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1、精品名师归纳总结沈阳航空航天高校课程设计说明书）篮球竞赛 30 秒计时器设计班级 / 学号同学姓名 指导老师可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结沈阳航空航天高校课程设计任务书课程名称数字规律课程设计院系）运算机学院专业运算机科学与技术班级 学号 姓名课程设计题目篮球竞赛30 秒计时器设计课程设计时间 : 2021年 07 月 15 日 至 2021年 07 月 24 日课程设计的内容及要求：一、设计说明在篮球竞赛进行过程中常常需要计时操作，设计一个用于篮球竞赛的30 秒计时器。其原理参考框图如图 1 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二、技术指标图 1 篮球竞赛
2、 30 秒计时器原理框图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 具有显示 30秒的计时功能。2. 设置外部操作开关，掌握计时器的直接清零、启动和暂停/ 连续功能。3. 计时器为 30秒递减计时器，其计时间隔为1秒。4. 计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。三、设计要求1. 在挑选器件时，应考虑成本，要求采纳LED 显示。2. 依据技术指标，通过分析运算确定电路和元器件参数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 画出电路原理图 元器件标准化，电路图规范化）。四、试验要求1. 依据技术指标制定试验方案。验证所设计的电路。2. 进行试验数据处理
3、和分析。五、举荐参考资料1. 刘修文主编 .有用电子电路设计制作 .M 北京：中国电力出版社， 2005 年2. 朱定华主编 .电子电路测试与试验 .M 北京：清华高校出版社， 2004 年3. 路勇主编 .电子电路试验及仿真 .M 北京：北方交通高校出版社， 2004 年六、依据要求撰写课程设计报告指导老师年月日负责老师年月日同学签字年月日成果评定表评语、建议或需要说明的问题：成 绩指导老师签字：日期：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、 概述在篮球竞赛中，规定了一方的持球时间不能超过30 秒，否就就被判做犯规。本课程设计的“篮球竞赛30 秒计时器”，就可用于篮球竞赛中，用于
4、对球员持球时间30 秒进行限制。一旦球员的持球时间超过了30 秒，它自动的报 警。这次课设设计了一个一个篮球竞赛30 秒计时器电路。它由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和时序掌握电路五个部分组成。当计数器接 收到秒脉冲后开头倒记数，等递减到0 时，发光二极管亮光报警。通过掌握电路来完成计时器的启动、计数、暂停 / 连续、译码显示电路的显示等功能。本电路用两个74LS192 芯片构成递减计数器 8421BCD码递减计数器模块电路本试验中计数器选用中规模集成电路 74LS192 进行设计， 74LS192 是十进制同步加法 / 减法计数器，它采纳 8421BCD码二- 十进制编码，其功
5、能表如表 1 所示。表 1 74LS192 的功能表CPUCPDCR操作00置数110加计数110减计数1清零由此看出 , 当 LD=1,CR=0,CPD=1 时, 假如有时钟脉冲加到CPU端, 就计数器在预置数的基础上进行加法计数 , 当计数到 9 时,CO端输出进位下降沿跳变脉冲。当 LD=1，CR=0，CPU=1 时，假如有时钟脉冲加到 CPD 端，就计数器在预置数的基础上进行减法计数，当计数到0 时， BO端输出借位下降沿跳变脉冲。由此设计出三十进制减法计数器，详细电路图如图2 所示, 图中的 Q0 -Q7 分别接到显示译码器的输入端， CPD 端接到秒脉冲发生器的脉冲输出端。图中预置
6、数为 N=0011000）8421BCD= 时钟信号掌握电路VCC5VVCC1R2 10k U10A74LS00N23R3U10B10k 74LS00N25S2026Key = BU7A 74LS08D图 3 时钟信号掌握电路图3是时钟脉冲信号 CP 的掌握电路 , 掌握 CP 的放行与停止。当定时时间未到时， 74LS192的借位输出信号 BO2=1时，就 CLK信号受“暂停 / 连续”开关 S2的掌握，当 S2处于“暂停”位置时，门 U10A输出0，门U7A关闭，封锁 CLK信号， 计数器暂停计数。当 S2处于“连续”位置时，门 U10A输出1，门U2A打开，放行CLK信号，计数器在 CL
7、K作用下，连续累计计数。当定时时间到时，BO2=0，门 U7A关闭，封锁 CLK信号，计数器保持零状态不变。从而实现了当暂停/ 连续开关可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结处于暂停状态时，掌握电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示原先的数， 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，的功能要求。留意， BO2是脉冲信号，只有在 CPD保持为低电平才能保持不变。3 秒脉冲信号产生模块电路NE555秒脉冲发生器由 555 集成定时器构成，其引脚图如图4 所示。NE555秒脉冲发生器的周期与其充电的时间有关，充电时间由图11 中的电容 C1、电阻 R1 和 R2
8、所打算周期的运算公式为： T=Ln2R1+2R2C1。本试验需要的周期是 1s，运算出较为稳固的电阻电容值为： R1=15k,R 2=68k, C 1=10 F,C2=10nF。运算得 T=1s。40VVs19可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结15k R1VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1468k 15R216RST DIS THR TRI CONGNDOUT555_VIRTUAL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10uF C110nF C2Timer可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总
9、结0图 4 秒脉冲发生电路4 显示模块电路显示模块用来显示计时模块输出的即时计时和中途计时结果。是由七段数码管构成，计时模块输出计时信号通过译码器译码由数码管显示出来。如图5所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 5 显示译码电路5 光报警模块当计数器递减计数到零 即定时时间到 时 ,掌握电路应发出报警信号 ,使计数器保持零状态不变 ,同时报警电路工作。如图 6 所示。当计数到零时 , 两计数器借位端输出多为低 0） , 故本设计将高位片借位反馈到二极管负极性端 , 此时+5V电源经 1k电阻使发光二极管发出光电报警信号, 完成报警功能 , 而在递减计数时 ,端输出为高 秒脉
10、冲信号发生电路的仿真将秒信号发生器接到示波器上，如图6 所示。观看输出波形，如图 7 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结40VVs1915k R1VCCRSTOUT17DISXSC1THR68k R218TRI1Ext TrigCON+_20ABGND+_+_10uFC110nFC2555_VIRTUALTimer0图 6 秒脉冲信号发生器仿真图 7 秒脉冲信号的波形图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 30 秒置数仿真测试启动 S1低电平）成置数功能 , LD置为低电平显现 30 秒字样。 断开 S1 暂停/ 连续仿真测试当暂停/ 连续开关 S2 处于暂停
11、位置 低电平）时，掌握电路封锁计数脉冲， 计数器停止计数，显示原先的数，而且保持不变，如图9 所示。当暂停 / 连续开关 S2 处于连续位置 报警电路的仿真当计数器计到状态“ 00”时，高位片的借位输出端 BO产生低电平借位脉冲信号，由此导通发光二极管产生光报警信号。图 11 报警电路的仿真五、 结论依据试验结果，本设计方案基本完成了设计的要求，总的来说该方案是非常可行的，电路结构简洁，条理清楚，结果符合要求。但是由于产生的脉冲信号不易保持以及产生的秒脉冲信号不够稳固和精确的缘由仍存在着报警时间过短和计数时间不够精确的缺陷，可以通过用分频电路来代替555 信号发生器来产生稳固的秒脉冲计时信号，
12、来进一步改善电路计时的精确性。对产生的借位脉冲信号时间过短的缘由可以用展宽电路把脉冲扩展到足够宽，使发光二极管连续发光。六、 性价比综合各种因素来看，该方案所设计的电路比较经济实惠。虽然由于该电路中的元气件价格低廉但电路的总体性能比较稳固，成效很好，由此可见该方案的性价比仍是很高的，如把该方案所设计的电路做成实物图完全可以应用到篮球可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结竞赛中。七、 课设体会及合理化建议经过一段时间的查找资料和摸索问题，最终把设计方案设计出来了。其中在查找资料的过程中收成颇丰，在这个过程中使我学会了如何查找文献资料并运用到自己的方案中去。经过一番深思熟虑后设计出比较有
13、用的电路图，然后用仿真软件进行仿真。在仿真的过程中发觉了一些问题，并通过自己的努力最终解决了显现的各种问题，在这解决问题的过程中使我学到了很多以前不太明白的学问，同时也培育了摸索问题的习惯，经过一番奋斗后，仿真的结果符合设计要求。在连接实物图的过程中须得步步为营，如是一着不慎连错了后果是很严峻的，不好检查线路，因此连线时须的当心再当心。经过最终的努力，最终把实物图所产生的结果与仿真一样。最终，在自己的不懈努力和老师同学的帮忙下我的课程设计最终完成了，课设中布满了欢乐与泪水，为一小块的胜利而兴奋，为一时的困难而难过，但整个过程是欢乐的，由于我在过程中得到了锤炼，动手动脑的才能得到了加 强，学到了
14、很多书本上学不到的学问，使我深刻体会了“一分耕耘一分收成” 的道理，总之我在课程设计中学到了很多真是一言难尽。在这里我感谢老师和同学们的帮忙，感谢大家。参考文献1. 刘修文主编 . 是用电子电路设计制作 . 【M】北京：中国电力出版社， 20052. 朱定华主编 . 电子电路测试与试验 . 【M】北京：清华高校出版社， 20043. 路勇 主编. 电子电路试验及仿真 . 【M】北京：北京交通高校出版社， 2004可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附录 I 总电路图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附录 II元器件清单可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结型号数量74LS192274LS00N274LS08D2555_VIRTUAL+5v128U1 U2七段显示数码管DCD_HEX_DIG_YELLOW2序号1编号U3 U4名称可逆十进制计数器2U10A U10B二输入一输出与非门3U5A U7A二输入一输出与4A1门555 定时器5VCC Vs直流电源6C1 C2电容7R1 R2 R3 R6 R7电阻+40v110nF110F1600110K215K168K1可编辑资料 - - - 欢迎下载