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1、课程设计任务书学生：斌指导教师：文专业班级：通信0901工作单位：题目：篮球30秒计时器1要求完成的主要任务：用中、小规模集成电路设计一台能显示并进行控制的30倒计时器，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. 在直接清零是要求显示管灭灯。5. 计时器递减到零时，数码显示管不能灭灯，同时发出光电报警。2时间安排:时间：第1-12周理论设计，软件仿真，第15-18周实验室焊接、安装调试。地点：理工楼E604实验室学生签名：指导教师签名:多功能数字钟电路设计摘要1.Abstract2
2、1 系统原理框图 22 方案设计与论证 3.2.1 秒脉冲发生电路 4.2.2控制电路 5.2.3计数电路 7.2.4 译码及显示单元电路 8.2.5 报警电路3单元电路的设计错. 误 !未定义书签。1.1.3.1 秒脉冲产生电路的设计 1.13.2 计数电路的设计 1.1.3.3 控制电路的设计 133.4 译码及驱动显示电路设计 1.23.5 报警电路 163.6 电路总图 1.4.4 仿真结果及分析 1.5.4.1 时钟结果仿真 4.2 秒钟个位时序图 错. 误 !未定义书签 错. 误 !未定义书签4.3 报时电路时序图4.4 测试结果分析 .错. 误 !未定义书签 错. 误 !未定义书
3、签5 心得与体会错. 误!未定义书签6 参考文献 附录 1原件清单 .附录 2 系统原理图1.8.1.9. 错. 误 !未定义书签。摘要计时器在人类生活中有着非常重要而广泛的应用，古时候人们就开始用沙漏和水漏做定时 工具，随着科技和社会的发展，人们开始用全新的方法来改造计时器以达到准确计时的目 的。篮球竞赛计时器就是一种典型的计时器的应用。在篮球比赛中规定球友持球的时间不能超 过 30 秒，否则就是犯规。本课程设计的“篮球竞赛 30 秒计时器”，可用于篮球比赛中， 用于对球员持球时间进行 30 秒限制，一旦球员持球的时间超过了 30 秒，它将自动报警从 而判定刺球员的犯规。本文设计用的是实现以
4、中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的数字电 路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱 动及显示电路、报时电路及电源电路组成。时钟脉冲采用 555 定时器构成多谐振荡电路产 生，。通过 EDA 软件 Multisim10 绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用万 能板焊接制作了硬件实现电路。AbstractClock , as we all know, is widly and importantly used in human life.in ancient,our ancestor bega n to use san dglass an
5、d hourglass as timework,but,with the fast developme nt of scie nee and sociaty,people start using all new method to cha nge out clock and make it more exacat.Basketball game is a particular field to use clock.there is a rule in basketball game that player cant hold the ball exceed 30 sec on ds,other
6、wiseit is a foul. ” the 30 sec onds clock in basketball game”designed in my course design can used in badketball game,to limited players hold the ball in 30sec on ds. ones players hold ball over 30 sec onds it will give an alarm by itself to judge the player is foul.What the paper use is the desig n
7、 to realize medium scale with in tegrated circuit desig n method, it is a kind of typical digital circuits, including the portfolio logic circuit and the seque ntial circuits .It is con stitute by the clock pulse circuits, counting circuit, decode drive and display circuit, chime circuit and power c
8、ircuit component. Clock pulse 555 timing constitute by multiple resonance swing circuit produce,. we draws electronic circuit simulation principle chart and simulation through MultisimIO EDA software, at the same time we use the universal plate weldi ng to made hardware realizati on circuit.1系统原理框图图
9、1系统原理框图秒脉冲发生器计时器译码显示电路报警电路控制电路外部操作开关一.1秒脉冲发生器：秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由 施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发 生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因 此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的频率很低的振荡器有一定的难度 工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡 器，然后将其输出信号
10、通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。2. 30秒减法计数器：30秒减法计数器采用74LS192设计，74LS192是十进制同步 加法|减法计数器，采用8421BCD码编码，具有直接清零 异步置数功能。74LS192的逻辑功能表如下:CPUCPDLDCR操作XX00置数T110加计数1T10减计数XXX1清零3. 控制电路 按照系统的要求，电路应该完成以下 4个功能；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，显示器显示30秒字样。当
11、启动按键释放时，计数器开始减法计数。3）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, 外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持状态不变。2方案设计与论证2.1时间脉冲产生电路由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源R6 ：R7 toon22gZ4：:12 fi 1fi1I I- 14.(?f . 二伽匚上 C2 ZtOiiFFIJI -013THF:VIRTUAL图2555与RC组
12、成的多谐振荡器图方案二：由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器 CD4O60 BCD同步加法计数器CD4518勾成的秒信号发生器IMKZTi100KH15 II1/2 匚IKS 18C?44團凹R7o:DI0H5/2Qp1D0K gill开关JiOOKAIVQ剋信苹输岀K25001适时CF)/2 LD45ieCFe1/2 CD4513CFfQ4il1/2 CD451BCFkQ4STIDOHz151/2 CM5181也 CD45L&Q46 10CPbRCT J图3石英晶体振荡器图电路中利用CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，其最高分频数为16384;另 一部分是由外接电子表用石英
13、晶体、电阻及电容构成振荡频率为 32768Hz的振荡器。震荡 器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频 器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。方案选择：本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高，并且方案二中用CD4060和分频器构成的基准秒脉冲发生电路较于前者要复杂的多， 而且CD4060和CD4518我们平常很少用， 对其功能和引脚信息了解不多，所以，我们选用了方案一，用 555定时器构成电路中的脉 冲信号发生器。2.2控制电路(1)暂停/连续控制电路电路过外部操作开关控制脉冲信号的连续与暂停来实现整个电路的连续与暂停功能。通过 开关
14、控制高低电平的接入，进而控制秒脉冲是否接入计数器，从而达到暂停和连续的功能 原理图如下所示。m-亠*11 A-VCC - - - -3也gC-QC-B u a a QPLKEi -罰 cut -. -就o UP1Fr-i p i i i i4-5V节VCC :丄R遵、土L；厂A :6 ； ; I; I74LS08B-0耳.护J - - -旺D O CLF:- - H口 W - -i. -t_ *7:【:LSI 920.:LE01 :;* :勿-厂:74LSC8D7+LS192D-V41L-SIJ1A :lscod/Ikft置数/启动控制电路利用单刀双掷开关一端接地一端接电源，控制给计数电路的复位清零引脚接入高低电平2.3计数电
