籃球比賽計(jì)時(shí)器.doc
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成績(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程設(shè)計(jì)名稱:電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目:籃球比賽計(jì)時(shí)器學(xué) 院:電氣與電子信息學(xué)院學(xué) 生 姓 名:專(zhuān) 業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào):指 導(dǎo) 教 師:日期:2016年 7 月2 日課程設(shè)計(jì)題目摘 要:本設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用,設(shè)計(jì)了籃球競(jìng)賽24秒和12分鐘倒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器功能齊全,可以直接清零、啟動(dòng)、暫停和連續(xù)以及具有報(bào)警功能,同時(shí)應(yīng)用了七段數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間。此計(jì)時(shí)器有了啟動(dòng)、暫停和連續(xù)功能,可以方便地實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)功能,當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí),會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本設(shè)計(jì)完成的中途計(jì)時(shí)功能,實(shí)現(xiàn)了在許多的特定場(chǎng)合進(jìn)行時(shí)間追蹤的功能,在社會(huì)生活中也具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 本電路主要有五個(gè)模塊構(gòu)成:秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、控制電路和報(bào)警電路??刂齐娐分苯涌刂朴?jì)數(shù)器啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示等功能。當(dāng)控制電路的置數(shù)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),在數(shù)碼管上顯示數(shù)字24,每當(dāng)一個(gè)秒脈信號(hào)輸入到計(jì)數(shù)器時(shí),數(shù)碼管上的數(shù)字就會(huì)自動(dòng)減1,當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí),報(bào)警電路發(fā)出光電報(bào)警與蜂鳴信號(hào)。關(guān)鍵詞:計(jì)數(shù)器 24秒倒計(jì)時(shí) 譯碼顯示電路 控制電路 報(bào)警電路Abstract:This design is the simple application of the pulse digital circuit, design of the basketball competition 12 minutes and 24 seconds and the timer. The timer function is all ready, can be directly reset, start, pause, continuous and has alarm function, and application of the seven segment digital tube to display the time. The timer start, pause and continuous function, can easily achieve a breakpoint timing function, decreasing when the timer to zero, will send out alarm signal. This design completed the middle of the timing function, realized in many occasions for time tracking function, also has extensive application value in social life.This circuit is mainly composed of five modules: second pulse generator, counter, decoding display circuit, control circuit and alarm circuit. Control circuit control directly counter to start counting, pause/continuous counting, decoding display circuit, and other functions. When the control circuit of the load switch is closed, on the digital tube display digital 24, when a second pulse signal input to the counter, the Numbers on a digital tube will automatically minus 1, decreasing when the timer to zero, signals photoelectric alarm and buzzer alarm circuit.Keywords:Counter, and 24 seconds countdown, decoding display circuit, control circuit, alarm circuit目 錄1 前言1 1.1 設(shè)計(jì)背景1 1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)1 1.3 實(shí)施計(jì)劃1 1.4 必備條件12 總體方案設(shè)計(jì)2 2.1 方案比較2 2.1.1方案一2 2.1.2方案二2 2.2 方案論證3 2.3 方案選擇33 單元模塊設(shè)計(jì)3 3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)3 3.1.1 秒脈沖發(fā)生器和節(jié)次控制模塊設(shè)計(jì)4 3.1.2 秒分倒計(jì)數(shù)器模塊設(shè)計(jì)6 3.1.3 譯碼器與顯示器模塊設(shè)計(jì)8 3.2 特殊器件的介紹9 3.2.1 74LS192器件介紹94 系統(tǒng)調(diào)試11 4.1 調(diào)試環(huán)境11 4.2 硬件調(diào)試125 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)13 5.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能13 5.2 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試13 5.3 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析136 結(jié)論147 總結(jié)與體會(huì)158 謝辭169 參考文獻(xiàn)17附錄181、前言隨著社會(huì)的進(jìn)步,信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品的技術(shù)含量也越來(lái)越來(lái)高,先進(jìn)的電子技術(shù)在各個(gè)學(xué)科門(mén)內(nèi)和技術(shù)鄰域占有不可或缺的核心地位。本設(shè)計(jì)籃球比賽計(jì)時(shí)器是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)分,秒進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示的計(jì)時(shí)裝置以其直觀性和準(zhǔn)確性受到人們的喜愛(ài),由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體與555 多諧振蕩器的廣泛引用,使得籃球比賽計(jì)時(shí)比以前計(jì)時(shí)更加精準(zhǔn),方便。數(shù)字電路也更加符合現(xiàn)在籃球比賽對(duì)計(jì)時(shí)設(shè)備的要求。因此籃球比賽計(jì)時(shí)器還有著非常大的現(xiàn)實(shí)意義1.1設(shè)計(jì)背景隨著社會(huì)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程中,數(shù)字電子技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域的引用也越來(lái)越廣泛。且我門(mén)學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)等課程,另外還做過(guò)模擬、數(shù)字電子技術(shù)等實(shí)驗(yàn)。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求,所以根據(jù)自己掌握的知識(shí),再結(jié)合其他專(zhuān)業(yè)課知識(shí),我選擇了籃球比賽計(jì)時(shí)器這個(gè)題目。在制作這個(gè)電路的基礎(chǔ)上可以看出自己對(duì)數(shù)字電路及其它專(zhuān)業(yè)課的掌握程度,因而很適合電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的題目要求。再者數(shù)字鐘在我們的實(shí)際生活中經(jīng)常見(jiàn)到,它的精度、穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了機(jī)械鐘表,因此得到了廣泛的使用。1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)本次設(shè)計(jì)以數(shù)字電路為主,實(shí)現(xiàn)對(duì)分,秒的倒數(shù)計(jì)時(shí)。有12分鐘倒計(jì)時(shí)和24秒進(jìn)攻倒計(jì)時(shí)(1)設(shè)計(jì)一個(gè)555多諧振蕩器經(jīng)分頻電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的一秒脈沖發(fā)生器;(2)能準(zhǔn)確顯示時(shí)間,秒分別為60進(jìn)制和24進(jìn)制。開(kāi)始時(shí)顯示12:00.結(jié)束時(shí)為00:00.1.3實(shí)施計(jì)劃(1)根據(jù)所選課題,結(jié)合所學(xué)知識(shí),查閱資料,畫(huà)出數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)電路圖;(2)根據(jù)原理圖分析各個(gè)單元的功能,熟悉自己所需的各個(gè)器件的功能;(3)用proteus軟件設(shè)計(jì)電路圖,并進(jìn)行仿真和電路調(diào)試能達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求;(4)用Altium Designer軟件畫(huà)出原理圖,并正確畫(huà)出完整的PCB圖;(5) 寫(xiě)出完整、詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.4必備條件(1)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程知識(shí)儲(chǔ)備。(2)各模塊元器件電氣特性。 (3)仿真環(huán)境(proteus 7)、原理圖的使用。第 2 頁(yè)2、總體方案設(shè)計(jì)通過(guò)查閱大量相關(guān)技術(shù)資料,并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí),我主要提出了兩種技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對(duì)這兩種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說(shuō)明,并分析比較它們的特點(diǎn),然后闡述我最終選擇方案的原因。2.1方案比較2.1.1方案一:信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心。它的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度,可選用晶振的頻率為32768Hz的脈沖經(jīng)過(guò)整形、分步獲得1Hz的秒脈沖。圖2-1方案一框圖2.1.2方案二:由集成邏輯門(mén)與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。圖2-2方案二框圖2.2方案論證 1.脈沖產(chǎn)生電路: a.用555組成的脈沖產(chǎn)生電路: R1=15*103,R2=68*103,C=10F,則555所產(chǎn)生的脈沖的 為:f=1.43/(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而設(shè)計(jì)要求為1Hz,因此其誤差為5.3%,在精度要求不是很高的時(shí)候可以使用. b.石英晶體振蕩電路:采用的32768晶體振蕩電路,其頻率為32768Hz,然后再經(jīng)過(guò)15分頻電路可得到標(biāo)準(zhǔn)的1Hz的脈沖輸出。R的阻值,對(duì)于TTL門(mén)電路通常在0.72K之間;對(duì)于CMOS門(mén)則常在10100M之間.2.3方案選擇:經(jīng)過(guò)兩個(gè)方案的比較,基于電路的難易程度和自己的知識(shí)掌握。且方案二能產(chǎn)生更加穩(wěn)定的脈沖信號(hào),最終選擇方案二。3. 單元模塊設(shè)計(jì)3.1各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)籃球比賽計(jì)時(shí)器的主要功能包括: 12分鐘倒計(jì)時(shí)、進(jìn)攻方24秒倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)暫停,重新開(kāi)啟和結(jié)束警報(bào)提示。該計(jì)時(shí)系統(tǒng)由以下四個(gè)電路模塊組成:1秒時(shí)基產(chǎn)生器:這部分利用32.768KHz需要通過(guò)分頻器,最終產(chǎn)生1赫茲的電信號(hào),驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路的運(yùn)作。這一模塊主要是利用CD4060和CD4027的鎖存和分頻功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。12分鐘倒計(jì)時(shí):這部分電路完成12分鐘倒計(jì)時(shí)的功能,比賽準(zhǔn)備開(kāi)始時(shí),屏幕上顯示12:00字樣。當(dāng)比賽開(kāi)始時(shí),倒計(jì)時(shí)從12:00開(kāi)始逐秒遞減到00:00。這一模塊主要利用雙向計(jì)數(shù)器74LS192的減計(jì)數(shù)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。攻方24秒倒計(jì)時(shí):這部分電路與12分鐘倒計(jì)時(shí)功能類(lèi)似,當(dāng)比賽準(zhǔn)備開(kāi)始時(shí),屏幕上顯示24秒字樣,當(dāng)比賽開(kāi)始后,倒計(jì)時(shí)從24逐秒倒數(shù)到00。這一模塊主要也是利用雙向計(jì)數(shù)器74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)。節(jié)數(shù)記次:四個(gè)LED分別表示四場(chǎng)節(jié)次,根據(jù)比賽場(chǎng)次的轉(zhuǎn)換,用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ惯@四個(gè)LED依次自動(dòng)指示四場(chǎng)節(jié)次。警報(bào)提示:當(dāng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器中任一個(gè)計(jì)時(shí)到零時(shí),BO端出現(xiàn)低電平。通過(guò)和二極管作用,發(fā)光二極管亮,起到報(bào)警作用。主體電路:即倒計(jì)時(shí)部分。包括12分鐘和24秒倒計(jì)時(shí)。12分鐘倒計(jì)時(shí)的基本原理:比賽處于準(zhǔn)備開(kāi)始階段,扳動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)G使倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器相應(yīng)的置數(shù)或清零端有效,顯示設(shè)定的時(shí)間12:00,當(dāng)主裁判拋起球,比賽開(kāi)始,扳動(dòng)G,倒數(shù)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作(相應(yīng)的置數(shù)、清零端無(wú)效),計(jì)時(shí)器逐秒進(jìn)行倒計(jì)顯示。當(dāng)有球員犯規(guī),裁判吹哨,整個(gè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的倒計(jì)時(shí)暫停,這個(gè)功能通過(guò)暫停開(kāi)關(guān)S截?cái)鄷r(shí)鐘脈沖的傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)?shù)箶?shù)計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)到零時(shí),選取“00:00”這個(gè)狀態(tài),通過(guò)組合邏輯電路給出截?cái)嘈盘?hào),讓其與時(shí)鐘脈沖在與非門(mén)中將時(shí)鐘脈沖截?cái)?,從而?jì)時(shí)器在計(jì)數(shù)到零時(shí)停住。24秒計(jì)數(shù)芯片的置數(shù)端和12分的置數(shù)、清零端共用一個(gè)開(kāi)關(guān),比賽開(kāi)始后,24秒的置數(shù)端也無(wú)效,24秒的倒數(shù)計(jì)時(shí)器與12分的倒數(shù)計(jì)時(shí)器同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行倒計(jì)時(shí),逐秒倒計(jì)到零。同樣也是選取“00”這個(gè)狀態(tài),通過(guò)組合邏輯電路給出截?cái)嘈盘?hào),讓該信號(hào)與時(shí)鐘脈沖在與非門(mén)中將時(shí)鐘截?cái)啵褂?jì)時(shí)器在計(jì)數(shù)到零時(shí)停住。3.1.1 秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器是整個(gè)電路的初始部分,它能否產(chǎn)生足夠穩(wěn)定的脈沖信號(hào)直接決定系統(tǒng)的正常運(yùn)行。下圖為秒脈沖部分的電路圖:圖3.1.1秒脈沖發(fā)生器電路圖 節(jié)次電路:用四個(gè)D觸發(fā)器和適當(dāng)?shù)慕M合邏輯電路搭成四位的移位寄存器,四個(gè)LED分別接在這四個(gè)D觸發(fā)器的輸出Q上,當(dāng)過(guò)了12分鐘重置時(shí),電路自動(dòng)移位指示節(jié)次。圖3.1.2節(jié)次電路電路圖將這四個(gè)D觸發(fā)器依次命名為D1、D2、D3、D4。四個(gè)D觸發(fā)器級(jí)連,前一個(gè)輸出送入下一個(gè)輸入,用一個(gè)共同的時(shí)鐘脈沖,形成同步動(dòng)作。為了保證每次輸出只有一位是高電平,用個(gè)或門(mén)把Q2、Q3進(jìn)行或運(yùn)算后,送入或非門(mén)與Q1進(jìn)行運(yùn)算后送回D1。當(dāng)電源剛接通、開(kāi)關(guān)G沒(méi)有接地,整個(gè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行工作,Q1-Q4為低電平(0000狀態(tài)),D=1,四個(gè)LED都不亮。合上G,接高電平,這樣,當(dāng)G接通時(shí)就有了一個(gè)電平的上升沿跳變,Q1=D1=1;1000狀態(tài),LED1亮,指示第一節(jié)比賽。電路進(jìn)入循環(huán)狀態(tài),倒計(jì)時(shí)電路重置一次,該電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換一次,實(shí)現(xiàn)節(jié)次自動(dòng)指示。警報(bào)提示:為了給出警報(bào)提示,可在計(jì)數(shù)器的輸出端用一個(gè)普通二極管和LED二極管。當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí),QO輸出為0,LED燈亮起。3.1.2 秒、分倒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)功能主要是利用192計(jì)數(shù)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),同時(shí)利用反饋和置數(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,以適合分和秒的不同需要。由于該系統(tǒng)特殊的需要,到各計(jì)時(shí)器到零時(shí),通過(guò)停止控制電路使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并用LED發(fā)出警報(bào)。而節(jié)次計(jì)數(shù)是通過(guò)12分鐘的重置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1)24秒倒計(jì)時(shí)電路計(jì)數(shù)器的倒計(jì)時(shí)功能。用兩片74LS192分別做個(gè)位(低位)和十位(高位)的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器,由于本系統(tǒng)只需要從開(kāi)始時(shí)的“24”倒計(jì)到“00”然后停止,所以可以直接運(yùn)用十進(jìn)制的74LS192進(jìn)行減計(jì)數(shù)。因?yàn)轭A(yù)置的數(shù)不是“00”,所以我選用置數(shù)端LOAD來(lái)進(jìn)行預(yù)置數(shù)。低位的借位輸出信號(hào)用作高位的時(shí)鐘脈沖。圖3.1.2.1 24秒倒計(jì)時(shí)電路如圖2)12分鐘倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)12分鐘倒計(jì)時(shí)秒部分。運(yùn)用兩片可逆計(jì)數(shù)器74LS192來(lái)構(gòu)成60進(jìn)制的減計(jì)數(shù)器。這個(gè)計(jì)數(shù)器的低位即個(gè)位,不需要搭接任何反饋電路而直接運(yùn)用74LS192芯片的減計(jì)數(shù)功能:時(shí)鐘脈沖接到down端,置數(shù)、清零端無(wú)效,即可以實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能。而最低位的計(jì)數(shù)變化應(yīng)當(dāng)與時(shí)鐘脈沖的變化同步。所以,原則上應(yīng)當(dāng)將時(shí)鐘脈沖直接引到這片192計(jì)數(shù)器的減計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖輸入端down。該計(jì)數(shù)器的高位即十位,與低位的計(jì)數(shù)進(jìn)制不相同。由于時(shí)間的分和秒都是60進(jìn)制,所以這里的計(jì)數(shù)芯片74LS192必須要接成六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。這里,我選用反饋置數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。反饋方案一:考慮到74LS192芯片的置數(shù)端LOAD是異步置數(shù),并且是低電平有效的,所以我根據(jù)74LS192芯片減計(jì)數(shù)的特點(diǎn)并綜合以上兩點(diǎn)特性,就將74LS192芯片的輸出端輸出9時(shí),即僅QD和QA輸出為高電平(二進(jìn)制數(shù)1001)。從這兩個(gè)引腳引出高電平信號(hào),并通過(guò)與非門(mén)作用后形成低電平反饋信號(hào),送入74LS192芯片的置數(shù)端LOAD使之實(shí)現(xiàn)置數(shù)動(dòng)作。反饋方案二:直接從QD引出高電平信號(hào),通過(guò)非門(mén)作用后形成低電平反饋信號(hào),送入74LS192芯片的置數(shù)端LOAD使之實(shí)現(xiàn)置數(shù)動(dòng)作。(由于方案二和方案一相比,功能相同,連線更為簡(jiǎn)單和方便,本設(shè)計(jì)采用方案二。)置數(shù)時(shí),輸出的數(shù)是與輸入的數(shù)是一樣的,所以我設(shè)置的數(shù)是5(二進(jìn)制0101),這樣,當(dāng)計(jì)數(shù)器從0變到9時(shí),由于進(jìn)行了異步置數(shù),9就在瞬間變成了5,計(jì)數(shù)輸出的結(jié)果就變?yōu)?543210,實(shí)現(xiàn)了六進(jìn)制的功能。12分鐘倒計(jì)時(shí)分部分。也是運(yùn)用兩片可逆計(jì)數(shù)器74LS192來(lái)構(gòu)成減計(jì)數(shù)器。在兩片計(jì)數(shù)器的連接上,與秒部分一樣。也是把低位的借位信號(hào)作為高位的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行連接。而低位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖則是用秒部分高位計(jì)數(shù)器的借位輸出信號(hào)來(lái)充當(dāng)?shù)?。運(yùn)用以上兩個(gè)計(jì)數(shù)器組合,就在低位計(jì)數(shù)器從0變到9或從0變到5的瞬間,在它的借位輸出端出現(xiàn)一個(gè)電平的上升脈沖沿,從而使高位的計(jì)數(shù)器倒倒計(jì)一個(gè)數(shù)。實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。如下:圖3.1.2 .2 12分鐘倒計(jì)時(shí)電路 3.1.3譯碼器和顯示器的設(shè)計(jì)譯碼電路的功能是將“秒”、“分”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯,變成相應(yīng)的數(shù)字。本次驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器,我們選用了CC4511.相應(yīng)的,與LED七段共陰極顯示數(shù)碼管相互連接。圖3.1.3譯碼器和顯示器簡(jiǎn)要說(shuō)明:右起第一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用是對(duì)12分鐘進(jìn)行清零和置數(shù)。右起第二個(gè)開(kāi)關(guān)是暫停、繼續(xù)開(kāi)關(guān)。 右起第三個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)24秒進(jìn)行清零和置數(shù)。最左邊的開(kāi)關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。3.2 l特殊器件的介紹74LS192是雙時(shí)鐘方式的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。(bcd,二進(jìn)制)。 1. CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端,CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。 2. LD為預(yù)置輸入控制端,異步預(yù)置。 3.CR為復(fù)位輸入端,高電平有效,異步清除。 4.CO為進(jìn)位輸出:1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。 5.BO為借位輸出:0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。圖3.2 74LS192表3.2 74ls192真值表4.系統(tǒng)調(diào)試1、用 D觸發(fā)器74LS74連接出節(jié)次控制模塊:a測(cè)試74LS74,相應(yīng)的門(mén)電路模塊74LS02、74LS32的好壞。b將兩片74LS74做成循環(huán)移位寄存器,測(cè)試其性能是否達(dá)到要求。2、用移位74LS194寄存器及相關(guān)的門(mén)電路做出警報(bào)提示模塊:a測(cè)試74LS194和門(mén)電路的好壞。b把74LS194的固定引腳接好。c連接74LS194外部門(mén)電路組成的組合邏輯電路并測(cè)試其功能。d進(jìn)行整體連接并測(cè)試其功能。3、用異步可逆雙時(shí)鐘BCD計(jì)數(shù)器74LS192及相關(guān)門(mén)實(shí)現(xiàn)定時(shí)倒計(jì)時(shí)電路:a測(cè)試74LS192和門(mén)電路的好壞。b先連24秒倒計(jì)時(shí)模塊,并測(cè)試其性能是否達(dá)到要求c加入相應(yīng)門(mén)電路實(shí)現(xiàn)暫停和停止/復(fù)位功能。d連接12分鐘倒計(jì)時(shí)模塊,并測(cè)試其性能是否達(dá)到要求。e加入相應(yīng)門(mén)電路實(shí)現(xiàn)暫停和停止/復(fù)位功能。4.1調(diào)試環(huán)境在硬件電路的設(shè)計(jì)中,進(jìn)行調(diào)試與仿真是不可避免的。在仿真的過(guò)程中我們可以不斷的對(duì)我們所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行修改,驗(yàn)證我們?cè)O(shè)計(jì)的重要性,避免了再實(shí)際操作中的繁瑣,以及對(duì)元件的損耗。在設(shè)計(jì)電路時(shí),常用的仿真軟件有PROTUES,TINA,MODELSIM等。本次設(shè)計(jì)采用的是PROTUES.PROTUES是世界上著名的EDA工具(仿真軟件),從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到PCB設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái),其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器,并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。是在電路調(diào)試方面應(yīng)用較為廣泛的一種EDA工具。由于PRITUES擁有豐富的元件庫(kù),并且支持元件庫(kù)的升級(jí)和下載,幾乎涵蓋了所有本次設(shè)計(jì)中所需的元件。元件的選取與查找操作簡(jiǎn)便,只需在元件搜索框中輸入元件的型號(hào)或名稱即可。4.2、硬件調(diào)試附時(shí)鐘脈沖發(fā)生器模塊的調(diào)試:調(diào)試方法和調(diào)試內(nèi)容:用示波器和頻率計(jì)調(diào)試。即在時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸出脈沖端與示波器一個(gè)探頭相連接,打開(kāi)示波器,把圖像調(diào)節(jié)到視野中央,觀察頻率調(diào)節(jié)旋鈕上的示數(shù),并數(shù)示波器面板上波形所占的格數(shù),把頻率調(diào)節(jié)旋鈕上的示數(shù)與示波器面板上波形所占的格數(shù)相乘就是時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸出的頻率。除此之外還可用外電路的頻率與電阻電容的關(guān)系也可粗略地到頻率值。經(jīng)過(guò)以上兩種方法的合并使用,得到時(shí)鐘脈沖發(fā)生器模塊輸出1HZ的時(shí)鐘頻率。圖4.2時(shí)鐘脈沖發(fā)生器調(diào)試圖5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)5.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能經(jīng)過(guò)測(cè)試,可實(shí)現(xiàn)的功能有:1、24秒和12分鐘同時(shí)置零和啟動(dòng),也可在暫停的狀態(tài)下對(duì)24秒單獨(dú)置零,并重新置數(shù)啟動(dòng)。2、可以同時(shí)使兩個(gè)時(shí)鐘置零。3、當(dāng)兩個(gè)時(shí)鐘中任意一個(gè)時(shí)鐘置零時(shí),兩個(gè)時(shí)鐘都停止調(diào)動(dòng),并且LED燈亮。5.2 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試1.時(shí)鐘模塊為減計(jì)數(shù)提供一個(gè)頻率為1Hz的脈沖信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)間隔為1秒鐘;2.計(jì)數(shù)、譯碼顯示模塊主要是為了達(dá)到能顯示減計(jì)數(shù)功能;3.報(bào)警模塊是為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)減計(jì)數(shù)到零時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào);4.控制模塊主要是為了實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)、直接清零和暫停/連續(xù)功能,其中在直接清零時(shí),由外控制開(kāi)關(guān)控制譯碼器消隱端,從而可以實(shí)現(xiàn)顯示譯碼器滅燈;通過(guò)暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)功能。5.3系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析該設(shè)計(jì)采用方案二能產(chǎn)生較為合格的脈沖信號(hào),但還有待改進(jìn),與NE555相比較使得電路更為復(fù)雜,也給后面的仿真增加了難度。在對(duì)各模塊分開(kāi)測(cè)試時(shí)能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),但組合起來(lái)時(shí)整個(gè)連線布局成了大問(wèn)題各系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行不是很好,還有待改進(jìn)。六 結(jié)論該設(shè)計(jì)用的是Proteus仿真軟件的驗(yàn)證了理論分析結(jié)果的正確性。此次課程設(shè)計(jì),目前基本達(dá)到了預(yù)期的要求,通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試,可得到如下結(jié)論:數(shù)碼管能正常顯示12分和24秒,能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)12分倒計(jì)時(shí)和24秒倒計(jì)時(shí),能準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)暫停和繼續(xù)計(jì)時(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我翻閱了大量的資料,通過(guò)網(wǎng)上和書(shū)籍上的知識(shí)結(jié)合最終順利做出了想要的作品,這種經(jīng)歷不僅鍛煉了我搜集資料的能力,更提高了我提取有用信息,和整理信息的能力。增強(qiáng)了我獨(dú)立完成任務(wù)的能力,使我了解到如何自己有效的完成一件事。本次設(shè)計(jì)還存在諸多缺點(diǎn),比如電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,線路排版不是很好,另外仿真調(diào)試與實(shí)際使用存在一定誤差,該作品的抗干擾性還有待提高!7.總結(jié)與體會(huì) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多以前不會(huì),或是沒(méi)接觸過(guò)的東西,既鞏固了自己所學(xué)的知識(shí),又開(kāi)拓了我的視野,增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力和自己獨(dú)立完成任務(wù)作品的能力,同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了一種十分重要的學(xué)習(xí)方法,那就是模塊化學(xué)習(xí),就像電路一樣把每個(gè)模塊弄好弄扎實(shí),最后融合在一起才能達(dá)到預(yù)期的效果。更加熟悉了Proteus等仿真軟件在實(shí)際工程中所發(fā)揮的巨大作用。同時(shí)學(xué)會(huì)提出多種方案經(jīng)過(guò)比較后得出最優(yōu)方案,再去實(shí)施它。以后一定嚴(yán)格遵守理論結(jié)合實(shí)際的原則,優(yōu)化方案,提高效率。在本次設(shè)計(jì)中還是體現(xiàn)出我對(duì)課本內(nèi)容的不熟,以及對(duì)網(wǎng)上資料的篩選不夠仔細(xì)的問(wèn)題,本次設(shè)計(jì)時(shí)先是通過(guò)課本內(nèi)容再到圖書(shū)館翻閱,最后網(wǎng)上查找的方式來(lái)獲取所需的知識(shí),通過(guò)不同內(nèi)容的比較也讓我了解到理論與實(shí)踐的差別與聯(lián)系。有些理論知識(shí)是需要在一些理想化的條件下才能很好的契合,特別是電路在實(shí)際運(yùn)行中很容易受外界環(huán)境干擾,需要我們耐心查找解決! 最后我明白了無(wú)論是做課程設(shè)計(jì)還是學(xué)習(xí)都需要我們擁有一種嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待,在今后的學(xué)習(xí)工作中我們還會(huì)遇到各種難題,可是只要我們不畏艱險(xiǎn),勇敢面對(duì)耐心,細(xì)心的去分析了解它我們就有成功的機(jī)會(huì)。同時(shí)要合理的安排自己獨(dú)立完成和與他人合作。有些事只能自己去完成,但不懂得合作就注定你要走的路艱難百倍。非常感謝在這次課程設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們!8.謝辭在夏焰坤老師的指導(dǎo)下我克服了一個(gè)又一個(gè)課程設(shè)計(jì)上的難題,從最開(kāi)始的選題夏老師便耐心的為我們講解分析每個(gè)課題的特點(diǎn),難點(diǎn),讓我們清楚的知道自己適合做哪個(gè)。我根據(jù)自己的能力以及興趣選擇了籃球比賽計(jì)時(shí)器這個(gè)課題,在老師的幫助下我找到了自己的思路,在確立了總的設(shè)計(jì)方向后,在老師的監(jiān)督下我開(kāi)始了各個(gè)模塊的建立與測(cè)試。在總的運(yùn)行時(shí)遇到問(wèn)題夏老師也細(xì)心幫我們查找。 最后非常感謝夏老師在這次課程設(shè)計(jì)中對(duì)我的指導(dǎo)和幫助!9.參考文獻(xiàn)1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分 第六版 M.北京:高等教育出版社,20142 陳永強(qiáng)、魏金成、吳昌東. 模擬電子技術(shù) M. 人民郵電出版社,2013-01-013 陳明義.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)用教程 M.中南大學(xué)出版社,2013.34 華成英.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) M. 高等教育出版社,2002-06-015 http:/www.docin.com/p-220723804.html6 http:/blog.163.com/lsweetingyeah/blog/static/164681450201064938365/7http:/wenku.baidu.com/link?url=C8o_iNEW53ggNEZJz-RvgVDIdfOy3PYggDD8iJp3J-l9yKye3qHqtyvF3DdrYDoLjJj3UKMlfOU_SOysC4EVI6WY8c2TrGC1aw0YN8z2Exm8http:/wenku.baidu.com/link?url=tTTbT57qznQ8j3WV_inl33Pugqn4pdMvPGnwJ051Sovh3_D8syj8y_A5dNUhQW1TAGAYQDVsHE3L9W_L60hfecX_aPO8WqN21OVSHv4DM3a9http:/wenku.baidu.com/link?url=ArtW493W6YvxpMYAP_4LChiBue19uVRrmIL3asGqlTvWCU97BltJ30SkEf6D5znor468WvWLUB4MQFkoFx0knmeyhCh02DEK9j3nknuMHcm10http:/wenku.baidu.com/link?url=LiDwHICMXK4GOYaPyZPbiG9D4XksJ_jsJ-cad7eNKBYsYcH7v_m_76NrzPF82fUj1sDKFO4U-0o5TaE0R9YP578PP91AraJPRFNhOkmVEla11http:/baike.baidu.com/link?url=kHtmhQZqQ5DOuMLN-ObAENyVUniKNWnWfk6gQGsEaJmsnQeqc0Xs6UeqD2VLXHVVStYWUqt-NHgYGNljJV807K12 http:/www.doc88.com/p-50286329570.html附錄附錄1系統(tǒng)仿真電路圖:附圖一第 24 頁(yè)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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