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1、 工业大学课 程 设 计资 料 袋电气与信息工程 学院系、部 20162017 学年第 1 学期 课程名称 电子技术课程设计 指导教师 黄卓冕 职称 讲师 学生 富 专业班级 电气工程1401 学号题 目 篮球比赛24秒计时器设计 成 绩起止日期 2016 年 11 月 14 日 2016 年 11 月 18 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书2课程设计说明书3课程设计图纸4总计资料56工业大学课程设计任务书2016年 2017学年第 1 学期 电气与信息工程 学院系、部 电气工程 专业 1401 班级课程名称： 电子技术课程设计 设计题目： 篮球比赛24秒计时器
2、设计 完成期限：自 2016 年 11 月 14 日至 2016 年 11 月 18 日共 1 周容与任务一、篮球比赛24秒计时器1设计指标1、具有24秒计时功能；2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯；4、计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒；5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号；6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。2设计要求1、画出电路原理图或仿真电路图；2、元器件与参数选择；3、列出实验数据和时序波形；4、电路仿真与调试用EWB软件。3编写设计报告写出设计的全过程
3、，附上有关资料和图纸，有心得体会。二、设计工作量电子钟电路设计说明书一份；电子钟电路原理图一份；篮球比赛24秒计时器设计说明书一份；篮球比赛24秒计时器原理图一份；进度安排起止日期工作容讲授设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目。学生进展设计学生修改、打印设计报告主要参考资料1 康华光 电子技术根底 模拟局部第五版 高等教育 2007年2 欧伟明. 实用数字电子技术. ：电子工业，20123 陆应华. 电子系统设计教程. ：国防工业，20054 忠波等. 电子技术仿真与实践. ：机械工业，2004指导教师签字： 年 月 日系教研室主任签字： 年 月 日 / 电子技术课程设计设计说明书篮
4、球比赛24秒计时器设计起止日期： 2016 年 11 月 14 日 至 2016 年 11 月 18 日学生 富班级电气工程1401学号成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院部篮球比赛24秒计时器设计设计目的与要求一、设计要求1设计指标1、具有24秒计时功能。2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯。4、计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电
5、路简称控制电路和报警电路等五个局部组成。其中计数器和控制电路是系统的主要局部。计数器完成24秒计时功能，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。为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：1操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。2当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP秒脉冲信号，同时计数器完成置数功能，数码显示器显示24秒字样；当启动开关断开时，计数器开始计数。3当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP，计数器处于锁存状态；当暂停/连续开关断开时，计数器继续累计计数。2设计要求1、画出
6、电路原理图或仿真电路图；2、元器件与参数选择；3、列出实验数据和时序波形。4、电路仿真与调试用EWB软件；设计任务一、计时器概述1、计时器的特点与应用 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否如此就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的违例。二
7、、电路设计原理与单元模块 1、设计原理 24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。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模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成24秒计时功能，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，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。 主体电路： 2
8、4秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进展倒计时，逐秒倒计到零。选取“00这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲信号通过一个与门将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。2、设计方案图1、电路框图总体电路说明： 倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现，同时利用反应和置数实现进制的转换，以适合分和秒的不同需要。由于该系统特殊的需要，到计时器到零时，通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。3、单元模块3.1、所用各个芯片功能3.1.1、555定时器555定时器本钱低，性能可靠，只需要外接几个
9、电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器与施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量与自动控制等方面。555 定时器的部电路框图如右图所示。图2、555定时器部结构它部包括两个电压比拟器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 与功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3555 定时器的功能主要由两个比拟器决定。两个比拟器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，如此电压比拟器 C1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的同相输入端的电压为VCC /3。假如触
10、发输入端 TR 的电压小于VCC /3，如此比拟器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，如此 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为低电平。表61 555定时器的功能表清零端高触发端TH低触发端TRQ放电管T功能00导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态1101截止置11001截止置11110导通清零表1 555定时器的功能表3.1.2、74LS487448是7段显示译码器,输出高电平有效的译码器。工作电压为5V，用于驱动共阴极数码管，
11、7448除了有实现8段显示译码器根本功能的输入DCBA和输出YaYg端外，7448还引入了灯测试输入端LT和动态灭零输入端RBI，以与既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出BI/RBO端。 功能或数字输入 输出 显示字形abcdefg灭灯00000000灭灯试灯0111111118动态灭灯10000000000000灭灯01100001111111001100011011000012100101110110123100111111100134101001011001145101011101101156101101001111167101111111000078110001111111
12、18911001111110119101101010001101无效输出111101110011001121110010100011131110111001011141111110001111151111110000000表2、74LS48功能表 3.1.3、74LS19274LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有去除和置数等功能，其引脚排列与逻辑符号如下所示：图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为去除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下：操作1清零00置数110加计数110减计数1110保持3.1.4、数码管数码管也称LED数码管，晶美、光电、不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码
