数字电子技术课程设计

1、数字电子技术课程设计设计题目：篮球竞赛30s计时器的设计 专 业：电子信息科学与技术专业 班 级： 2014级 学生姓名： 孙 月 学 号： 14214125 指导教师： 杨伟（高级实验师） 2015年12月篮球竞赛30s计时器的设计 摘 要：本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了数码管来显示时间。此计时器有启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。此计时器的设计采用模块化结构，主

2、要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。关键词：计时器；光电报警；模块化1 设计任务 （1）具有显示30s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）计时器为30s递减计时器，其计时间隔为1s； （4）计时器递减计时到零时，数码显示其不能灭灯，同时发出光电报警信号。 2 电路设计与参数计算 （1）设计目的 掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及篮球竞赛30

3、秒计时器的设计，使得学生将所掌握的电子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培养学生的学习兴趣。 （2）设计步骤与要求 a.根据原理图分析各单元电路的功能； b.熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； c.进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； d.写出完整、详细的课程设计报告 (3）电路设计 a.根据30s计时器的总体参考方案框图进行设计，如图1所示。图1 30s计时器的系统化设计框图b.逻辑电路如图2所示。 图2 篮球竞赛30s计时器逻辑电路c.计数器：计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192b端。两片74LS1

4、92构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（0011 0000）=（30）10，只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。1片74LS192构成1秒减计数电路（即个位）。74LS192的引脚图如图2所示，功能表如表1所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPU=1，计数脉冲加入个位74LS192引脚CPD脚，当减计数到零时，个位74LS192的co端发出错位脉冲，使十位计数器减计数，当高、低计数器处于全零时，CPD(DWN)端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下次

5、循环减计数。 图2 74LS192引脚图 引出端符号 TCD 错位输出端（低电平有效） TCU 进位输出端（低电平有效） CPD 减计数时钟输入端（上升沿有效） CPU 加计数时钟输入端（上升沿有效） MR 异步清除端 P0P3 并行数据输入端PL 异步并行置入控制端（低电平有效）Q0Q3 输出端 74LS192功能表： 表1 74LS192功能表 d.译码显示电路：主要由74LS48译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过技术企加到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从30递减到0的计数器显示功能。3 电路仿真与分析（1）采用仿真软件Multisim12.0对篮球竞赛30秒计时器电路进行仿

6、真分析、调试，从而实现电路的优化设计。仿真软件Multisim12.0仿真的电路图如图3、图4、图5所示。 图3 篮球竞赛30秒计时器仿真电路图1图4 篮球竞赛30秒计时器设计仿真图2图5 篮球竞赛30秒计时器设计仿真图3 （2）首先开关A、S都是闭合，打开开关A，从30s开始递减，间隔为1s；打开开关S，计时暂停，闭合继续计时；关闭开关A，清零。计时时的赫兹为1000HZ。4 电路安装与调试（1） 在安装电路之前，对所选用的数字集成电路器件，应进行逻辑功能检测，以避免因器件功能不正常而增加调试的困难。（2） 布线尽量使电源线靠近实验线路板的周边，以起一定的屏蔽作用； （3）导线的连接顺序是：

7、先接固定电平端的连线，如电源的正极、地线、各MSI电路的使能端、门电路的多余输入端及电平固定的某些输入端；然后按照电路中信号的流向顺序对所划分的子系统逐一布线、调试；最后将各子系统连接起来。 （4) 实物连接如图6、7、8、9、10所示： 图6 实物连接图1 图7 实物连接图2 图8 实物连接图3 图9 实物连接图4 图10 实物连接图5 5 设计总结 这次的课程设计，让我受益良多，持续两周的设计时间，酸甜苦辣尽在其中，从一开始没头没脑的分析仿真图，电路接线，电子元器件的功能引脚图，到最后游刃有余的完成这次报告，中间有不少的绊脚石，然而，这些问题却一直将我越挫越勇，通过请教老师、同学，以及上网搜索各种资料，加上自己好几次熬夜分析、仿真、调试、运行、修改，总算是功夫不负有心人，在接下来一周的实物连接中，我也会和小组同学协作，认真对待，一步一个脚印，从中感受课程设计带给我的那些书本上没有的知识和启发。 参考文献：1康华光.电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001 2谢自美.电子线路设计.实验.测试M（第2版）.武汉：华中科技大学出版社，2000.3张玉璞.李庆常.电子技术课程设计M.北京：北京理工大学出版社，2005.4刘修文.实用电子电路设计制作M.北京：北京中国电力出版社，2005.5阎石.数字电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社，1998.数字电子技术