1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題目：籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器</p><p>　　日期： 2012 年 12 月 30日</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　為了鞏固課本所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)際解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解和運(yùn)用，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和熟悉各種

2、常用芯片的規(guī)格和使用，能掌握電路的組裝和基本問(wèn)題的排除。 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　(1)具有30s計(jì)時(shí)功能，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)數(shù)結(jié)果</p><p>　　(2)設(shè)有外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)直接清零、啟動(dòng)以及暫停/連續(xù)工作等操作。</p><p>　　(3)計(jì)時(shí)器

3、為30s遞減計(jì)時(shí)間隔為1s。</p><p>　　(4)計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)</p><p><b>　　總體框圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖1-1 30秒計(jì)時(shí)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　功能模塊設(shè)計(jì)和原理說(shuō)明</p><p><b&

4、gt;　　4.1秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　用555集成電路組成多諧振蕩電路為系統(tǒng)提供時(shí)鐘秒脈沖。555定時(shí)器應(yīng)用為多諧振蕩電路時(shí)，當(dāng)電源接通Vcc通過(guò)電阻R1、R2向電容C充電，其上電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)u上升至2/3Vcc，會(huì)使比較器C1輸出翻轉(zhuǎn)，輸出電壓為零，同時(shí)放電管T導(dǎo)通，電容C通過(guò)R2放電；當(dāng)電容電壓下降到1/3Vcc，比較器C2工作輸出電壓變?yōu)楦唠娖?，C放電終止，Vcc通過(guò)

5、R1、R2又開(kāi)始充電；周而復(fù)始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時(shí)間有關(guān)，也就是與外接元件有關(guān)，不受電源電壓變化影響。 </p><p><b>　　公式計(jì)算：</b></p><p>　　T1=(R1+R2)Cln2;</p><p>　　T2=R2Cln2;</p><p>　　振蕩周期T = T1+T2=0.7(R1

6、+2R2)C =1(s) </p><p>　　若取C=10μF，結(jié)合實(shí)際選取電阻為R1=5.1K,R2=4.7K。</p><p>　　圖2-1 555多諧振蕩電路圖</p><p>　　NE555為8腳時(shí)基集成電路，各腳主要功能（集成塊圖在下面） </p><p>　　1地 GND 2觸發(fā) </p>

7、<p>　　3輸出 4復(fù)位 </p><p>　　5控制電壓 6門(mén)限(閾值) </p><p>　　7放電 8電源電壓VCC</p><p><b>　　4.2 計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　計(jì)數(shù)電路選用兩片中規(guī)模集成電路74L

8、S192進(jìn)行設(shè)計(jì)，74LS192是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，具有“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且有進(jìn)位和借位輸出端。兩片74LS192構(gòu)成預(yù)置數(shù)的三十進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器十位接成三進(jìn)制，計(jì)數(shù)器個(gè)位接成十進(jìn)制，置數(shù)端A、B、C、D通過(guò)開(kāi)關(guān)接高低電平，若接高電平可進(jìn)行其他置數(shù)；此計(jì)數(shù)器預(yù)置數(shù)為（0011 0000）=（30）10，只有當(dāng)?shù)臀欢税l(fā)出錯(cuò)位脈沖，高位計(jì)數(shù)器才做減計(jì)數(shù)。1片74LS192構(gòu)成1秒減計(jì)數(shù)電路（即個(gè)位）。74LS192的引腳圖和

9、功能表如圖所示。它的計(jì)數(shù)原理是：使加計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)引腳CPU=1，計(jì)數(shù)脈沖加入個(gè)位74LS192引腳CPD腳，當(dāng)減計(jì)數(shù)到零時(shí)，個(gè)位 74LS192的端發(fā)出錯(cuò)位脈沖，使十位計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)，當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零時(shí)，CPD（DWN）端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下次循環(huán)減計(jì)數(shù)。</p><p>　　圖2-2 74LS192引腳圖</p><p><b>　　引出端符號(hào) <

10、/b></p><p>　　TCD 錯(cuò)位輸出端（低電平有效）</p><p>　　TCU 進(jìn)位輸出端（低電平有效） </p><p>　　CPD 減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效） </p><p>　　CPU 加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效） </p><p>　　MR

11、 異步清除端 </p><p>　　P0～P3 并行數(shù)據(jù)輸入端 </p><p>　　PL 異步并行置入控制端（低電平有效） </p><p>　　Q0～Q3 輸出端</p><p>　　表1 74LS192功能表</p><p>　　4.3 譯碼顯示電路</p&g

12、t;<p>　　此模塊主要是由74LS48譯碼器和共陰極七段LED顯示器組成，通過(guò)計(jì)數(shù)器加到譯碼器，從而實(shí)現(xiàn)共陰極七段LED顯示器從30遞減到零的計(jì)數(shù)顯示功能。</p><p>　　1. 74LS48是七段顯示譯碼器，其管腳圖如下圖2-3所示?，F(xiàn)將各管腳功能介紹一下： </p><p>　　A、B、C、D是BCD碼的輸入端；</p><p>　　a,

13、b,c,d,e,f,g是輸出端； </p><p>　　試燈輸入端：低電平有效。當(dāng)＝0時(shí)，數(shù)碼管的七段應(yīng)全亮，與輸入的譯碼信號(hào)無(wú)關(guān)。本輸入端用于測(cè)試數(shù)碼管的好壞； </p><p>　　動(dòng)態(tài)滅零輸入端：低電平有效。</p><p>　　當(dāng)＝1、＝0、且譯碼輸入為0時(shí)，該位輸出不顯示，即0字被熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為0時(shí)，該位正常顯示。本輸入端用于消隱無(wú)效的0。如

14、數(shù)據(jù)0034.50可顯示為34.5；</p><p>　　滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出端：這是一個(gè)特殊的端鈕，有時(shí)用作輸入,有時(shí)用作輸出。當(dāng)作為輸入使用，且＝0時(shí)，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無(wú)關(guān)。當(dāng)作為輸出使用時(shí)，受控于和：當(dāng)＝1且＝0時(shí)，＝0；其它情況下＝1。本端鈕主要用于顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼器之間的連接。本設(shè)計(jì)將、、都置高電平。</p><p>　　圖2-3 74LS48管腳圖<

15、/p><p>　　A-D 譯碼地址輸入端 </p><p>　　BI/RBO 消隱輸入（低電平有效）/脈沖消隱輸出（低電平有效） </p><p>　　LT 燈測(cè)試輸入端（低電平有效）</p><p>　　RBI 脈沖消隱輸入端（低電平有效） </p><p>　　a-g 譯碼地址 輸出

16、端</p><p>　　圖2-3 74LS48真值表</p><p>　　2.共陰極七段LED顯示器是較常用的顯示數(shù)碼管，但在使用時(shí)要注意的是：</p><p>　　看清楚自己用的數(shù)碼管是共陰極還是共陽(yáng)極的，最好在使用前用萬(wàn)電用表測(cè)一下它的極性，其管腳圖如下圖2-4所示，如果為共陰極的，其管腳COM端接地；如果為共陽(yáng)極的，起管腳COM段要接高電平。</p&g

17、t;<p>　　圖2-4 共陰極七段LED顯示器管腳圖</p><p><b>　　主要元器件的選擇</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示器2個(gè)，74LS48,74LS192各2片，74LS00,74LS04各1片，發(fā)光二極管1個(gè)，電阻3個(gè)</p><p><b>　　總電路圖程序說(shuō)明</b></p