数字电路电子钟及篮球比赛24秒计时器课程设计湖南工业大学.docx
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数字电路电子钟及篮球比赛24秒计时器课程设计湖南工业大学
湖南工业大学
课程设计
资料袋
电气与信息工程学院（系、部）2015～2016学年第1学期
课程名称电子技术课程设计指导教师职称
学生姓名专业班级学号
题目电子钟及篮球比赛24秒计时器设计
成绩起止日期2015年11月16日～2015年11月20日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
16
张
4
总计资料
5
6
湖南工业大学
课程设计任务书
2015年～2016学年第1学期
电气与信息工程学院（系、部）电气及其自动化专业班级
课程名称：
电子技术课程设计
设计题目：
电子钟及篮球比赛24秒计时器设计
完成期限：
自2015年11月16日至2015年11月20日共1周
内
容
及
任
务
一、设计目的
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法，且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
二、数字时钟设计要求
（1）设计指标
1、时间以12小时为一个周期；
2、显示时、分、秒；
3、具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；
4、计时过程具有报时功能，当时间的分钟数为你的学号的最后2位时进行灯光报时；
5、脉冲信号由555震荡电路提供，选择合适的元件参数。
（2）设计要求
1、画出电路原理图（或仿真电路图）；
2、元器件及参数选择；
3、列出实验数据和时序波形；
4、电路仿真与调试（用EWB软件）。
（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、篮球比赛24秒计时器
（1）设计指标
1、具有24秒计时功能；
2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；
3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯；
4、计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒；
5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号；
6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。
（2）设计要求
1、画出电路原理图（或仿真电路图）；
2、元器件及参数选择；
3、列出实验数据和时序波形；
4、电路仿真与调试（用EWB软件）。
（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、设计工作量
电子钟电路设计说明书一份；
电子钟电路原理图一份；
篮球比赛24秒计时器设计说明书一份；
篮球比赛24秒计时器原理图一份；
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2015.11.16
讲授设计的一般步骤和方法、设计的要求、布置设计题目。
2015.11.17--19
学生进行设计
2015.11.20
学生修改、打印设计报告
主
要
参
考
资
料
（1）康华光电子技术基础模拟部分（第五版）高等教育出版社2007年
指导教师（签字）：
年月日
系（教研室）主任（签字）：
年月日
电子技术课程设计
设计说明书
电子钟设计
起止日期：
2015年11月16日至2015年11月20日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师（签字）
电气与信息工程学院（部）
电子钟设计
一、设计目的及要求
1、设计目的
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法，且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
2、设计要求
（1）设计指标
1、时间以12小时为一个周期；
2、显示时、分、秒；
3、具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；
4、计时过程具有报时功能，当时间的分钟数为你的学号的最后2位时进行灯光报时；
5、脉冲信号由555震荡电路提供，选择合适的元件参数。
（2）设计要求
1、画出电路原理图（或仿真电路图）；
2、元器件及参数选择；
3、列出实验数据和时序波形；
4、电路仿真与调试（用EWB软件）。
（3）编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
二、设计任务
（一）、选用的芯片及说明
1.74LS192的引脚图及功能表如下图1所示。
图1
2.74LS48
74LS48的引脚图及功能表如下图所示。
3.555定时器
555的引脚图及内部电路和功能如下图。
上图是555定时器内部组成框图。
它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。
它的各个引脚功能如下：
1脚：
外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：
外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
3脚：
输出端Vo
2脚：
低触发端
6脚：
TH高触发端
表2555定时器的功能表
清零端
高触发端TH
低触发端
Qn+1
放电管T
功能
0
0
导通
直接清零
1
0
导通
置0
1
1
截止
置1
1
Qn
不变
保持
4脚：
是直接清零端。
当
端接低电平，则时基电路不工作，此时不论
、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为
的情况下，
其功能如表2：
（二）、各个分电路说明
1.计数器
秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。
“秒”“分”计数器为六十进制，小时为十二进制。
1.1六十进制计数
由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片74LS192组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。
其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。
如图1-1所示。
图1-1（60进制计数构造）
1.2十二进制计数
“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——……——10——11—¬—00——01——02——……”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。
在此实验中，它是由两片74LS192构造成的十二计数器，利用异步清零端实现起从11——00的翻转，其中“12”为过渡状态不显示。
其中，“时”十位是2进制，“时”个位是十进制。
如图1-2所示.
图1-2（12进制计数构造）
1.3显示器
本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：
共阳极显示器或共阴极显示器。
如图1-3。
图1-3
1.4校时电路
当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。
校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。
在电路中设有正常计时和校对位置。
本实验实现“时”“分”的校对。
对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。
通过A来调节小时。
用B键来调节分。
如图1-4。
图1-4
3.5学号报时电路
数字钟报时是最基本的功能之一。
实验要求是当时间的分钟数为本人的学号的最后2位--04时进行灯光报时。
学号报时电路如图1-5所示。
图1-5
（三）、总电路说明
1、首先设计一个秒脉冲产生电路，可采用555定时器构成多谐振荡器，通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数大小，使555定时器输出一个固定频率为1HZ的方波；
2、设计计时电路，计时电路即是计数电路，通过计数器集成芯片如：
74LS161、74LS163、74LS192等完成对秒脉冲的计数，其中要重点考虑所选择的计数器芯片的进制问题。
秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0，秒钟十位进1，秒钟计到59，进60时，秒钟回00，分钟进1…，以此类推，完成全部计时设计；（可通过添加相应的与非门电路，使计数器按照要求回0）
3、显示电路，根据EWB或PROTEUS元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制）、有8个引脚的（显示8段位码，需要添加译码芯片），完成计数结果的输出显示。
（四）、总电路图
（五）、仿真结果图
三、元器件清单
（1）74LS48（6片）
（2）74LS08（8片）
（3）74LS192（6片）
（4）72LS00（4片）
（5）74LS32（4片）
（6）74LS11（1片）
（7）反相器（7片）
（8）555集成芯片（1片）
（9）数码显示器（6片）
（10）电阻、电容、导线等（若干）
四、设计总结
伴随着几声清脆的滴答声，我终于完成了长达一个星期的课程设计。
俗话说“功夫不负有心人，铁杵也能磨成绣花针”，通过自己的努力，我的数字电子钟设计完成了，看着老师仔细的验收，并成功的完成任务，有种如释重负的感觉，同时，看到成功闹钟的数字电子时钟，心中更多的是一种成就感。
当然，通过这次实践我也受益匪浅，从中学到了不少在书本中没有的东西，明白了实践与理论的结合是极其重要的，以及同学之间互相帮助的重要性，更重要的是对整个电路还有各个元器件有了充分的认识，还有在遇到困难时运用学过的相关知识和恰当的方法尽力去解决各个难题，通过自己不懈的努力来完成这项任务。
当然，在整个课程设计中，我也遇到了许多的难题。
例如数字一开始无法从0开始计数，但是经过仔细检查还是未得到解决，后来请教了老师和同学才改正了错误。
问题解决后我松了一口气，但是问题一个接一个，数字无法进位，仔细调试了半天还是不能解决，最后反复检查电路，才弄明白原来是校时电路的接法存在一点问题，改正之后问题也再次得到了解决。
就这样，经过我们不懈的努力，解决了一个又一个的问题，最后，终于完成了数字时钟的设计。
过程是艰辛的，但结果是令人兴奋的，看着自己设计的东西一分一秒的走着，心里觉得非常有成就感，这两个星期的努力并没有付诸东流。
虽然实验已经告一段落，但是我们学习的道路还很长。
此次实验让我明白不论是在做实验还是在今后的学习
中，都应该有一种坚定不移不达目的不罢休的信念，只有这样才能达到自己的最终目
标！
古今名言
敏而好学，不耻下问——孔子
业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随——韩愈
兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子
己所不欲，勿施于人——孔子
读书破万卷，下笔如有神——杜甫
读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹
立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修
读万卷书，行万里路——刘彝
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿
书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦
书犹药也，善读之可以医愚——刘向
莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞
发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼
鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅
立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元
非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮
熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》
书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游
问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹
旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼
书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄
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