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1、1题题 目：蓝球竞赛目：蓝球竞赛 30 秒倒计时电路秒倒计时电路姓姓 名：名： 田田 双双学学 号：号： 103621057 指导老师：范指导老师：范 素素 勤勤设计时间：设计时间：20122012 年年 6 6 月月 1 1 号号6 6 月月 8 8 号号电 子 技 术课程设计报告书电子与信息工程学院电子与信息工程学院2目 录篮球竞赛 30 秒倒计时电路.11、 设计任务与要求.12、 设计原理与电路.12.1总体框图.12.2 主要参考元器件.12.3 单元电路的设计.22.4 篮球竞赛 30 秒定时器的工作原理、完整电路图.43、 组装与调试.54、 设计总结.55、 主要元件资料.66
2、、 附 录.67、 参考文献.8蓝球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计0篮球竞赛篮球竞赛 3030 秒倒计时电路秒倒计时电路1、设计任务与要求设计任务与要求 设计一个 30s 计时电路，并且有时间显示功能。 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。 要求计时电路递减计时，每隔 1s，计时器减 1。 当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示 00，同时发出光电报警信 号。2、 设计原理与电路设计原理与电路2.12.1总体框图总体框图分析总体框图的功能，描述总体框图的工作过程。秒脉冲 发生器计 数 器译码 显 示报警 电 路控 制 电 路外部 操作 开 关定
3、时到信号30s 定时器的总体参考方案框图如上。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码 显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个部分组成。 其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成 30s 计时功能，而控制 电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示 与灭灯、定时时间到报警等功能。 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号 要求并不太高，电路可采用 555 集成电路或由 TTL 与非门组成的多些振荡器构 成。 译码显示电路用 74LS48 和共阴极七段 LED 显示器组成。报警电路在试验中可 用发光二级管代替。2.22.2
4、 主要参考元器件主要参考元器件蓝球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计1NE555 74LS48*2 74LS192*2 74LS10 74LS00 2.32.3 单元电路的设计单元电路的设计给出单元电路图，分析各单元电路的功能，记录各单元电路的功能 （1）8421BCD 码递减计数器计数器选用中规模集成电路 74LS192 进行设计较为简便，74LS192 是十进制可 编程同步加/减计数器，它采用 8421 码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、 加/减计数功能。下面是 74LS192 的外引线排列图及时序波形图。图中 CPU、CPD 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升端有效蓝
5、球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计2图中 CPU、CPD 分别是加计数、减计数的是脉冲输入端（上升沿有效） 。LD 是异 步并行置数控制（低电平有效） ，CO、BO 分别是进位、借位输出端（低电平有 效） ，CR 是异步清除端，D3D0 是并行数据输入端，Q3Q0 是输出端。由功能表可以看出，当=1，CR=0，CPD=1 时，如果时钟脉冲加到 CPULD端，则计数器在预置数的基础上进行加法计数，当计数到 9（1001）时，端CO输出进位下降沿跳变脉冲；当=1，CR=0，CPD=1 时，如果有时钟脉冲加到LDCPD 端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数器，如图 3 所示。图中预置数为
6、（0010 0100）8421BCD=（24）10。只有当低位 1 端发出借位脉冲，高位计数器才做减计数。当高，低位计数器全为零时，且 CPD 为 0 时，置数端 2，计数器完成并行置数，在 CPD 端的输入时钟脉冲作用下，计数器进入下一轮循环减计数。（2）辅助时序控制电路 为了保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。从系统的设计要求可知，控制电路要完成以下四项功能。1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。2）当启动按键闭和时，控制电路应封锁时钟信号 CP（脉冲信号） ，同时计数器完成置数功能，显示器显示 30s 字样。当启动按键释放时，计数器开始减法计数。3
7、）当暂停/连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停/连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应采取消斗措施，以防止机械震动造成电路工作不稳定。蓝球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计34）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持不变。 按照以上要求设计如下图示电路，图中 S2拨向清零端时，74LS192 的 CR=1， 计数器清零；当 S2拨向工作端时，CR=0，计数器进入工作状态，这时，若按 下启动按键 S1，计数器置数，若释放 S1，则计数器在置数的基础上开始递减计 数。当 S3 拨向连续端时
8、，G4 输出为高电平，此时如果 BO=1，则将 G2 打开， 秒脉冲进入计数器，计数器进行连续计数；当 S3 拨向暂停端时，G4 输出低电 平，将 G2 封琐，计数器没有计数脉冲送入，暂停计数。当计数器计数满 24 个 脉冲，高位计数器（N5）的 BO 端输出低电平，一方面将 G2 封锁，另一方面 点亮发光二极管，发出报警信号。需要说明的是，当 N5 计数到 0 时输出的借 位信号持续的时间很短，为了使得报警发光二极管在报警状态持续足够的时间， 可用所存器将错位脉冲锁存起来，也可以用单稳态电路将 借位脉冲的宽度展到 足够宽，然后用锁存或展宽后的信号控制报警电路。2.42.4 篮球竞赛篮球竞赛
9、3030 秒定时秒定时器的工作原理、完整电路图器的工作原理、完整电路图蓝球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计43、组装与调试组装与调试组装：组装： A,画 PCB 板时，要注意 1.要尽可能少飞线 2.要布局美观紧凑 3.元器件不要对称翻转。B,在打印前要对着原理图检查所画 PCB 是否正确。C,组装 前先熟悉各实物元件的性质，将元件实物于电路板相应照，做到焊接时心中有 数。D,焊接时要细心，看清芯片缺口方向和极性电容发光二极管正负极位置； 焊接过程中防止虚焊漏焊和非相连处粘连，防止飞线连错，等等。调试：调试： 在我的调试过程中，共阴八段二极管不亮，经检查发现有 a -GND 未连接，b
10、-数码管 f 脚没连接，其他正常。蓝球竞赛 30 秒定时电路 电子技术课程设计5结果：结果： 30S 倒计时正常工作；清零，工作，暂停，连续功能能实现；总体性能稳定。4、设计设计总结总结课程设计很辛苦也很有挑战的乐趣，最终的成功是老师和同学共同努力的 结果，那块小小的电路板就像我出世的宝贝，不过我没有激动，只是甜甜的欣 慰。 在此次设计中，将电路原理图画出来后，经过很长时间才将 PCB 制作出来。通过此次电路设计，不仅加深了对课本知识的认识理解，对电路设计方法和实 际电路连接也有了一定的初步认识。这让我学到了很多书本上所学不到的知识， 使我获益良多。同时在实验的过程中让我明白了无论做什么事都需
11、要细心和耐 心，比如在实验过程中我们的设计是无论如何也不可以出差错的，哪怕是一丁 点的错误也会影响到实验的最终结果，这就要求我们细心细心再细心，认真认 真再认真。 设计中有太多的不懂和陌生，但是我会多看、多问、多学，在规定的时间尽善 尽美的完成，把自己的能力发挥到最大限度。这个课题设计的过程让我学习、工作的思路有了更为明朗的认识：它是站 在一定高度上去工作的，眼界要放宽，思路要开阔，内容要饱满。我曾经也做 过不少课程设计，但都是局限在课本中，而这次实验设计，能够让我走出来， 积极的参与到实验设计的讨论中去，学习和听取别人的意见，用一个积极上进、 激情乐观的态度面对每一天的实验设计生活，尽管几乎全天都是在实验室里， 我也不会觉得枯燥，这也是一种生活的体验。 虽然此次的设计已经完成，但是从中学到的东西让我受益匪浅，我相信这 些东西对我以后踏入社会找到工作后仍然会有所帮助。5、主要元件资料主要元件资料给出主要芯片的引脚图；功能表。 555 引脚图：蓝球竞赛 30 秒定时电路
