成績 課程設計報告 題 目 籃球競賽24秒計時器 課 程 名 稱 數字電子技術 院 部 名 稱 機電工程 專 業 電氣工程及其自動化 班 級 09電氣 學 生 姓 名 學 號 課程設計地點 C201 課程設計學時 1周 指 導 教 師 金陵科技學院教務處制課程設計報告要求課題一、籃球競賽24秒計時器設計一、 設計要求二、 總體參考方案三、 單元電路設計. 秒脈沖發生器. 計數器. 譯碼顯示模塊. 報警電路. 控制電路四、 附圖說明各部分功能的實現. 開始狀態. 啟動、置數。. 保持. 滅顯示器. 報警 五、 整體電路圖 六、 實驗室調試 1.元件清單 2.調試過程 3.調試結果(附照片) 4.設計及調試心得體會注意：以上二、總體參考方案中要有設計框圖及文字表述，三、單元電路設計中的每一項要有仿真截圖及主要元件工作原理介紹、電路原理表述。五、整體電路圖指仿真電路圖(要求打印時能看清楚)一、設計要求1. 具有24秒計時功能。2. 設置外部操作開關，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續功能。3. 在直接清零時，要求數碼顯示器滅燈。4. 計時器為24秒遞減時, 計時間隔為1秒。5. 計時器遞減到零時，數碼顯示器不能滅燈，蜂鳴器要報警、發光二極管亮燈。二、總體參考方案籃球競賽24秒計時器。此計時器功能齊全,可以直接清零、啟動、暫停和連續以及具有光電報警功能,同時應用了七段數碼管來顯示時間。此計時器有了啟動、暫停和連續功能,可以方便的實現斷點計時功能,當計時器遞減到零時,會發出光電報警信號。本設計完成的中途計時功能,實現了在許多特定場合進行時間追蹤的功能,在社會生活中也具有廣泛的應用價值。 此24秒計時器的總體參考圖如上圖所示，它包括秒脈沖發生器、計數器譯碼顯示、控制電路和報警電路五部分組成。其中計數器和控制電路是電路的主要部分。計數器完成24秒計時功能。而控制電路完成電路的直接清零、啟動計數、暫時/連續計數；譯碼顯示電路的顯示與亮燈和到時間啟動報警功能。 秒脈沖發生器產生的信號是電路的時鐘脈沖和定時標準，但是此設計對信號要求并不太高，故可采用555集成電路組成的多諧振蕩器。 譯碼器使用4511BP 計數器使用74LS192D 報警電路在實驗中可用發光二極管和蜂鳴器。三、 單元電路設計1、秒脈沖發生器本電路是利用555構成多諧振蕩器來產生秒脈沖根據我們電路所接電阻值T=1S 將R2用一個可變電阻代替即可將周期T調節至1s該電路容易受溫度及電阻電容精度影響，誤差較大，適用于粗略的場合。2、4511譯碼器4511是一個用于驅動共陰極 LED （數碼管）顯示器的 BCD 碼七段碼譯碼器，特點如下： 具有BCD轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅動LED顯示器。4511引腳圖：其功能介紹如下： BI：4腳是消隱輸入控制端，當BI=0 時，不管其它輸入端狀態如何，七段數碼管均處于熄滅（消隱）狀態，不顯示數字。 LT：3腳是測試輸入端，當BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態如何，七段均發亮，顯示“8”。它主要用來檢測數碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數值。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。3、74LS192D計數器因設計要求，需要24進制遞減功能，所以本設計采用十進制同步減法計數，因此采用74LS192D來實現計數功能。它具有雙時鐘輸入，并具有消除和置數功能。引腳圖如下所示：Load為置數端BO為借位數端CO為進位輸出端CLR為清零端D0D3置數并行數據輸入Q0Q3計數數據輸出利用減計數器CR=0，實現計數器按碼來進行遞減計數。與下一級的連接，來實現計數器之間的級聯。因為為秒計數器，所以要先對計數器計數，是數碼管顯示為，然后再遞減。4、控制電路控制電路組要是為了實現定時器的啟動、直接清零和暫停/連續功能，其中在直接清零時，由控制開關控制譯碼器消隱端，從而使顯示譯碼器滅燈；通過暫停/連續開關從而實現斷點定時功能。5、報警電路當信號為低電平時，發光二極管亮，蜂鳴器響四、附圖說明各部分功能的實現1、開始狀態2、啟動、置數3、保持4、滅顯示器5、報警此時發光二極管亮 蜂鳴器響五、 整體電路圖六、 實驗室調試1.元件清單器件型號個數數碼管（共陰）SEVEN_SEG_COM_K2譯碼器4511BP_5V2計數器74LS192D2電阻100歐3電阻50歐1電阻300歐1電阻4.7歐2電容10uf 1電容10nf1非門74LS04D2555定時器555_ TIME_RATED1二極管2N22191三輸入與非門74LS10N1單刀開關3發光二極管1蜂鳴器BUZZER12.調試過程根據仿真的電路在電路板上連起來后，給電路接入電源，然后運行電路，看電路的運行結果（數碼管顯示），根據數碼管的顯示結果，來推斷電路出現的問題，再通過示波器，萬用表等器件來排除問題。3.調試結果(附照片)4.設計及調試心得體會通過本次設計，我們將課本的理論知識和實際應用聯系起來。按照課本上的知識和老師講授的方法，首先是確定思路和要求，然后分析會出現的問題，然后一步步的去解決。籃球24秒計時器可通過減計數器實現，計數器和控制電路是系統的組要組成部分。本設計組要通過模塊化思想，逐步實現設計所需達到的功能需求：555構成多諧振蕩器提供脈沖信號，從而實現計數器計數間隔為1S;計數、譯碼顯示模塊主要是為了達到顯示計時功能；報警模塊是為了實現當減計數器到0時發出發光報警信號;控制電路組要是為了實現定時器的啟動、直接清零和暫停/連續功能，其中在直接清零時，由控制開關控制譯碼器消隱端，從而使顯示譯碼器滅燈；通過暫停/連續開關從而實現斷點定時功能。在實際操作部分，首先按照設計好的電路圖接好電路板，在這其中要注意好多的細節，首先是各個器件的引腳，接的時候一定要把引腳弄清楚，不可亂接，每個引腳都有自己的功能，不可接錯；其次是三極管，電解電容的極性，正負極不可弄錯。然后為測試和排除故障，我們需要做的第一件事情是復查電路的接線是否正確，確定之后檢查波形，無論在測試和排除故障過程中，波形的測試與調整都是很重要的，為了判斷電路的各種過程是否正常，是否符合技術要求，需要觀察各被測電路的輸入、輸出波形，并加以分析，如若