數(shù)電課程設計--籃球競賽30s計時器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設計報告</p><p>　　題目：籃球競賽30s計時器</p><p>　　日期： 2012 年 12 月 30日</p><p><b>　　設計目的</b></p><p>　　為了鞏固課本所學知識，培養(yǎng)動手能力和實際解決問題的能力，加深對課堂知識的理解和運用，進一步學習和熟悉各種

2、常用芯片的規(guī)格和使用，能掌握電路的組裝和基本問題的排除。 </p><p><b>　　設計要求和設計指標</b></p><p>　　(1)具有30s計時功能，并且能夠?qū)崟r顯示計數(shù)結果</p><p>　　(2)設有外部操作開關，控制計數(shù)器實現(xiàn)直接清零、啟動以及暫停/連續(xù)工作等操作。</p><p>　　(3)計時器

3、為30s遞減計時間隔為1s。</p><p>　　(4)計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號</p><p><b>　　總體框圖設計</b></p><p>　　圖1-1 30秒計時器系統(tǒng)設計框圖</p><p>　　功能模塊設計和原理說明</p><p><b&

4、gt;　　4.1秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　用555集成電路組成多諧振蕩電路為系統(tǒng)提供時鐘秒脈沖。555定時器應用為多諧振蕩電路時，當電源接通Vcc通過電阻R1、R2向電容C充電，其上電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當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導通，電容C通過R2放電；當電容電壓下降到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

5、R1、R2又開始充電；周而復始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時間有關，也就是與外接元件有關，不受電源電壓變化影響。 </p><p><b>　　公式計算：</b></p><p>　　T1=(R1+R2)Cln2;</p><p>　　T2=R2Cln2;</p><p>　　振蕩周期T = T1+T2=0.7(R1

6、+2R2)C =1(s) </p><p>　　若取C=10μF，結合實際選取電阻為R1=5.1K,R2=4.7K。</p><p>　　圖2-1 555多諧振蕩電路圖</p><p>　　NE555為8腳時基集成電路，各腳主要功能（集成塊圖在下面） </p><p>　　1地 GND 2觸發(fā) </p>

7、<p>　　3輸出 4復位 </p><p>　　5控制電壓 6門限(閾值) </p><p>　　7放電 8電源電壓VCC</p><p><b>　　4.2 計數(shù)電路</b></p><p>　　計數(shù)電路選用兩片中規(guī)模集成電路74L

8、S192進行設計，74LS192是十進制計數(shù)器，具有“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且有進位和借位輸出端。兩片74LS192構成預置數(shù)的三十進制遞減計數(shù)器，計數(shù)器十位接成三進制，計數(shù)器個位接成十進制，置數(shù)端A、B、C、D通過開關接高低電平，若接高電平可進行其他置數(shù)；此計數(shù)器預置數(shù)為（0011 0000）=（30）10，只有當?shù)臀欢税l(fā)出錯位脈沖，高位計數(shù)器才做減計數(shù)。1片74LS192構成1秒減計數(shù)電路（即個位）。74LS192的引腳圖和

9、功能表如圖所示。它的計數(shù)原理是：使加計數(shù)脈沖信號引腳CPU=1，計數(shù)脈沖加入個位74LS192引腳CPD腳，當減計數(shù)到零時，個位 74LS192的端發(fā)出錯位脈沖，使十位計數(shù)器減計數(shù)，當高、低位計數(shù)器處于全零時，CPD（DWN）端的輸入時鐘脈沖作用下，計數(shù)器再次進入下次循環(huán)減計數(shù)。</p><p>　　圖2-2 74LS192引腳圖</p><p><b>　　引出端符號 <

10、/b></p><p>　　TCD 錯位輸出端（低電平有效）</p><p>　　TCU 進位輸出端（低電平有效） </p><p>　　CPD 減計數(shù)時鐘輸入端（上升沿有效） </p><p>　　CPU 加計數(shù)時鐘輸入端（上升沿有效） </p><p>　　MR

11、 異步清除端 </p><p>　　P0～P3 并行數(shù)據(jù)輸入端 </p><p>　　PL 異步并行置入控制端（低電平有效） </p><p>　　Q0～Q3 輸出端</p><p>　　表1 74LS192功能表</p><p>　　4.3 譯碼顯示電路</p&g

12、t;<p>　　此模塊主要是由74LS48譯碼器和共陰極七段LED顯示器組成，通過計數(shù)器加到譯碼器，從而實現(xiàn)共陰極七段LED顯示器從30遞減到零的計數(shù)顯示功能。</p><p>　　1. 74LS48是七段顯示譯碼器，其管腳圖如下圖2-3所示?，F(xiàn)將各管腳功能介紹一下： </p><p>　　A、B、C、D是BCD碼的輸入端；</p><p>　　a,

13、b,c,d,e,f,g是輸出端； </p><p>　　試燈輸入端：低電平有效。當＝0時，數(shù)碼管的七段應全亮，與輸入的譯碼信號無關。本輸入端用于測試數(shù)碼管的好壞； </p><p>　　動態(tài)滅零輸入端：低電平有效。</p><p>　　當＝1、＝0、且譯碼輸入為0時，該位輸出不顯示，即0字被熄滅；當譯碼輸入不全為0時，該位正常顯示。本輸入端用于消隱無效的0。如

14、數(shù)據(jù)0034.50可顯示為34.5；</p><p>　　滅燈輸入/動態(tài)滅零輸出端：這是一個特殊的端鈕，有時用作輸入,有時用作輸出。當作為輸入使用，且＝0時，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無關。當作為輸出使用時，受控于和：當＝1且＝0時，＝0；其它情況下＝1。本端鈕主要用于顯示多位數(shù)字時，多個譯碼器之間的連接。本設計將、、都置高電平。</p><p>　　圖2-3 74LS48管腳圖<

15、/p><p>　　A-D 譯碼地址輸入端 </p><p>　　BI/RBO 消隱輸入（低電平有效）/脈沖消隱輸出（低電平有效） </p><p>　　LT 燈測試輸入端（低電平有效）</p><p>　　RBI 脈沖消隱輸入端（低電平有效） </p><p>　　a-g 譯碼地址 輸出

16、端</p><p>　　圖2-3 74LS48真值表</p><p>　　2.共陰極七段LED顯示器是較常用的顯示數(shù)碼管，但在使用時要注意的是：</p><p>　　看清楚自己用的數(shù)碼管是共陰極還是共陽極的，最好在使用前用萬電用表測一下它的極性，其管腳圖如下圖2-4所示，如果為共陰極的，其管腳COM端接地；如果為共陽極的，起管腳COM段要接高電平。</p&g

17、t;<p>　　圖2-4 共陰極七段LED顯示器管腳圖</p><p><b>　　主要元器件的選擇</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示器2個，74LS48,74LS192各2片，74LS00,74LS04各1片，發(fā)光二極管1個，電阻3個</p><p><b>　　總電路圖程序說明</b></p