具有数字显示的30S限时计数器课设报告.docVIP

目录 一．设计任务和要求 任务要求………………………………………………2 性能指标要求…………………………………………2 设计与测试……………………………………………2 成果要求………………………………………………2 二．设计方案选择与论证及电路计算与分析 设计电路实现的主要功能……………………………3 设计原理………………………………………………3 设计方案………………………………………………4 系统设计方框…………………………………………5 各功能模块设计………………………………………5 总结及心得体会 四．附录 1.元件明细表………………………………………… 20 2.原理图 五．参考文献 设计任务和要求 1.任务要求 设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。 2.性能指标要求 （1）工作时间可在1—30S内任意设定。 （2））） 图1 系统设计框图 5.各功能模块设计 (1)555定时器模块 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。 用555定时器构成多谐振荡器电路如图3-1。电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC/3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容器C通过电阻R2和D端放电,使uC下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环,振荡不停, 电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电,输出连续的矩形脉冲,其波形如图3-2。 图3-1 多谐震荡器电路图 图3-2多谐震荡波形图 输出信号uO的脉宽tW1、tW2、周期T的计算公式如下: tW1＝0.7(R1＋R2)C tW2＝0.7R2C T＝tW1＋tW2＝0.7(R1＋2R2)C 根据要求，该系统中要使555构成的多谐振荡电路产生10Hz的脉冲，因此我们可以令R1= 720k，R2= 350k，C1= 0.01uf，C2=0.1uf。得到周期为.0.1S的脉冲信号。 按照我们设置的参数，打开Multisim10软件，选择720欧姆和350欧姆的阻，选择电容为0.01uf，0.1uf。按照555定时器接成多谐振荡器。并用四通道示波器接在555定时器的输出端3端。打开Multisim10的电源开关，即可观察到所接的电路输出波形。调节示波器上的游标，可以测出输出波形的周期。Multisim仿真电路如图4-1所示。仿真得到的波形如图4-2所示。 图4-1 555定时器仿真电路图 图4-2，555定时器仿真波形 从仿真结果可得出周期为100ms，即0.1S，高电平为5V，说明参数设置正确无需修改。 显示电路设计 设计中我们用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或LED七段显示器。因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。图5是74LS48的外部管脚图 图5 74LS48外部管脚图 七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。 它有3个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO,现简要说明如下： （1）灭灯输入BI/RBO BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO作输入使用且BI＝0时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入a～g均为0，所以字形熄灭。 （2）试灯输入LT 入端是什么状态，所有各段输出a～g均为1,显示字形8。该输入端常用于检查7488本身及显示器的好坏。 （3）动态灭零输入RBI 当LT＝1，RBI＝0且输入代码DCBA＝0000时，各段输出a～g均为低电平，与BCD码相应的字形0熄灭，故称“灭零”。利用LT=1与RBI=0可以实现某一位的“消隐”。此时BI/RBO是输出端，且RBO=0。 （4）动态灭零输出RBO BI/RBO作为输出使用时，受控于LT和RBI。当LT＝1且RBI＝0，输入代码DCBA=0000时，RBO=0；若LT=0