课程设计报告—吴建.doc

课程设计报告 题 目： 篮球30秒定时控制电路 学生姓名： 吴建 学生学号： 1214040232 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 届 别： 12级 指导教师： 王健 电气信息工程学院制 目 录 篮球30秒定时控制电路 学生：吴建 指导教师：王健 电子工程学院12级 电子信息科学与技术 1设计目的 掌握数字电路系统的设计方法、尝试做一个篮球竞赛30秒计时器的设计，使得学生将所掌握的电子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培养学生的学习兴趣。 2 设计任务及要求 用所学数字电路知识及multisim仿真知识设计一台能显示并可以进行控制的30秒计时器，要求如下： 1.具有显示30秒计时的功能。 2.设置外部工作开关，控制计时器的直接清零，启动与暂停/连续的功能。 3.计时器为30秒递减，时间间隔为1秒。 4.在直接清零时要求显示管显示为0。 5.计时器递减到零时，数码显示管不时发出光电报警。 3 电路工作原理 3.1 原理框图如图1 图1 30秒计时器原理框图 参考框图说明：篮球30秒定时控制电路包括计数器、译码显示电路、秒脉冲发生器、控制电路、报警电路5个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，控制电路控制计数器的启动计数、暂停和继续计数。当启动置数开关时，计数器完成置数功能显示30秒字样；当启动开关时，计数器开始计数；暂停／继续开关连接到连续计数端时，计数器开始连续计数，当连接到暂停计数端时，计数器暂停计数。直到计数器递减到零时，报警电路发出光电报警信号。 3.2 计数器电路 该电路主要由两片74LS192构成。74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。LD为预置输入控制端，异步预置。CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。 图2 74LS192引脚图 表1 74LS192功能表 输入 输出 CR LD CPU CPD D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 X X X X X X X O 0 0 0 0 0 X X d c b a d c b a 0 1 1 1 X X X X 保持 0 1 1 X X X X 加计数 0 1 1 X X X X 减计数 8421BCD码递减计数器模块电路如下图所示,图中的Q0-Q7分别接到显示译码器的输入端，图中预置数为N=（0011000）8421BCD=（30）10，当低位计数器的借位输出端BO输出借位脉冲时，高位计数器开始进行减法计数。当计数到高、低位计数器都为零时，高位计数器的借位输出端BO输出借位脉冲，使置数端LD=0，则计数器完成置数，在CPD端输入脉冲的作用下，进行下一循环的减法计数。 图3 三十进制减法计时器 3.3 秒脉冲发生器电路 图4 秒脉冲发生器电路 NE555秒脉冲发生器的周期与其充电的时间有关充电时间由图中电容C2电阻R1和R2所决定周期的计算公式为T= (R5+2R6)×C2 Ln2。本实验需要的周期是1s，计算出较为稳定的电阻电容值为R5=100Ω,R6=1.8kΩ,C1=100nF,C2=10uF。计算得T=1s。 3.4 控制电路 图5控制电路 图为脉冲信号 CP 的控制电路,控制CP的放行与禁止。74LS10N三输入与非门的