籃球24秒計(jì)時(shí)課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目: 籃球競(jìng)賽24S計(jì)時(shí)器 姓 名： 李想 專 業(yè)： 光電信息科學(xué)與工程 班 級(jí)： 132班 學(xué) 號(hào)： 180335244 任課老師： 劉念 籃球競(jìng)賽24S計(jì)時(shí)器前言計(jì)時(shí)器概述數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是數(shù)字電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，設(shè)計(jì)了籃球競(jìng)賽30秒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器功能齊全，可以直接清零、啟動(dòng)、暫停和連續(xù)以及具有光電報(bào)警功能，同時(shí)應(yīng)用了七段數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間。此計(jì)時(shí)器有了啟動(dòng)、暫停和連續(xù)功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)功能，當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí)，會(huì)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)

2、。本設(shè)計(jì)完成的中途計(jì)時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)了在許多的特定場(chǎng)合進(jìn)行時(shí)間追蹤的功能，在社會(huì)生活中也具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。此計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由以下3個(gè)組成，即計(jì)時(shí)模塊、控制模塊、以及譯碼顯示模塊。在設(shè)計(jì)此計(jì)時(shí)器時(shí)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來(lái)更加簡(jiǎn)單、方便、快捷。此電路是一時(shí)鐘產(chǎn)生，觸發(fā)，倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，譯碼顯示為主要功能，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造主體電路和輔助電路兩個(gè)部分。一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)主要能完成：在籃球比賽中，規(guī)定球員的持球時(shí)間不能超過(guò)24秒，否則就犯規(guī)了。本課程設(shè)計(jì)“籃球24秒計(jì)時(shí)器”可用于籃球比賽中，用于對(duì)球員持球24秒的限制。一旦球員持球時(shí)間超過(guò)24秒，他就報(bào)警。2

3、設(shè)計(jì)要求1、電路具有時(shí)間顯示功能，2、要求電路為24秒遞減計(jì)時(shí)，；3、元器件及參數(shù)選擇4、要求外部開(kāi)關(guān)控制清零，暫停和復(fù)位，；5、電路仿真與調(diào)試；3、主要器材：1、七段共陰極數(shù)碼2個(gè)2、74LS192D3、74LSO8D4、74LSOOD5、蜂鳴器6、發(fā)光二極管7、脈沖信號(hào)源8、單刀雙擲開(kāi)關(guān)。（4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告 寫(xiě)出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心 得體會(huì)。 2、 電路框圖及工作原理1、信號(hào)發(fā)生器脈沖的發(fā)生由時(shí)鐘信號(hào)源提供2、 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器由兩片74LSl92同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器構(gòu)成。74LSl92功能簡(jiǎn)介如下：具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下。其中為置數(shù)端，CPU為

4、加計(jì)數(shù)端，CPD為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，MR為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其中A、B、C、D為置數(shù)輸入端，LOAD為置數(shù)控制端，CLR為清零端，UP為加計(jì)數(shù)端，DOWN為減計(jì)數(shù)端，QA、QB、QC、QD為數(shù)據(jù)輸出端，CO為非同步進(jìn)位輸出端，BO為非同步借位輸出端。本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為利用減計(jì)數(shù)端輸入秒脈沖信號(hào)，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，也就是倒計(jì)時(shí)。這時(shí)計(jì)數(shù)器按842l碼遞減進(jìn)行減計(jì)數(shù)。利用借位輸出端BO與下一級(jí)74LSl92的DOWN端連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器之間的級(jí)聯(lián)。利用置數(shù)控制端LOAD實(shí)現(xiàn)異步置數(shù)。當(dāng)CLR = 0，且LOAD為低

5、電平時(shí)，不管UP和DOWN時(shí)鐘輸入端的狀態(tài)如何，將使計(jì)數(shù)器的輸出等于并行輸入數(shù)據(jù)，即QDQCQBQA =DCBA。24循環(huán)的設(shè)置為，十位片的DCBA =0010，個(gè)位片的DCBA = 0100。3、 電路框圖24秒計(jì)時(shí)器包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)時(shí)器、譯碼顯示電路、報(bào)警電路和輔助時(shí)序控制五個(gè)模塊組成。其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊。計(jì)數(shù)器完成24秒計(jì)時(shí)功能。而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)、計(jì)數(shù)、暫停計(jì)數(shù)。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。譯碼顯示電路由74lL和共陰極七段LED組成24秒計(jì)時(shí)器的總體參考方案框圖如圖2-1所示。它包括秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、報(bào)警電路和

6、輔助時(shí)序控制電路（簡(jiǎn)稱控制電路）等五個(gè)模塊組成。其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊。計(jì)數(shù)器完成24秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時(shí)時(shí)間到報(bào)警等功能。經(jīng)過(guò)對(duì)電路功能的分析，整個(gè)24秒倒計(jì)時(shí)電路可由秒脈沖信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、控制電路、報(bào)警電路組成。4、譯碼部分由74LSl92D直接輸出給4線輸入的7段數(shù)碼管進(jìn)行顯示，這樣構(gòu)成的電路更加簡(jiǎn)單。5報(bào)警電路當(dāng)借位輸出端BO輸出為低電平時(shí)，發(fā)光二極管LED2發(fā)光，同時(shí)在該處連一個(gè)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。6控制電路?？刂齐娐酚脕?lái)完成計(jì)數(shù)器的清零、啟動(dòng)和暫停繼續(xù)計(jì)數(shù)。與非門U7A、實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)

7、器的復(fù)位、計(jì)數(shù)和保持“24”，以及聲、光報(bào)警的功能。開(kāi)關(guān)功能說(shuō)明如下。開(kāi)關(guān)A：清零開(kāi)關(guān)。A處于高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，控制電路發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，計(jì)數(shù)器保持“0”狀態(tài)不變，處于等待狀態(tài)；當(dāng)A處于低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。開(kāi)關(guān)B：暫停開(kāi)關(guān)。當(dāng)“暫停連續(xù)”開(kāi)關(guān)處于“暫?！?開(kāi)關(guān)B接低電平)時(shí)，計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，顯示器保持不變；當(dāng)此開(kāi)關(guān)處于“連續(xù)”(開(kāi)關(guān)B接高電平)時(shí)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。開(kāi)關(guān)C：手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)C接低電平，不管計(jì)數(shù)器工作于什么狀態(tài)，計(jì)數(shù)器立即復(fù)位到預(yù)置數(shù)值，即“24”；當(dāng)開(kāi)關(guān)C接高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器從24開(kāi)始計(jì)數(shù)。三、 各功能塊電路圖1、 復(fù)位電路2、 顯示電路3、清零電路4、脈沖

8、發(fā)生電路5、 產(chǎn)生計(jì)數(shù)電路它的計(jì)數(shù)原理是 : 只有當(dāng)?shù)臀?端發(fā)出借位脈沖時(shí) , 高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零 , 且 為 0 時(shí) , 置數(shù)端 =0, 計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù) , 在 端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下 , 計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。四、安裝調(diào)試首先在紙上畫(huà)出電路圖，根據(jù)電路圖連接電路。完成后進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試時(shí)先按著模塊進(jìn)行各模塊調(diào)試，后進(jìn)行整體電路調(diào)試，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，要分析其原因，更換原件或重新連線，保證電路正常運(yùn)行。五、總接線元件布局簡(jiǎn)圖籃球競(jìng)賽24S計(jì)時(shí)器仿真電路如下六、結(jié)論本設(shè)計(jì)主要通過(guò)模塊化思想，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需達(dá)到的功能要求：時(shí)鐘模塊為減計(jì)數(shù)提供一個(gè)頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)間隔為1秒鐘；計(jì)數(shù)、譯碼顯示模塊主要是為了達(dá)到能顯示減計(jì)數(shù)功能；報(bào)警模