蓝球竞赛30秒倒计时论文.doc

电 子 技 术课程设计报告书题 目：蓝球竞赛30秒倒计时电路姓 名： 田 双学 号： 103621057 指导老师：范 素 勤设计时间：2012年6月1号6月8号电子与信息工程学院2目 录篮球竞赛30秒倒计时电路11、设计任务与要求12、设计原理与电路12.1总体框图1 2.2 主要参考元器件.12.3 单元电路的设计.22.4 篮球竞赛30秒定时器的工作原理、完整电路图.43、组装与调试54、设计总结55、主要元件资料66、附 录67、参考文献8蓝球竞赛30秒定时电路 电子技术课程设计篮球竞赛30秒倒计时电路1、 设计任务与要求 设计一个30s计时电路，并且有时间显示功能。 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。 要求计时电路递减计时，每隔1s，计时器减1。 当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。2、 设计原理与电路2.1 总体框图分析总体框图的功能，描述总体框图的工作过程。秒脉冲发生器计 数 器译码 显 示报警 电 路控 制 电 路外部操作开 关定时到信号30s定时器的总体参考方案框图如上。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）等五个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s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。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，电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多些振荡器构成。译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在试验中可用发光二级管代替。2.2 主要参考元器件NE555 74LS48*2 74LS192*2 74LS10 74LS00 2.3 单元电路的设计给出单元电路图，分析各单元电路的功能，记录各单元电路的功能（1）8421BCD码递减计数器 计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。下面是74LS192的外引线排列图及时序波形图。 图中CPU、CPD分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升端有效图中CPU、CPD分别是加计数、减计数的是脉冲输入端（上升沿有效）。LD是异步并行置数控制（低电平有效），CO、BO分别是进位、借位输出端（低电平有效），CR是异步清除端，D3D0是并行数据输入端，Q3Q0是输出端。由功能表可以看出，当=1，CR=0，CPD=1时，如果时钟脉冲加到CPU端，则计数器在预置数的基础上进行加法计数，当计数到9（1001）时，端输出进位下降沿跳变脉冲；当=1，CR=0，CPD=1时，如果有时钟脉冲加到CPD端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数器，如图3所示。图中预置数为（0010 0100）8421BCD=（24）10。只有当低位1端发出借位脉冲，高位计数器才做减计数。当高，低位计数器全为零时，且CPD为0时，置数端 2，计数器完成并行置数，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器进入下一轮循环减计数。（2）辅助时序控制电路为了保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。从系统的设计要求可知，控制电路要完成以下四项功能。1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。2）当启动按键闭和时，控制电路应封锁时钟信号CP（脉冲信号），同时计数器完成置数功能，显示器显示30s字样。当启动按键释放时，计数器开始减法计数。3）当暂停/连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停/连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应采取消斗措施，以防止机械震动造成电路工作不稳定。4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持不变。按照以上要求设计如下图示电路，图中S2拨向清零端时，74LS192的CR=1，计数器清零；当S2拨向工作端时，CR=0，计数器进入工作状态，这时，若按下启动按键S1，计数器置数，若释放S1，则计数器在置数的基础上开始递减计数。当S3拨向连续端时，G4输出为高电平，此时如果BO=1，则将G2打开，秒脉冲进入计数器，计数器进行连续计数；当S3拨向暂停端时，G4输出低电平，将G2封琐，计数器没有计数脉冲送入，暂停计数。当计数器计数满24个脉冲，高位计数器（N5）的BO端输出低电平，一方面将G2封锁，另一方面点亮发光二极管，发出报警信号。需要说明的是，当N5计数到0时输出的借位信号持续的时间很短，为了使得报警发光二极管在报警状态持续足够的时间，可用所存器将错位脉冲锁存起来，也可以用单稳态电路将 借位脉冲的宽度展到足够宽，然后用锁存或展宽后的信号控制报警电路。2.4 篮球竞赛30秒定时器的工作原理、完整电路图3、 组装与调试组装： A,画PCB板时，要注意1.要尽可能少飞线2.要布局美观紧凑3.元器件不要对称翻转。B,在打印前要对着原理图检查所画PCB是否正确。C,组装前先熟悉各实物元件的性质，将元件实物于电路板相应照，做到焊接时心中有数。D,焊接时要细心，看清芯片缺口方向和极性电容发光二极管正负极位置；焊接过程中防止虚焊漏焊和非相连处粘连，防止飞线连错，等等。调试： 在我的调试过程中，共阴八段二极管不亮，经检查发现有a -GND未连接，b-数码管f脚没连接，其他正常。结果： 30S倒计时正常工作；清零，工作，暂停，连续功能能实现；总体性能稳定。4、 设计总结课程设计很辛苦也很有挑战的乐趣，最终的成功是老师和同学共同努力的结果，那块小小的电路板就像我出世的宝贝，不过我没有激动，只是甜甜的欣慰。在此次设计中，将电路原理图画出来后，经过很长时间才将PCB制作出来。通过此次电路设计，不仅加深了对课本知识的认识理解，对电路设计方法和实际电路连接也有了一定的初步认识。这让我学到了很多书本上所学不到的知识，使我获益良多。同时在实验的过程中让我明白了无论做什么事都需要细心和耐心，比如在实验过程中我们的设计是无论如何也不可以出差错的，哪怕是一丁点的错误也会影响到实验的最终结果，这就要求我们细心细心再细心，认真认真再认真。设计中有太多的不懂和陌生，但是我会多看、多问、多学，在规定的时间尽善尽美的完成，把自己的能力发挥到最大限度。 这个课题设计的过程让我学习、工作的思路有了更为明朗的认识：它是站在一定高度上去工作的，眼界要放宽，思路要开阔，内容要饱满。我曾经也做过不少课程设计，但都是局限在课本中，而这次实验设计，能够让我走出来，积极的参与到实验设计的讨论中去，学习和听取别人的意见，用一个积极上进、激情乐观的态度面对每一天的实验设计生活，尽管几乎全天都是在实验室里，我也不会觉得枯燥，这也是一种生活的体验。虽然此次的设计已经完成，但是从中学到的东西让我受益匪浅，我相信这些东西对我以后踏入社会找到工作后仍然会有所帮助。5、 主要元件资料给出主要芯片的引脚图；功能表。 555引脚图： 74LS48引脚图： 6、 附 录附录A；元件清单附录B；作