以下是课程设计的仿真:

我的课程设计心得:

我们的电子技术基础数字部分是在这学期1周开,到12周结束,自己在学习这门课的过程中对数电产生了浓厚的兴趣.现在理论课结束了,很想检验下自己目前的水平.这次的电子技术程设计便给了我一个实现的平台.在做课程设计的一周时间内,我有许多的体会和感想。作为一名自动化专业的大三学生,数电对于我们这个属于弱电方向专业的人来说很重要.可能我们终身都要与其打交道.我认为做电子技术课程设计是十分有意义的,并且十分必要。

这次我们的课程设计有四个内容可以选择:数字时钟.篮球24秒计时器.数字抢答器以及电子琴.真正实枪实弹干起来的时候才发现自己掌握的知识远远不够.所以在做设计的前期自己又把书中有关内容又看了一遍.为了让自己的设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在做电子技术课程设计,但我们不是艺术家,他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔,而我们一切都要有据可依,有理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。

从通过理论设计,到仿真软件仿真,再到确定具体方案。整个过程都需要我充分利用所学的知识进行思考、借鉴。可以说,本次课设是针对前面所学的知识进行的一次比较综合的检验。总的来说,这次课设虽然累,但非常充实。

在这次实习中,正确的思路是很重要的,只有你的设计思路是正确的,那你的设计才有可能成功。因此我们在设计前必须做好充分的准备,认真查找详细的资料,为我们设计的成功打下坚实的基础。

如果说前面电路的理论设计是一件多么令人头痛的事,那么安装、调试过程则是一个考验人耐心的过程,对电路的安装、分析、调试要一步一步来,不能急躁。因为是在仿真软件上较理论上还是存在一定的差距,仿真能出来结果的在实际电路不一定就能出来,这就需要我们有耐心,寻找一个比较正确的调试方法。

这次实习让我受益匪浅,无论从知识上还是其他的各个方面。上课的时候.只是从理论的角度去理解枯燥乏味。能够理论联系实际的学习,开阔了眼界,提高了数电知识的理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量,当遇到不会或是设计不出来的地方,我们就会在群里讨论或者是同学之间相互帮助。有了团结会有更多的理念、更多的思维、更多的情感。尽管我们在课堂学到的内容很有限,但在以后的学习中电子技术中还需要好好的深入研究和学习。最后感谢老师对我们的精心指导和帮助,感谢同学们对我的帮助.

总之.很感谢学院安排了这次课程设计,自己的确收获了不少.希望以后还有这样的课程设计.

自动化082

廖雄成

2011/1/13

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