记分牌数电实训.doc

数字逻辑电路实训报告专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 张 涛 学 号： 1352310113 指导教师： 于新业、梁桂英、马姝靓 2015年7月 5日电子记分牌电路的设计与制作1 整机设计1.1 设计要求1.1.1设计任务各类比赛用的电子记分牌是一种常见的数字电路，比赛时可以实时显示双方比分，是显示比赛进程的重要依据，也是观众注意的焦点。记分牌的功能是记录比赛一方的分数，即从零分开始，得分时家一分，失分时减一分，并显示累计的分数。1.1.2性能指标要求1、设计一个比赛记分牌，用2位LED显示比赛一方的分数。2、有得分按键，每按键一次加一分，并用数码管显示累计的分数。3、当累计分数超过9而进位时，亮进位指示灯。4、扩展要求：完成电子记分牌一键加2分功能，甚至是加三分。1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1基本原理利用主芯片LS192作为主要计数芯片，通过外围的译码电路和控制电路实现一个简易的记分器，因此电路记分牌组成是由按键、单稳电路、计数器译码、驱动电路、显示器几个部分组成。它能实现加1减1清零的的功能。1.2.2总体框图显示器译码驱动电路单稳电路计数器电路按键2 各功能电路实现原理及电路设计 2.1 555芯片单稳态电路单稳态电路主要功能是能够延时有效的防止按键的抖动，其中1脚为GNG、2脚为触发、3脚为输出、4脚为复位、5脚为控制电压、6脚为门限（阀值）、7脚为放电、8脚为电源电压VCC。2.2 74LS192计数器 图中：为置数端，为加计数端，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，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端P3-P1为0000，U5芯片5脚接按键实现加计数，当道1001时进位端12脚产生一个负跳变给U1加计数端CPU实现进位。同理减计数时当U5芯片的TCD到0000时产生负跳变给U1减计数端口CPD实现借位。2.3 4511译码器4511是一个用于驱动共阴极数码管显示的BCD七段译码器；其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。 CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。3 制作与调试过程 制作：利用老师给的原理图用电脑的protel99se画原理图，然后根据原理图画PCB，之后打印、制版、腐蚀、打孔、焊接。调试：1、 从左往右首先将与非门的5脚接高电平（可以不接74160，把74160的14脚接高来实现）2、 测量第一片74LS192各个输入管脚的电平是否正常（需要知道正常是高还是低，自己查，答辩时候会问）3、 测量按键管脚是不是在按键按下的时候电平会变化4、 测量192的3脚输出，加减计数（1）时电平应该会变化，否则192电路不对5、 另一篇192同样的方法检测6、 192正常后可以看4511芯片，测量192的输出如果是0000的话，4511的输出应该是a=b=c=d=e=f=1，其余为0，否则4511错误7、 4511一般不会出错但是数码管可能不亮或乱码，原因是数码管封装错误。8、 成功后测量555电路，示波器观测555的输出3脚，调节电位器使之输出周期方波，频率100Hz以上，占空比无所谓。9、 接上160芯片，注意14脚刚才测试用的接高应该去掉10、 按下160的按键，14脚应该输出两个周期的波形（示波器观测）从右往左方法基本相同，先看4511输出正常没，把192取下，abcd接地数码管应该显示0，4511电路一般那不会错，数码管封装容易错。数码管正常了便可测试192，也是先测量电平，如果能计数则数码管可以看到计数结果了。4 电路测试 4.1 测试仪器与设备 万用表4.2 功能测试 先测试电源，用万用表测试上学期做的功放版的输出端电压，测试结果大约为5V，即电源正常。接上电路，两个数码管全亮，按下按键S2,其中一个数码管随着按键自加1，当9加到0时另一个数码管自加1，此时LED亮一下，即自加正常。按下S1，发现自检不是逐个减1的，后来在S2和电阻之间加了一个10UF的电容之后，自减1就正常了。按下按键S1。两个数码管显示0，即实现清零功能。5 实训心得体会 忙碌两周的实训暂时告一段落了，通过这次的实训把原本快要忘记的protel软件又重新捡了起来，现在我对这个软件又了更