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(zhǔn)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>　?。?）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>　　（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；</p><p>　　（2）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>　　（5）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(biāo)準(zhǔn)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?dāng)?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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)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(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端發(fā)生負(fù)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(dāng)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(xí)讓我對電路的制作過程有了自己的一些認(rèn)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(rèn)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(biāo)，我還是堅持了下來。最后我向張偉老師求助，張老師當(dāng)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(xì)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(xí)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(xí)可以對實際情況有一個感性的認(rèn)識，并且認(rèn)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(xí)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(xí)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(xí)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(xí)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(xí)。在今后的學(xué)習(xí)生活中我會以這次實習(xí)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