篮球24秒倒计时器课程设计报告

数字逻辑电路设计课程设计报告系（部）：三系专业：通信工程班级：11通信1班姓名：张梦瑶学号：20110306111成绩：指导老师：李海霞开课时间：2012-2013学年二学期数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器2一、设计题目篮球比赛24秒倒计时器二、主要内容1、分析设计题目的具体要求2、完成课题所要求的各个子功能的实现3、用multisim软件完成题目的整体设计三、具体要求（1）具有显示24s倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。（2）分别设置启动键和暂停/继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。（3）设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。（4）计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。四、进度安排第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。第六天：完成整体设计并仿真验证。第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。第八天：完成实践报告的撰写五、成绩评定课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器31、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％；2、设计报告，占总成绩30％；3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％；4、考勤情况，占总成绩10％；无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到20分钟按旷课处理。数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器4目录前言.............................................................................................................51、总体设计思路、基本原理和框图......................................................61.1设计思路..........................................................................................................61.2设计原理和功能...........................................................................................71.2.1基本功能............................................................................................71.3总体设计框图..................................................................................................82、单元电路设计......................................................................................92.1各芯片的用法和功能...................................................................................92.1.174LS00.................................................................................................92.1.2555定时器.........................................................................................92.1.374LS90...........................................................................................102.1.474LS192.............................................................................................112.2单元模块........................................................................................................122.2.1秒脉冲发生模块..............................................................................122.2.2倒计时模块......................................................................................132.2.3控制电路模块..................................................................................142.2.4报警提示模块..................................................................................153、电路仿真调试（总电路图）.............................................................163.1总电路图.....................................................................................................163.2仿真调试.....................................................................................................173.2.1启动功能..........................................................................................173.2.2复位功能..........................................................................................183.2.3暂停功能..........................................................................................183.2.4自动停止、复位功能......................................................................194、故障分析与电路改进.........................................................................214.1故障分析和解决...........................................................................................214.2电路改进.......................................................................................................215、总结......................................................................................................236、心得体会..............................................................................................247、元件清单..............................................................................................258、参考文献..............................................................................................26数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器5前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动报警从而判定此球员的违例。本设计主要能完成一下功能：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接复位、启动和暂停/继续功能；在直接复位时，数码管显示为“24”；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到“00”时，数码显示器不灭灯，并且直接回到“24”，同时报警电路发出光电报警信号等。整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器61、总体设计思路、基本原理和框图1.1设计思路本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球比赛24秒倒计时器。此计时器功能齐全，具有直接复位、启动、暂停|继续以及光电报警功能，同时使用了两个共阴极数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和继续功能，可以方便地在中途实现暂停计时功能。当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下5个部分组：秒信号产生模块、计时模块、控制模块、译码显示模块以及报警电路模块。在设计此倒计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。篮球比赛24秒倒计时系统的主要功能包括：进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。秒信号产生电路由555定时器构成的多谐振荡器和74LS90构成的分频器构成，为计数电路提供计数秒脉冲。攻方24秒倒计时，当比赛准备开始时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开始后，倒计时从24逐秒倒数到00。这一计时模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；控制电路主要利用SR锁存器的锁存功能和计时电路的反馈信息来控制电路的计时模块，以实现倒计时器的多项功能。当计数器计时到零时，警报电路给出发光提示和提示音。这部分电路主要通过一些门电路来实现。数字逻辑电路设计篮球比赛24秒倒计时器71.2设计原理和功能篮球比赛24秒倒计时器的总体电路包括秒脉冲发生