成绩 课程设计报告 题 目 篮球竞赛24秒计时器 课 程 名 称 数字电子技术 院 部 名 称 机电工程 专 业 电气工程及其自动化 班 级 09电气 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 C201 课程设计学时 1周 指 导 教 师 金陵科技学院教务处制课程设计报告要求课题一、篮球竞赛24秒计时器设计一、 设计要求二、 总体参考方案三、 单元电路设计. 秒脉冲发生器. 计数器. 译码显示模块. 报警电路. 控制电路四、 附图说明各部分功能的实现. 开始状态. 启动、置数。. 保持. 灭显示器. 报警 五、 整体电路图 六、 实验室调试 1.元件清单 2.调试过程 3.调试结果(附照片) 4.设计及调试心得体会注意：以上二、总体参考方案中要有设计框图及文字表述，三、单元电路设计中的每一项要有仿真截图及主要元件工作原理介绍、电路原理表述。五、整体电路图指仿真电路图(要求打印时能看清楚)一、设计要求1. 具有24秒计时功能。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. 在直接清零时，要求数码显示器灭灯。4. 计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。5. 计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，蜂鸣器要报警、发光二极管亮灯。二、总体参考方案篮球竞赛24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,同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便的实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能,实现了在许多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24秒计时器的总体参考图如上图所示，它包括秒脉冲发生器、计数器译码显示、控制电路和报警电路五部分组成。其中计数器和控制电路是电路的主要部分。计数器完成24秒计时功能。而控制电路完成电路的直接清零、启动计数、暂时/连续计数；译码显示电路的显示与亮灯和到时间启动报警功能。 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但是此设计对信号要求并不太高，故可采用555集成电路组成的多谐振荡器。 译码器使用4511BP 计数器使用74LS192D 报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器。三、 单元电路设计1、秒脉冲发生器本电路是利用555构成多谐振荡器来产生秒脉冲根据我们电路所接电阻值T=1S 将R2用一个可变电阻代替即可将周期T调节至1s该电路容易受温度及电阻电容精度影响，误差较大，适用于粗略的场合。2、4511译码器4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点如下： 具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。4511引脚图：其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。 A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。3、74LS192D计数器因设计要求，需要24进制递减功能，所以本设计采用十进制同步减法计数，因此采用74LS192D来实现计数功能。它具有双时钟输入，并具有消除和置数功能。引脚图如下所示：Load为置数端BO为借位数端CO为进位输出端CLR为清零端D0D3置数并行数据输入Q0Q3计数数据输出利用减计数器CR=0，实现计数器按码来进行递减计数。与下一级的连接，来实现计数器之间的级联。因为为秒计数器，所以要先对计数器计数，是数码管显示为，然后再递减。4、控制电路控制电路组要是为了实现定时器的启动、直接清零和暂停/连续功能，其中在直接清零时，由控制开关控制译码器消隐端，从而使显示译码器灭灯；通过暂停/连续开关从而实现断点定时功能。5、报警电路当信号为低电平时，发光二极管亮，蜂鸣器响四、附图说明各部分功能的实现1、开始状态2、启动、置数3、保持4、灭显示器5、报警此时发光二极管亮 蜂鸣器响五、 整体电路图六、 实验室调试1.元件清单器件型号个数数码管（共阴）SEVEN_SEG_COM_K2译码器4511BP_5V2计数器74LS192D2电阻100欧3电阻50欧1电阻300欧1电阻4.7欧2电容10uf 1电容10nf1非门74LS04D2555定时器555_ TIME_RATED1二极管2N22191三输入与非门74LS10N1单刀开关3发光二极管1蜂鸣器BUZZER12.调试过程根据仿真的电路在电路板上连起来后，给电路接入电源，然后运行电路，看电路的运行结果（数码管显示），根据数码管的显示结果，来推断电路出现的问题，再通过示波器，万用表等器件来排除问题。3.调试结果(附照片)4.设计及调试心得体会通过本次设计，我们将课本的理论知识和实际应用联系起来。按照课本上的知识和老师讲授的方法，首先是确定思路和要求，然后分析会出现的问题，然后一步步的去解决。篮球24秒计时器可通过减计数器实现，计数器和控制电路是系统的组要组成部分。本设计组要通过模块化思想，逐步实现设计所需达到的功能需求：555构成多谐振荡器提供脉冲信号，从而实现计数器计数间隔为1S;计数、译码显示模块主要是为了达到显示计时功能；报警模块是为了实现当减计数器到0时发出发光报警信号;控制电路组要是为了实现定时器的启动、直接清零和暂停/连续功能，其中在直接清零时，由控制开关控制译码器消隐端，从而使显示译码器灭灯；通过暂停/连续开关从而实现断点定时功能。在实际操作部分，首先按照设计好的电路图接好电路板，在这其中要注意好多的细节，首先是各个器件的引脚，接的时候一定要把引脚弄清楚，不可乱接，每个引脚都有自己的功能，不可接错；其次是三极管，电解电容的极性，正负极不可弄错。然后为测试和排除故障，我们需要做的第一件事情是复查电路的接线是否正确，确定之后检查波形，无论在测试和排除故障过程中，波形的测试与调整都是很重要的，为了判断电路的各种过程是否正常，是否符合技术要求，需要观察各被测电路的输入、输出波形，并加以分析，如若不行，则需要通过元器件的参数。还要检测三极管b e c极和集成电路各引脚对地的动态工作电压。动态电压与静态电压同样是判断电路的重要依据。当电路起振时测量Ubc，万用表指针会出现反偏，这样可以判断电路是否起振。但是我们所用的原器件已有班级用过，原件中也会出现误差，出现不可思议的结果。