單片機課程設(shè)計--籃球倒計時牌設(shè)計

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計報告</b></p><p>　　題目：籃球倒計時牌設(shè)計</p><p>　　專業(yè)班級：電氣工程及其自動化 </p><p>　　姓　　名： </p><p>　　時 間： </p>

2、<p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期：20 年06月 0 8日</p><p>　　籃球倒計時牌設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　1．設(shè)計目的與要求</b></p><p>　　設(shè)計一個籃球倒計時牌。準確地理解有關(guān)要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，要求所

3、設(shè)計的電路具有以下功能：</p><p>　?。?）設(shè)計的倒計時牌，能直接顯示“分”，“秒”；</p><p>　　（2）實現(xiàn)1分鐘暫停倒計時，中場10分鐘暫停倒計時；</p><p>　?。?）終場和暫停的聲音提示；</p><p>　?。?）注意3種倒計時之間的相互邏輯。</p><p><b>　　2．

4、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　?。?）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；</p><p>　?。?）確定元器件及元件參數(shù)；</p><p>　　（3）進行電路模擬仿真；</p><p>　　（4）SCH文件生成與打印輸出；</p><p>　?。?）PCB文件生成與打印輸出。</p>&

5、lt;p><b>　　3．編寫設(shè)計報告</b></p><p>　　寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有總結(jié)體會。</p><p><b>　　4．答辯</b></p><p>　　在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。</p><p><b>　　目 錄 </b>&l

6、t;/p><p>　　1引言…………………………………………………………………1</p><p>　　2 總體設(shè)計方案……………………………………………………………………………2</p><p>　　2.1 設(shè)計思路………………………………………………………………………………3</p><p>　　2.2 總體設(shè)計框圖……………………………………

7、……………………………………4</p><p>　　3 設(shè)計原理分析……………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1計數(shù)和譯碼芯片介紹………………………………………………………5</p><p>　　3.2一分鐘倒計時電路……………………………………………………………………6</p><p>　　3.3

8、十分鐘倒計時電路………………………………………………………………7</p><p>　　4 調(diào)試與仿真…………………………………………………………………………… 7</p><p>　　4.1一分鐘倒計時仿真電路……………………………………………………………… 7</p><p>　　4.2十分鐘倒計時仿真電路…………………………………………………………… 8&

9、lt;/p><p>　　5 總結(jié)與體會……………………………………………………………………………9</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………10</p><p>　　附錄1…………………………………………………………………………………11</p><p>　　附錄2…………………………………………

10、…………………………………………12</p><p><b>　　籃球倒計時牌</b></p><p>　　摘 要：籃球倒計時牌設(shè)計用基本的譯碼器74ls47，計數(shù)器74ls192設(shè)計，具有邏輯控制電路，數(shù)碼顯示電路。用555定時器產(chǎn)生1HZ脈沖方波。仿真實現(xiàn)隨時一分鐘暫停倒時，中場十分鐘休息倒計時等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：74L

11、S192計數(shù)器；數(shù)碼管顯示管；譯碼器；555定時器</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　籃球倒計時牌是籃球比賽的重要組成部分，是籃球比賽不可或缺的重要工具，為我們舉行籃球比賽提供了便利。也是數(shù)字電路部分的重要應(yīng)用，所以對于我們電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生來說熟悉它的原理，能夠正確設(shè)計應(yīng)用尤為重要。</p><p>

12、<b>　　2 總體設(shè)計方案</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計思路</b></p><p>　　整個電路由產(chǎn)生脈沖周期為一秒的電路、控制電路、倒計時電路、時間顯示譯碼電路四個模塊組成。其中，控制電路控制整個電路的工作情況，倒計時和譯碼顯示電路完成計時顯示功能，秒脈沖發(fā)生電路為計數(shù)電路提供標準的1HZ脈沖，脈沖產(chǎn)生電路由555定時器

13、構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生；控制電路由基本或門、開關(guān)和各種邏輯門電路組成，進行中場暫停、1分鐘暫停啟動等；倒計時電路由集成計數(shù)器74ls192組成，主要執(zhí)行中場10分鐘休息倒計時，1分鐘暫停倒計時等功能；時間顯示電路由帶有譯碼的數(shù)碼管實現(xiàn)顯示功能；</p><p>　　2.2 總體設(shè)計框圖</p><p><b>　　圖1 總體設(shè)計框圖</b></p><

14、;p><b>　　3 設(shè)計原理分析</b></p><p>　　3.1計數(shù)和譯碼器芯片介紹</p><p>　　74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如下所示：</p><p>　　圖2  74LS192的引腳排列及邏輯符號（a）引腳排列(b) 邏輯符號</p&

15、gt;<p>　　圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進位輸出端，  為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。</p><p>　　表1 74LS192的功能表</p><p>　　本電路由譯碼驅(qū)動74LS47和七段共陰數(shù)碼管組成，74ls192輸出記錄的8421碼送入74ls47，計數(shù)器輸

16、出的8421BCD碼在74ls47的譯碼作用下直觀的阿拉伯數(shù)字顯示出來。如下圖3所示。</p><p>　　圖3 譯碼及顯示電路</p><p>　　3.2一分鐘倒計時電路</p><p>　　圖4 一分鐘倒計時電路</p><p>　　如圖4所示為一分鐘倒計時電路，電路采用兩片74ls47作為譯碼器，兩片74ls192作為減法計數(shù)器。60

17、進制遞減計數(shù)器的預(yù)置數(shù)為N=(0110 0000)8421BCD碼=（60)D。它的技術(shù)原理是每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。</p><p>　　3.3十分鐘倒計時電路</p><p>　　圖5 十分鐘倒計時電路</p><p>　　通過六十秒的計數(shù)器可以類推十分鐘倒計時電路，如上圖5所示，左邊為十分鐘倒計時電路的分鐘部分，電路采用四

18、片74ls47作為譯碼器，四片74ls192作為減法計數(shù)器。十分鐘倒計時電路秒位的預(yù)置數(shù)為N=(0110 0000)8421BCD碼=（60)D。它的技術(shù)原理是每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。十分鐘倒計時電路分位的預(yù)置數(shù)為N=(0000 1001)8421BCD碼=（0 9)D它的技術(shù)原理是每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。</p><p><b>

19、　　4 調(diào)試與仿真</b></p><p>　　4.1一分鐘倒計時仿真電路</p><p>　　一分鐘倒計時仿真電路如下圖所示：</p><p>　　60進制遞減計數(shù)器的預(yù)置數(shù)為N=(0110 0000)8421BCD碼=（60)D。它的技術(shù)原理是每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。在仿真過程中出現(xiàn)了數(shù)碼管出現(xiàn)零零時不會停下來的現(xiàn)

20、象，此時需要把高位計數(shù)器的13腳端與信號發(fā)生電路通過一與門連接，輸出端接在低位計數(shù)器的4腳DOWN端，這樣就可以使計數(shù)器在出現(xiàn)零零時停下來。</p><p>　　圖6 一分鐘倒計時仿真圖</p><p>　　4.2十分鐘倒計時仿真電路</p><p>　　十分鐘倒計時仿真電路如下圖所示：</p><p>　　十分鐘倒計時電路秒位的預(yù)置數(shù)為N=

21、(0110 0000)8421BCD碼=（60)D。它的技術(shù)原理是每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。在仿真過程中會出現(xiàn)秒位計數(shù)器無法循環(huán)的情況，此時需要用或門把高低位計數(shù)器的輸入端連一起，或門輸出接在置數(shù)端PL上，當高低位計數(shù)器處于全0時，因為置數(shù)端為低電平有效，此時置數(shù)端重新完成置數(shù)，計數(shù)器再次進入下一次循環(huán)。十分鐘倒計時電路分位的預(yù)置數(shù)為N=(0000 1001)8421BCD碼=（0 9)D它的技術(shù)原理是

22、每當?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。在仿真過程中會出現(xiàn)秒位計數(shù)器在十分鐘時間到后無法停下來的情況，此時需要用或門連接低位計數(shù)器的四個輸入端，輸出接一個非門，然后再與秒計數(shù)器的八個輸入端或，輸出接入秒位計數(shù)器的PL端。當四個數(shù)碼管全部出現(xiàn)零時，因為秒位計數(shù)端的高位計數(shù)端會有一個高電平，所以此時秒位計數(shù)端不會重新置數(shù)，而會全部顯示零。此時十分鐘倒計時電路就可以實現(xiàn)全部的功能。</p><p>

23、　　圖7 十分鐘倒計時仿真圖</p><p><b>　　5 總結(jié)與體會</b></p><p>　　該計數(shù)電路采用六片74ls47作為譯碼器，六片74ls192作為減法計數(shù)器。555振蕩器作為秒脈沖發(fā)生電路，設(shè)計的倒計時牌，能直接顯示“分”，“秒”；實現(xiàn)1分鐘暫停倒計時，中場從九分六十秒遞減為零分零秒的十分鐘暫停倒計時電路，在現(xiàn)代的籃球比賽中發(fā)揮了重要的作用，為我們

24、舉辦籃球比賽提供了很大的便利。</p><p>　　通過這次仿真，繪圖等方面的實際操作練習讓我對電路的制作過程有了自己的一些認識。這次做的任務(wù)是籃球倒計時牌，對所用到的知識例如模電，數(shù)電知識，和仿真軟件還有繪圖軟件等，進行了很好的回顧，我收獲了很多。</p><p>　　一個大電路是各個單元電路的綜合配合，因此在做總的電路時要注意單元電路的相互影響，最好的辦法時一個一個單元電路往上加，一個

25、個調(diào)試，這樣才能在最后把整個電路很順利的做成功。</p><p>　　在做電路時候要對電路的基本單元電路了解，并且對所用到的原件必須清楚其工作特性，在仿真時要認真思考為什么要這樣弄，你想要什么結(jié)果，你給了它什么條件。我現(xiàn)在還清晰的記得我在仿真六十秒倒計時電路時，我遇到了一個攔路虎，我設(shè)計的電路只能從六十減為零，沒有辦法進行循環(huán)。我想這個問題用了有將近一天的時間都沒有想出來，那段時間我想過要放棄，想過隨便從網(wǎng)上下載

26、一個抄一下，但是想到我泡在圖書館查芯片資料的情形，想到深夜時宿舍的同學(xué)都睡了，我為了趕快完成設(shè)計以便于盡快備戰(zhàn)期末考試而在電腦上畫仿真圖的情形，想到曾經(jīng)自己給自己定下的大三時參加電子競技大賽的目標，我還是堅持了下來。最后我向張偉老師求助，張老師當時給我說了一句通俗易懂的話“你不讓人家吃飯，就讓人家干活呀！”聽到這句話后，我豁然開朗，然后我仔細檢查電路并且發(fā)現(xiàn)了我電路上的問題，并很快的改正了問題。在張老師那句話的指導(dǎo)下我又很快的把十分鐘倒

27、計時電路設(shè)計出來了，看著自己設(shè)計的電路成功了，我的心里有說不出的高興，我感覺這幾天所做的一切都是值得的！</p><p>　　這次的實習我也收獲了很多，我學(xué)會了自己的知識是需要自己去主動掌握的道理，平時要注意積累做電路和動手的經(jīng)驗，理論和實際會有一定差距，通過自己的主動學(xué)習可以對實際情況有一個感性的認識，并且認識到了自己知識的有限性；我學(xué)會了74ls192這個芯片的功能，我現(xiàn)在已經(jīng)可以用兩塊這個芯片設(shè)計出一到一百

28、進制中的任意一種進制，并且還可以實現(xiàn)加法計數(shù)或減法計數(shù)。</p><p>　　通過這次實習一個小小的成功更加堅定了我大三時參加“天華杯”電子設(shè)計大賽的決心和信心，同時在實習的過程中我常常在所有機房里轉(zhuǎn)著看，我在我們系里發(fā)現(xiàn)了一些能很好地把理論知識轉(zhuǎn)化為實踐，并且很有想法的同學(xué)，這也為我大三時參加“天華杯”電子設(shè)計大賽有了一個初步的隊友選擇。我感覺在這次實習中我提高了很多，我很感謝學(xué)校能給我們提供一個這么好的練習平

29、臺，也很感謝老師們能放棄自己的周末休息時間來指導(dǎo)我們實習。在今后的學(xué)習生活中我會以這次實習中所學(xué)到的為指導(dǎo)努力學(xué)好自己的專業(yè)知識，為今后自己深造或就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 邵鋒.數(shù)字電子技術(shù)實驗指導(dǎo)[M].河南科技學(xué)院，2009.7</p><p>　　[2] 康華光.電子技