数电课程设计《篮球24秒》

广东海洋大学寸金学院数字电子技术课程设计 论文题目： 篮球24秒倒计时计数器 系 别： 信息技术系 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： _姓 名： _学 号： _指导老师： - _职 称： - _日 期： - _ 广东海洋大学寸金学院教务处制1广东海洋大学寸金学院数电课程设计论文目 录目 录I摘 要II第1章引言41.1设计任务要求41.2设计主要技术指标4第2章设计思想以及设计流程52.1 设计思想52.2 设计流程5第3章电路功能的实现方案63.1 秒脉冲计数器63.2 芯片功能介绍6第4章电路设计的原理图以及总电路图104.1计数器原理104.2 显示电路原理104.2 控制电路原理114.3 总电路原理13第五章 EDA仿真结果14第六章 设计结果的说明175.1 说明本设计的特点175.2 说明本设计的缺点以及改进方案17结束语18致 谢19参考文献20摘 要在各小学、中学、高中、大学中，篮球比赛是司空见惯的，但是在NBA比赛中为了加快比赛节奏，规定无论哪一方拿到球后在24秒内必须进行一次投篮，否则犯规。本设计利用了74LS192同步十进制可逆计数器芯片以及多路门电路设计了篮球24秒倒计时计数器，设计简单，经济实惠，可循环使用。关键词： 74LS192 倒计时计数器IIIAbstract In the primary school, middle school, high school, University, it is quite common for the basketball game, but in the NBA game in order to speed up the game, rules regardless of which side of the ball over 24 seconds after it must conduct a shot, or foul.This design uses the 74LS192 synchronous decimal reversible counter chip and multiplexing gate circuit design basketball 24 seconds countdown counter, design simple, affordable, can be recycled.Key Word :74LS192 Countdown counter第1章 引言1.1设计任务要求掌握小型数字系统的设计方法、组装、和调试技术，将孤立、零碎的电路及电子学知识融汇到实际产品中去。巩固数字电子技术所学的理论，着重解决工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力。实现74LS192芯片以及多路门电路实现篮球24秒倒计时计数器。1.2设计主要技术指标 、能实现从24到0的倒计时、能实现复位、启动、暂停等功能。 第2章 设计思想以及设计流程2.1 设计思想经过对电路功能的分析，整个篮球24秒倒计时计数器可有秒脉冲、计数器、显示器、各路门电路构成，同时根据需要也可以加上报警装置等元器件。2.2 设计流程个位显示器十位显示器 控制电路秒脉冲计数器计数器第3章 电路功能的实现方案3.1 秒脉冲计数器利用时间的计算 T=1/f，想要得到一秒的脉冲就需要f大概等于1Hz。秒脉冲计数器可以利用555定时器加辅助电路元件电阻R和电容C组成多谐振荡器，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C,也可以用CP脉冲信号，本设计为了简化电路便使用了仿真软件中具有的脉冲信号，具体待后介绍。但是用仿真软件里面的秒脉冲有个缺点就是当你用1HZ是并不是实际的1S，必须设置为50HZ的时候才差不多跟实际的1S接近，所以便设置了脉冲的频率为50HZ。3.2 芯片功能介绍在数字电路中计数器多种多样，本设计的计数器由两片74LS192同步十进制可逆计数器构成。74LS192芯片的介绍如下：74LS192引脚图（a） 74LS192逻辑符号(b)74LS192芯片具有清除和置数等功能，其引脚以及逻辑符号如上图(a)、(b)所示，其中PL为置数端，CPu为加计数器，CPd为减计数器，TCu为非同步进位输出端，TCd为非同步借位输出端。74LS192芯片的功能表如下：74LS192芯片逻辑功能表如下：74LS192芯片逻辑图如下：在仿真multisim 10.0中74LS192芯片的图形符号如下图所示：其中A、B、C、D为置数输入端，QA、QB、QC、QD为数据输出端，LOAD为置数端、CLR为清零端，UP为加计数端，DOWN为减计数端，BO为非同步借位输出端，CO为非同步进位输出端。第4章 电路设计的原理图以及总电路图4.1计数器原理本设计利用减计数端输入秒脉冲信号进行减法计数，也就是设计的核心要求倒计时，利用U2芯片的BO端与U1芯片的DOWN端连接，实现计数器的级联。利用计数器置数控制端LOAD实现异步置数，当CLR=0时，且LOAD为低电平时，不管UP和DOWN时钟输入端的状态如何，将使计数器的输出等于并行输入端的暑假也就是说QDQCQBQA=DCBA。刚开始的24秒显示为十位显示器：QDQCQBQA=0010；个位显示器：QDQCQBQA=0100。4.2 显示电路原理本设计刚开始本想用74LS138译码显示输出的，但考虑到74LS138译码器是低电平输出不太好实现电路的功能，又改变想用74LS48译码器译码输出显示，因为74LS48译码器是高电平输出，实现起来比较容易，但是最后经修改之后，发现74LS192可以直接输出4接口的显示器，于是便采用了74LS192芯片作为译码显示。该芯片介绍已经在上文介绍，这里便不再介绍。 计数器电路图 显示电路图4.2 控制电路原理控制电路只要用来实现包括计数器的复位、清零以及暂停等功能。电路中利用与非门电路组成RS触发器，实现计数器的复位、计数以及保持“24”显示等功能。开关A：启动开关，A处于高电平时，当计数器减计数到0时，计数器保持“24”显示不变，处于等待下一次计数的状态；当A处于低电平时，计数器开始计数。开关B：暂停开关，当开关拨到低电平时，断开CP脉冲，暂停计数，当开关回拨后，计数继续。开关C：复位开关，当开关C处于低电平时，不管计数器工作处于什么状态，计数器立即复位到“24”显示的状态；当开关C处于高电平时，计数器从24开始计数。 RS触发器 启动开关A接GND 暂停开关B 复位开关C4.3 总电路原理 第五章 EDA仿真结果刚开始显示器显示“24”，仿真后第六章 设计结果的说明5.1 说明本设计的特点本设计采用了两片74LS192芯片作为计数器，实现了显示器从24秒倒计时到0秒，本设计本着设计简单化，功能多样化，资金节省化的理念，可各种场合的篮球比赛中等使用，不仅经济而且实用。5.2 说明本设计的缺点以及改进方案古往今来，什么东西都是有其的两面性的，有特点当然也有缺点，本设计的缺点就是启动开关那里如果A处于电平的时候倒计时计数，有时候会倒计时到0时又从99倒计时到0。若想改进这个缺点，必须再考虑一下电路的完整性。结束语本文是一篇关于用数字电子技术实现循环彩灯的论文，设计中使用到了74LS912芯片以及多路门电路。在设计过程中我通过在网上和图书馆查阅资料，收集了关于电子设计的资料，通过对这些资料的学习，我了解了各芯片的功能原理、使用及其注意事项。本次课程设计除了让我回顾以前学过的知识外，也使我学习到了新的东西。这次课程设计可以说是对数字电子技术基础的学习总结。本次课程设计完成的主要工作和任务如下：对设计方案的理论研究，芯片的合理选用，硬件电路的设计，multisim 10的设计仿真，元器件的选择以及电路的调试，通过对本课题的研究我有以下几个方面的收获： （1）学习与掌握了数字电子技术基础的基本原理及其各种应用，对各种芯片跟元器件有较深入的认识。 （2）对LED灯实现循环有了一定的认识，能够初步掌握数电技术。 （3）通过对电路原理图的设计以及multisim 10.0的仿真 （4）本设计重点在于电路原理图的设计跟EDA仿真的应用，因此在设计过程中使自己在大学数字电路知识得到了巩固，同时提高了解决实际问题的能力跟自学能力。 由于时间仓促，再加上本人水平有限，本文不免有很多错误，恳请各位读者批评指正。20致 谢在我的课程设计与论文完成过程中，得到了很多人的帮助与支持。首先，最感谢的是我的指导老师叶伟慧老师，他以严谨的治学态度、做研究全力以赴的精神，对我课程设计和论文的写作给予悉心指导，提出了许多批评建议，使