数字电路电子钟及篮球比赛24秒计时器课程设计湖南工业大学

湖南工业大学电气与信息工程学院湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋电气与信息工程 学院（系、部） 20152016 学年第 1 学期 课程名称 电子技术课程设计 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 学号 题 目 电子钟及篮球比赛 24 秒计时器设计 成 绩 起止日期 2015 年 11 月 16 日 2015 年 11 月 20 日目 录 清 单序号 材 料 名 称 资料数量 备 注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13 课程设计图纸 16 张4 总计资料56湖南工业大学电气与信息工程学院湖南工业大学课程设计任务书2015 年 2016 学年第 1 学期电气与信息工程 学院（系、部） 电气及其自动化 专业 班级课程名称： 电子技术课程设计 设计题目： 电子钟及篮球比赛 24 秒计时器设计 完成期限：自 2015 年 11 月 16 日至 2015 年 11 月 20 日共 1 周内容及任务一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法，且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。二、数字时钟设计要求（1）设计指标1、时间以 12 小时为一个周期；2、显示时、分、秒；3、具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；4、计时过程具有报时功能，当时间的分钟数为你的学号的最后 2 位时进行灯光报时；5、脉冲信号由 555 震荡电路提供，选择合适的元件参数。（2）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图） ；2、元器件及参数选择；3、列出实验数据和时序波形；4、电路仿真与调试（用 EWB 软件） 。湖南工业大学电气与信息工程学院（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。三、篮球比赛 24 秒计时器（1）设计指标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、将 24 秒递减计时器改为 24 秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。（2）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图） ；2、元器件及参数选择；3、列出实验数据和时序波形；4、电路仿真与调试（用 EWB 软件） 。（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。三、设计工作量电子钟电路设计说明书一份；电子钟电路原理图一份；篮球比赛 24 秒计时器设计说明书一份；篮球比赛 24 秒计时器原理图一份；起止日期 工作内容2015.11.16 讲授设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目。2015.11.17-19 学生进行设计2015.11.20 学生修改、打印设计报告进度安排主要参考资料（1）康华光 电子技术基础 模拟部分（第五版） 高等教育出版社 2007 年指 导 教 师 （签字）： 年 月 日系 （ 教 研 室 ） 主 任 （ 签字）： 年 月 日湖南工业大学电气与信息工程学院4电子技术课程设计设 计 说 明 书起止日期： 2015 年 11 月 16 日 至 2015 年 11 月 20 日学 生 姓 名 班 级 学 号 成 绩指 导 教 师 (签 字 )电气与信息工程学院（部）电子钟设计湖南工业大学电气与信息工程学院5电子钟设计一、设计目的及要求1、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法，且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。2、设计要求（1）设计指标1、时间以 12 小时为一个周期；2、显示时、分、秒；3、具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；4、计时过程具有报时功能，当时间的分钟数为你的学号的最后 2 位时进行灯光报时；5、脉冲信号由 555 震荡电路提供，选择合适的元件参数。（2）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图） ；2、元器件及参数选择；3、列出实验数据和时序波形；4、电路仿真与调试（用 EWB 软件） 。（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。湖南工业大学电气与信息工程学院6二、设计任务（一） 、选用的芯片及说明1.74LS192 的引脚图及功能表如下图 1 所示。图 12.74LS4874LS48 的引脚图及功能表如下图所示。湖南工业大学电气与信息工程学院73. 555 定时器555 的引脚图及内部电路和功能如下图。湖南工业大学电气与信息工程学院8上图是 555 定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器 A1、A 2，一个 RS 触发器，一个放电三极管和三个 5K 电阻的分压器而构成。它的各个引脚功能如下：1 脚：外接电源负端 VSS 或接地，一般情况下接地。8 脚：外接电源 VCC，双极型时基电路 VCC 的范围是 4.5 16V，CMOS 型时基电路 VCC 的范围为 3 18V。一般用 5V。3 脚：输出端 Vo2 脚： 低触发端TL6 脚：TH 高触发端表 2 555 定时器的功能表清零端 DR高触发端TH低触发端 TLQn+1 放电管T 功能0 0 导通 直接清 零1 CV32C310 导通 置 01 1 截止 置 11 C32C31Qn 不变 保持4 脚： 是直接清零端。当 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论 、TH 处于何电DRDR TL平，时基电路输出为“0” ，该端不用时应接高电平。5 脚：V C 为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只 0.01F 电容接地，以防引入干扰。7 脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。湖南工业大学电气与信息工程学院9在 1 脚接地，5 脚未外接电压，两个比较器 A1、A 2 基准电压分别为 的情况下，CV31,2其功能如表 2：（二） 、各个分电路说明1.计数器秒脉冲信号经过 6 级计数器，分别得到“秒”个位、十位、 “分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。 “秒” “分”计数器为六十进制，小时为十二进制。1.1 六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到 60 秒时产生一个进位信号，所以，选用两片 74LS192 组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。其中， “秒”十位是六进制， “秒”个位是十进制。如图 1-1 所示。湖南工业大学电气与信息工程学院10图 1-1（60 进制计数构造）1.2 十二进制计数“12 翻 1”小时计数器是按照“0102031011000102”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，它是