数字电子技术课程设计讲稿.ppt

数字电子技术 课程设计 课题一 篮球竞赛24秒计时器设计 设计要求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 蜂鸣器要报警 发光二极管亮灯 设计要求1 数字抢答器应具有数码锁存 显示功能 抢答组数分为八组 即序号0 1 2 3 4 5 6 7 优先抢答者按动本组开关 组号立即锁存到LED显示器上 同时封锁其它组号 2 系统设置外部清除键 按动清除键 LED显示器自动清零灭灯 3 数字抢答器定时为30秒 启动起始键后 要求 30秒定时器开始工作 蜂鸣器要短暂报警 发光二极管亮灯 4 抢答者在30秒内抢答 抢答有效 终止定时 30秒定时到 无抢答者本次抢答无效 系统短暂报警 发光二极管灭灯 课题二 数字抢答器设计 设计要求 1 准确计时 以数字形式显示时 分 秒的时间 2 小时计时采用24进制的计时方式 分 秒采用60进制的计时方式 3 具有快速校准时 分 秒的功能 课题三 数字电子钟设计 课题一 篮球竞赛24秒计时器设计 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 直接清零 启动 暂停 连续 通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形 分频获得1Hz的秒脉冲 如晶振为32768Hz 通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出 秒脉冲发生器 该电路主要核心元件是CD4060 CD4060是14级二进制计数器 分频器 它与外接电阻 电容 石英晶体共同组成振荡器 石英晶体产生215 32768Hz的脉冲信号 经CD4060进行14级二分频后 获得2Hz的脉冲信号 再经过一级D触发器 74LS74 二分频后 输出获得1Hz的时基秒脉冲 表1CD4060的功能表 秒脉冲发生器 将R2用一个可变电阻代替即可将周期T调节至1s 该电路容易受温度及电阻电容精度影响 误差较大 适用于粗略的场合 74LS192 74LS192 当按下启动开关 时 置数端得到有效电平 给十位置2 个位置4 同时 与门打开 秒脉冲进入芯片 减计数时钟输入端4号脚 开始减计数 当芯片 减为0时 13号脚即产借位信号 同时为芯片 的4号脚提供减计数时钟有效沿 如此实现 秒倒计时 译码显示模块 74HC4511功能表 报警电路 采用光电报警 当倒计时为0时 发光二极管亮灯 且蜂呜器发出响声 控制电路 由7474锁存器 74ls08二输入与门 74ls04非门 74ls02二输入与非门 4002四输入与非门组成及三个开关组成 当按下启动开关 时给74ls192置数端提供有效低电平 同时给7474琐存器提提供有效沿 将 端的 1 存入 使 端输出 1 当倒计时至0时74ls192芯片 产生借位 经过反相器将与门打开 即可报警 当按下暂停 连续开关 时 为4511 锁存引脚提供有效高电平 将显示信与锁存 同时将秒脉冲截断 使计数保持 当按下清零灭显示器开关 时给两片74ls192芯片清零端 提供有效高电平 将计数值清零 同时经过反相器给4511 段码显示译码器灭灯端 提供有效低电平使显示器灭灯 设计要求1 数字抢答器应具有数码锁存 显示功能 抢答组数分为八组 即序号0 1 2 3 4 5 6 7 优先抢答者按动本组开关 组号立即锁存到LED显示器上 同时封锁其它组号 2 系统设置外部清除键 按动清除键 LED显示器自动清零灭灯 3 数字抢答器定时为30秒 启动起始键后 要求 30秒定时器开始工作 蜂鸣器要短暂报警 发光二极管亮灯 4 抢答者在30秒内抢答 抢答有效 终止定时 30秒定时到 无抢答者本次抢答无效 系统短暂报警 发光二极管灭灯 课题二 数字抢答器设计 它包括定时电路 门控电路 译码显示电路 8线 3线优先编码器 RS锁存器和报警电路等六个部分组成 其中定时电路 门控电路 译码显示电路及8线 3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要 当启动外部操作开关 起始键 时 定时器开始工作 同时打开门控电路 输出有效 8线 3线优先编码器等待数据输入 在定时时间内 优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上 与此同时 门控电路输出无效 8线 3线优先编码器禁止工作 若定时到而无抢答者 定时电路立即关闭门控电路 输出无效 封锁8线 3线优先编码器 同时发出短暂报警信号 1 8 3编码器CD4532 8个按键 按下为1 不按为0 D7 D0 有按键 或门输出为1 Q2 Q1 Q0出现000 111 封锁编码器的条件 有键按下后 无键按下 但30s到了 GS输出为1 2 D触发器7474 按键编码Q2 Q0被存储在3个触发器的Q端 3 显示环节 1 A B C分别接3个触发器的Q端 2 注意无键按下时 数码管应没有显示 由4511七段码显示译码器和七段码数码管组成 电路组成与篮球竞赛24秒计时器的显示模块一样 4 30s定时电路 启动键S1 按下启动30s延时电路 LED亮 使能8 3编码器CD4511 30s延时电路是由555构成的单稳态触发器 30s期间3号脚输出高电平 30s到了输出低电平 从而去封锁8 3编码器 复位键S2 按下复位555 和3个触发器 5 报警电路 根据要求 启动时 短时报警 设计要求 1 准确计时 以数字形式显示时 分 秒的时间 2 小时计时采用24进制的计时方式 分 秒采用60进制的计时方式 3 具有快速校准时 分 秒的功能 课题三 数字电子钟设计 框图 秒脉冲产生环节和显示环节前面已经讲过 秒 分 时 计数器电路均采用双BCD同步加法计数器CD4518 加门电路就可以构成 分 秒为60进制 时为24进制 校时电路 秒 校时采用等待校时法 正常工作时 将开关S1拨向VDD位置 不影响与门G1传送秒计数信号 进行校对时 将S1拨向接地位置 封闭与门G1 暂停秒计时 标准时间一到 立即将S1拨回VDD位置 开放与门G1 分 和 时 校时采用加速校时法 正常工作时 S2和S3接地 封闭与门G3或G5 不影响或门G