數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計--籃球比賽24秒倒計時器設(shè)計

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計總方案及原理框圖···········

2、83;·································（1）</p><

3、p>　　1.1電路設(shè)計原理框圖·································

4、3;···········（1）</p><p>　　1.2電路設(shè)計方案設(shè)計···················&

5、#183;·························（1）</p><p>　　2.各芯片的用法與功能····

6、3;····································&#

7、183;·····（1）</p><p>　　2.1 74LS192·························

8、;······························（1）</p><p>　　2.2 555定時器

9、83;····································&

10、#183;···············（1）</p><p>　　3．各部分電路設(shè)計···············

11、····································

12、3;（2）</p><p>　　3.1信號發(fā)生部分······························

13、83;···················（2）</p><p>　　3.2倒計時部分···········

14、83;····································&

15、#183;···（3）</p><p>　　3.3停止控制電路···························

16、·······················（3）</p><p>　　3.4警報提示裝置········

17、;····································

18、83;·····（4）</p><p>　　4．總設(shè)計（總電路圖）·························

19、·······················（4）</p><p>　　5．安裝、調(diào)試步驟········

20、;····································

21、83;······（5）</p><p>　　6．電路仿真調(diào)試························

22、83;······························（5）</p><p>　　7．故障分析與電路改進(jìn)

23、····································

24、3;·········（10）</p><p>　　8．收獲與體會·····················

25、3;··································（10）</p>

26、<p>　　9．儀器儀表明細(xì)清單·································

27、;················（11）</p><p>　　參考文獻(xiàn)···············&#

28、183;····································

29、·········（12）</p><p>　　1.電路設(shè)計總方案及原理框圖</p><p>　　1.1電路設(shè)計原理框圖</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　倒計時功能主要是利用192計數(shù)芯片來實現(xiàn)，同時

30、利用反饋和置數(shù)實現(xiàn)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，以適合分和秒的不同需要，倒計時器到零時，通過停止控制電路使計數(shù)器停止計數(shù)并發(fā)出蜂鳴警報。</p><p>　　1.2電路設(shè)計方案：</p><p>　　24秒倒計時的總體方案框圖如圖所示，它包括秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、報警電路和輔助時序控制電路等五個模塊組成。其中計數(shù)器和控制電路使系統(tǒng)的主要模塊。計數(shù)器完成24秒計時功能，而控制電路完成計數(shù)器的直

31、接清零、啟動技術(shù)、暫停和連續(xù)計數(shù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時時間到報警等功能。</p><p>　　秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號是電路的時鐘脈沖和定時標(biāo)準(zhǔn)，但本設(shè)計對此信號要求并不高，故電路可采用555集成電路或由TTL與非門組成的多諧振蕩器構(gòu)成。</p><p>　　譯碼顯示電路由自帶譯碼器的數(shù)碼管組成。報警電路在試驗中可用發(fā)光二極管和蜂鳴器代替。</p><p>

32、　　主體電路：24秒倒計時。24秒計數(shù)芯片的置數(shù)端清零端共有一個開關(guān)，比賽開始后，24秒的置數(shù)端無效，24秒的倒數(shù)計時器倒數(shù)計時開始進(jìn)行倒計時，逐秒倒計時到零。選取00這個狀態(tài)，通過組合邏輯電路給出截斷信號，讓該信號與時鐘脈沖在與門中將時鐘截斷，使計時器在計數(shù)到零時停住。</p><p>　　2.各芯片的用法與功能</p><p>　　2.1 74LS192</p><

33、p>　　74LS192是十進(jìn)制計數(shù)器，具有異步清零和異步置數(shù)功能，且有進(jìn)位和借位輸出端。當(dāng)需要進(jìn)行多級擴(kuò)展連接時，只要將前級接到下一級的CP端，端接到下一級的CP端即可。</p><p>　　74LS192功能表：</p><p>　　2.2 555定時器</p><p>　　555定時器應(yīng)用為多諧振蕩電路時，當(dāng)電源接通Vcc通過電阻R1，R2向電容C充電，其

34、上電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)u上升至2/3Vcc，會使比較器C1輸出翻轉(zhuǎn)，輸出電壓為零，同時放電管T導(dǎo)通，電容C通過R2放電；當(dāng)電容電壓下降到1/3Vcc，比較器C2工作輸出電壓變?yōu)楦唠娖?，C放電終止，Vcc通過R1，R2又開始充電；周而復(fù)始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時間有關(guān)，也就是與外接元件有關(guān)，不受電源電壓變化影響。</p><p>　　輸出波形的振蕩周期可用過度過程公式計算：</p><

35、;p><b>　　3.各部分電路設(shè)計</b></p><p>　　3.1信號發(fā)生部分：</p><p>　　秒脈沖的產(chǎn)生由555定時器組成的多諧振蕩電路完成。電路圖如下圖所示。當(dāng)開關(guān)斷開時，555定時器產(chǎn)生周期為1s的脈沖；當(dāng)開關(guān)閉合時，電路不能輸出信號，于是沒有脈沖輸入74LS192中，故74LS192在保持狀態(tài)，即實現(xiàn)暫停功能。</p><

36、;p><b>　　3.2倒計時部分：</b></p><p>　　3.3停止控制電路：</p><p>　　3.4警報提示裝置：</p><p><b>　　4總電路原理圖：</b></p><p><b>　　5.安裝、調(diào)試步驟</b></p><p

37、>　　5.1按照萬能板的規(guī)格，設(shè)定好各集成芯片的排放位置、測試各芯片是否與面板接觸良好。</p><p>　　5.2用同步可逆雙時鐘BCD計數(shù)器74LS192及相關(guān)門實現(xiàn)定時倒計時電路。</p><p>　　5.3當(dāng)檢測出問題后分析其原因，是元器件本身原因還是接線錯誤，更換元件或重新正確接線，保證電路的正確運(yùn)行。</p><p>　　5.4整體綜合連接，測試整

38、體性能。</p><p><b>　　6.電路仿真調(diào)試</b></p><p><b>　　6.1啟動功能</b></p><p>　　當(dāng)開關(guān)J2閉合后再斷開計時器開始計時</p><p><b>　　6.2復(fù)位功能</b></p><p>　　當(dāng)開關(guān)J

39、3閉合時，計數(shù)器復(fù)位為24</p><p><b>　　6.3暫停功能</b></p><p>　　當(dāng)開關(guān)J1閉合時計數(shù)器停止計數(shù)</p><p>　　6.4自動停止、復(fù)位功能</p><p>　　當(dāng)計數(shù)器計時到00然后自動復(fù)位到24，同時LED燈亮，蜂鳴器響</p><p>　　7．故障分析與電

40、路改進(jìn)</p><p>　　7.1故障分析和解決</p><p>　　在實際連線過程中，出現(xiàn)故障幾乎是不可避免的。其中接線錯誤就是第一個一個難以避免的困難。另外一個讓人頭疼的原因是實驗板與芯片接觸不良，導(dǎo)致形成軟型故障，難以準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)。最后，我個人認(rèn)為還有一個細(xì)節(jié)也不能忽視，就是實物圖和電腦仿真上的芯片接法并不完全一樣，電腦仿真上的芯片許多管腳已經(jīng)默認(rèn)接地或接電源了，這些我們在實物圖上

41、就必須實際的接上，否則就會得到錯誤的結(jié)果。</p><p>　　在查找故障時，首先要有耐心和細(xì)心。同時要開動腦筋，進(jìn)行認(rèn)真的分析和判斷。在不通電的情況下，通過目測，對照電路原理圖和裝配圖，檢查每一塊片是否正確，極性有無接反，管腳有無損壞，連線有無接錯。</p><p><b>　　7.2電路改進(jìn)</b></p><p>　　盡管用本電路所焊接出

42、來的電路板能實現(xiàn)功能，而且電路也很穩(wěn)定。這也是對本電路的肯定。但從使用的過程中，其實還是有值得改進(jìn)的地方。比如當(dāng)數(shù)碼管顯示到00時，能亮燈，那應(yīng)該是更完美的。但是本電路只有在從00轉(zhuǎn)到24時才能亮燈及報警，也就是說報警器滿了1秒鐘報警。</p><p>　　實際的電路改進(jìn)：可以先在兩個74LS192的輸出端接上接兩個四輸入端與非門。并且接到觸發(fā)器的輸入端，這樣能實現(xiàn)當(dāng)數(shù)碼管顯示到00時，LED發(fā)光且蜂鳴器發(fā)出聲音

43、，實現(xiàn)報警功能。但是，這樣的代價時使電路更加的復(fù)雜，所帶來的工作量也隨之增大。</p><p><b>　　8.收獲與體會</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)數(shù)字電子技術(shù)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了問題所在，也暴露除了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通

44、過親自動手操作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利文成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游刃而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然

45、后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上披荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可。</p><p>　　課程設(shè)計誠然事一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，許多思，給了我莫大的空間。同時，設(shè)計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的然是。通過這次課程設(shè)計，我掌握了常用原件的

46、識別和測試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了可調(diào)直流穩(wěn)壓電源構(gòu)造及原理。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前學(xué)過的知識，學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實踐相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知

47、識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實踐動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到的問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。</p><p><b>　　9.儀表儀器清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《電子線路設(shè)計、實驗、