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1、1数字电路课程设计数字电路课程设计报告题目：篮球竞赛 30s 计时器专业： 自动化 2一 设计目的为了巩固课本所学知识，培养动手能力和实际解决问题的能力，加深对课堂知识的理解和 运用，进一步学习和熟悉各种常用芯片的规格和使用，能掌握电路的组装和基本问题的排 除。 二 设计要求和设计指标(1)具有 30s 计时功能，并且能够实时显示计数结果 (2)设有外部操作开关，控制计数器实现直接清零、启动以及暂停/连续工作等操作。 (3)计时器为 30s 递减计时间隔为 1s。 (4)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号三 总体框图设计图 1-1 30 秒计时器系统设计框图四 功能
2、模块设计和原理说明4.1 秒脉冲发生器用 555 集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通 Vcc 通过电阻 R1、R2向电容 C 充电，其上电压按指数规律上升，当 u 上升至 2/3Vcc，会使比较器 C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管 T 导通，电容C 通过 R2放电；当电容电压下降到 1/3Vcc，比较器 C2 工作输出电压变为高电平，C 放电终止，Vcc 通过 R1、R2 又开始充电；周而复秒脉冲发生器计数器译码 显示控制电路报警电路外部操作 开关秒脉冲发生器计数器3始，形成振荡。则其振荡周期与充放电时间有关，也就是与外接元件有关，
3、不受电源电压变化影响。 公式计算：T1=(R1+R2)Cln2;T2=R2Cln2;振荡周期 T = T1+T2=0.7(R1+2R2)C =1(s) 若取 C=10F，结合实际选取电阻为 R1=5.1K,R2=4.7K。48162357R1R2C 10uf555Uo0.1uF10uF4.7K5.1K图 2-1 555 多谐振荡电路图NE555 为 8 脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在下面） 1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值) 7 放电 8 电源电压 VCC暂停 续44.2 计数电路计数电路选用两片中规模集成电路 74LS192 进行设计，74
4、LS192 是十进制计数器，具有“异步清零”和“异步置数”功能，且有进位和借位输出端。两片 74LS192 构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D 通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（0011 0000）=（30）10，只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。1 片 74LS192 构成 1 秒减计数电路（即个位） 。74LS192 的引脚图和功能表如图所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚 CPU=1，计数脉冲加入个位 74LS192 引脚 CPD脚，当减计数到零时，个位 74LS192 的端发
5、出错位脉冲，CO使十位计数器减计数，当高、低位计数器处于全零时，CPD（DWN）端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下次循环减计数。图 2-2 74LS192 引脚图引出端符号 TCD 错位输出端（低电平有效）TCU 进位输出端（低电平有效） 5CPD 减计数时钟输入端（上升沿有效） CPU 加计数时钟输入端（上升沿有效） MR 异步清除端 P0P3 并行数据输入端 PL 异步并行置入控制端（低电平有效） Q0Q3 输出端表 1 74LS192 功能表输出输入CRLDCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba011XXXX加计数011XXXX
6、减计数4.3 译码显示电路此模块主要是由 74LS48 译码器和共阴极七段 LED 显示器组成，通过计数器加到译码器，从而实现共阴极七段 LED 显示器从 30 递减到零的计数显示功能。1. 74LS48 是七段显示译码器，其管脚图如下图 2-3 所示。现将各管脚功能介绍一下： A、B、C、D 是 BCD 码的输入端；a,b,c,d,e,f,g 是输出端； 试灯输入端：低电平有效。当0 时，数码管的七段应LTLT全亮，与输入的译码信号无关。本输入端用于测试数码管的好坏； 动态灭零输入端：低电平有效。RBI6当1、0、且译码输入为 0 时，该位输出不显示，即LTRBI0 字被熄灭；当译码输入不全
7、为 0 时，该位正常显示。本输入端用于消隐无效的 0。如数据 0034.50 可显示为 34.5；灭灯输入/动态灭零输出端：这是一个特殊的端钮，有时RBO用作输入,有时用作输出。当作为输入使用，且0 时，数RBORBO码管七段全灭，与译码输入无关。当作为输出使用时，受控于RBO和：当1 且0 时，0；其它情况下1。LTRBILTRBIRBORBO本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。本设计将、都置高电平。RBILTRBO图 2-3 74LS48 管脚图A-D 译码地址输入端 BI/RBO 消隐输入（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）LT 灯测试输入端（低电平有效）RBI 脉
8、冲消隐输入端（低电平有效） a-g 译码地址 输出端7输入端输入端输出端输出端LTRBIDCBABI/RBOabcdefg字字 型型1100001111111001x00011011000011x00101110110121x00111111100131x01001011001141x01011101101151x01101001111161x01111111000071x10001111111181x1001111100119Xxxxxx00000000灭 灯10000000000000灭 零0xxxxx11111111试 灯图 2-3 74LS48 真值表2.共阴极七段 LED 显示器是较
9、常用的显示数码管，但在使用时要注意的是：看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在使用前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图 2-4 所示，如果为共阴极的，其管脚 COM 端接地；如果为共阳极的，起管脚 COM 段要接高电平。8图 2-4 共阴极七段 LED 显示器管脚图五 主要元器件的选择数码管显示器 2 个，74LS48,74LS192 各 2 片，74LS00,74LS04 各 1 片，发光二极管 1 个， 电阻 3 个六 总电路图程序说明首先所有开关都是闭合，打开 KEY1，从 30s 开始递减，间隔为 1s。打开 KEY2，计时暂 停，闭合继续计时。打开 KEY3，清零。9
10、七 本设计改进建议开关没有设置防抖震电路，可能会引起毛刺。八. 总结（感想和心得等）内部资料，请勿外传！#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5
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