1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2013 學(xué)年第 1 學(xué)期學(xué) 院：電氣工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名：張煜航學(xué) 號(hào)：2011309030239課程設(shè)計(jì)題目：電子工藝實(shí)習(xí)籃球比賽計(jì)分顯示器的設(shè)計(jì)起 迄 日 期:8月 28日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn):主教DSP實(shí)驗(yàn)室指 導(dǎo) 教 師:劉曉峰張虹系主任：下達(dá)任務(wù)書日期: 年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：使學(xué)生對(duì)電子的一些相關(guān)知識(shí)有感性認(rèn)識(shí)，加深電類有關(guān)課程的理論知識(shí)；掌握電子元件的焊接、電氣元件的安裝、連線等基本技能，培養(yǎng)學(xué)生閱讀電氣原理圖和電子線路圖的能力。并在生產(chǎn)實(shí)踐中，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、勇于創(chuàng)新的積極性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、踏實(shí)、勤奮的

2、學(xué)習(xí)精神和工作作風(fēng)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：籃球比賽計(jì)分顯示器的設(shè)計(jì)基本要求：（1）電路具有加1分、加2分、加3分功能。（2）電路具有減分功能。（3）顯示總分功能，用三位LED顯示器，最高可現(xiàn)實(shí)999。（4）顯示器可清零。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1、按照設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，完成所選題目仿真電路的設(shè)計(jì)；2、完成收音機(jī)的焊接和調(diào)試；3、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書（即設(shè)計(jì)報(bào)告）的書寫。 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：1、韓學(xué)軍. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：中國(guó)電力出版社2、王義

3、軍.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：中國(guó)電力出版社3、童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.4、閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.5、康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.6、張慶雙.電子元器件的選用與檢測(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社,20025設(shè)計(jì)成果形式及要求：1、仿真電路的設(shè)計(jì)要符合該題目設(shè)計(jì)指標(biāo)的基本要求；2、焊接、調(diào)試后的收音機(jī)要形成成品；3、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的書寫。6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2012年6月25日 6月30日 仿真軟件的學(xué)習(xí)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì) 7月 1日 7月8 7月9 日 7月11日7月12日 7月13日 答辯或成績(jī)考核7、成績(jī)組成及考核標(biāo)準(zhǔn)：系主任審查

4、意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc366699932 第1章 設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc366699932 h 5 HYPERLINK l _Toc366699933 1.1籃球比賽計(jì)分顯示器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc366699933 h 5 HYPERLINK l _Toc366699934 1.2籃球比賽計(jì)分顯示器的功能描述： PAGEREF _Toc366699934 h 5 HYPERLINK l _Toc366699935 第2章 設(shè)計(jì)原理及框圖 PAGEREF _Toc366699935 h 6 HYPERL

5、INK l _Toc366699936 2、1總述 PAGEREF _Toc366699936 h 6 HYPERLINK l _Toc366699937 2、2 記分器電路 PAGEREF _Toc366699937 h 6 HYPERLINK l _Toc366699938 2.3 倒計(jì)時(shí)電路 PAGEREF _Toc366699938 h 7 HYPERLINK l _Toc366699939 第3章 主要元器件介紹 PAGEREF _Toc366699939 h 8 HYPERLINK l _Toc366699940 3.1 二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160 PAGEREF _Toc36

6、6699940 h 8 HYPERLINK l _Toc366699941 3.1.(1)管腳圖介紹： PAGEREF _Toc366699941 h 8 HYPERLINK l _Toc366699942 3.1.（2）工作方式選擇表： PAGEREF _Toc366699942 h 9 HYPERLINK l _Toc366699943 3.2 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表 PAGEREF _Toc366699943 h 9 HYPERLINK l _Toc366699944 3.2.(1)74LS192的引腳說(shuō)明： PAGEREF _Toc366699944 h 10

7、 HYPERLINK l _Toc366699945 3.2.(2)74LS192功能表： PAGEREF _Toc366699945 h 11 HYPERLINK l _Toc366699946 3.3或非門組成的基本RS觸發(fā)器 PAGEREF _Toc366699946 h 11 HYPERLINK l _Toc366699947 3.3.(1)RS觸發(fā)器真值表： PAGEREF _Toc366699947 h 12 HYPERLINK l _Toc366699948 3.4 DCD_HEX七段發(fā)光二極管譯碼顯示器 PAGEREF _Toc366699948 h 12 HYPERLINK

8、l _Toc366699949 第4章 具體電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc366699949 h 13 HYPERLINK l _Toc366699950 4.1記分電路 PAGEREF _Toc366699950 h 13 HYPERLINK l _Toc366699951 4.2加減分變換電路和置零電路 PAGEREF _Toc366699951 h 14 HYPERLINK l _Toc366699952 4.3脈沖發(fā)生電路 PAGEREF _Toc366699952 h 15 HYPERLINK l _Toc366699953 4.4 24秒倒計(jì)時(shí)電路和蜂鳴器電路 PAGEREF

9、_Toc366699953 h 16 HYPERLINK l _Toc366699954 4.5節(jié)倒計(jì)時(shí)電路 PAGEREF _Toc366699954 h 17 HYPERLINK l _Toc366699955 第5章 仿真調(diào)試分析 PAGEREF _Toc366699955 h 18 HYPERLINK l _Toc366699956 5.1仿真 PAGEREF _Toc366699956 h 18 HYPERLINK l _Toc366699957 5.2 分析與結(jié)論 PAGEREF _Toc366699957 h 18 HYPERLINK l _Toc366699958 第6章 總結(jié)

10、與體會(huì) PAGEREF _Toc366699958 h 20 HYPERLINK l _Toc366699959 第7章 附錄 PAGEREF _Toc366699959 h 21 HYPERLINK l _Toc366699960 7.1主要參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc366699960 h 21第1章 設(shè)計(jì)要求1.1籃球比賽計(jì)分顯示器的設(shè)計(jì)基本要求：（1）電路具有加1分、加2分、加3分功能。（2）電路具有減分功能。（3）顯示總分功能，用三位LED顯示器，最高可現(xiàn)實(shí)999。（4）顯示器可清零。1.2籃球比賽計(jì)分顯示器的功能描述：1、加分功能，當(dāng)按下相應(yīng)的按鍵開(kāi)關(guān)J3、J4、J5（J1

11、4、J11、J12）1、2、3分。2、減分功能，當(dāng)將加減分置換開(kāi)關(guān)J2（J10）撥到減分檔時(shí)，按下開(kāi)關(guān)J3、J4、J5（J14、J11、J12），可以進(jìn)行減分操作。3、清零功能，當(dāng)按下J1（J13）時(shí)，可以將積分清為零。4、24秒倒計(jì)時(shí)與每節(jié)倒計(jì)時(shí)功能：閉合J6、J8，將開(kāi)關(guān)J7撥到計(jì)時(shí)擋，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。5、倒計(jì)時(shí)電路的暫停：將J7撥到暫停擋，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路暫停倒計(jì)時(shí)。6、24秒違例：若24秒倒計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)到00，則24秒違例。24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路暫停倒計(jì)時(shí)，同時(shí)蜂鳴器電路發(fā)出提示音。暫停的倒計(jì)時(shí)在重置24秒電路后方能繼續(xù)記數(shù)。7倒計(jì)時(shí)電路

12、的重置：按下開(kāi)關(guān)J6，可將24秒倒計(jì)時(shí)電路和蜂鳴器電路重置。按下J8可將節(jié)倒計(jì)時(shí)電路重置。第2章 設(shè)計(jì)原理及框圖2、1總述籃球記分器總共由三大部分組成，分別是雙方基礎(chǔ)記分器各和倒計(jì)時(shí)電路2、2 記分器電路記分電路主要由記分電路、加減分控制電路、脈沖發(fā)生電路、清零電路四部分構(gòu)成。單脈沖電路雙脈沖電路三脈沖電路與門加減分控制電路記數(shù)顯示電路時(shí)鐘信號(hào)脈沖發(fā)生電路單脈沖電路雙脈沖電路三脈沖電路與門加減分控制電路記數(shù)顯示電路時(shí)鐘信號(hào)脈沖發(fā)生電路清零電路記分器電路原理圖2.3 倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)電路后先暫停倒計(jì)時(shí)，用重置電路置數(shù)。然后接通時(shí)鐘信號(hào)，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路開(kāi)始工作。當(dāng)24秒倒計(jì)時(shí)結(jié)束是，

13、視為24秒違例。此時(shí)24秒倒計(jì)時(shí)電路示數(shù)為零，節(jié)倒計(jì)時(shí)電路停止記數(shù)，蜂鳴器發(fā)出提示音。需重置24秒倒計(jì)時(shí)電路方可回到正常運(yùn)行狀態(tài)。24秒倒計(jì)時(shí)電路時(shí)鐘信號(hào)24秒倒計(jì)時(shí)電路時(shí)鐘信號(hào)暫停電路節(jié)倒計(jì)時(shí)電路蜂鳴器電路計(jì)數(shù)器示數(shù)為零重置電路重置電路啟動(dòng)暫停倒計(jì)時(shí)電路原理圖第3章 主要元器件介紹3.1 二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160 3.1.(1)管腳圖介紹：74LS160 為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器其管腳圖如下圖所示 RCO 進(jìn)位輸出端 ENP 計(jì)數(shù)控制端 ENT 計(jì)數(shù)控制端 A-D 輸入端QA-QD 輸出端 CLK 時(shí)鐘輸入端 CLR 異步清零端,低電平有效 LOAD 同步并行置入端,低電平有效GND

14、 接地端 VCC 接電源端 74LS160 引腳圖3.1.（2）工作方式選擇表：CPRDLDEPET工作狀態(tài)0置零 10預(yù)置數(shù)1101保持110保持(但CO=0)1111計(jì)數(shù)圖3-3-2 74LS160功能表3.2 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表 74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)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(hào)如圖所示： 74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)3.2.(1)74LS192的引腳說(shuō)明：PL為置數(shù)端CPu為加計(jì)數(shù)端CPD為減計(jì)數(shù)端為非同步進(jìn)位輸出端為非同步借位輸出端在P0-P3為計(jì)數(shù)器輸入端 為清除端Q0-Q3 為數(shù)據(jù)輸出端。3.2

15、.(2)74LS192功能表： 輸入 輸出MRP3P2P 1P0Q 3Q 2Q 1Q 01 00 0 00 0d cbadcba0 11 加計(jì)數(shù)0 1 1 減計(jì)數(shù)74LS192的功能表3.3或非門組成的基本RS觸發(fā)器或非門基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)或非門組成觸發(fā)器輸出的邏輯表達(dá)式為：Q= =或非門組成的基本RS觸發(fā)器及邏輯符號(hào)3.3.(1)RS觸發(fā)器真值表：或非門組成的基本RS觸發(fā)器真值表RD0101SD1001Q觸發(fā)器置1觸發(fā)器置0保持原狀態(tài)狀態(tài)不定3.4 DCD_HEX七段發(fā)光二極管譯碼顯示器DCD_HEX為共陰極LED數(shù)碼管。顯示器引腳從左到右依次為：4,3,2,1。該顯示包含了譯碼功能，所以

16、無(wú)需專門的譯碼器。該數(shù)碼管可實(shí)現(xiàn)0-9的計(jì)數(shù)功能，采用三個(gè)數(shù)碼管即可實(shí)現(xiàn)0-999的計(jì)數(shù)功能DCD_HEX七段發(fā)光二極管譯碼顯示器第4章 具體電路設(shè)計(jì)4.1記分電路如下圖，記分電路使用三片雙時(shí)鐘輸入的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192D。74LS192D是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，為雙時(shí)鐘輸入，具有同步清零和同步置數(shù)等功能。三塊計(jì)數(shù)器中，個(gè)位記數(shù)器UP、DOWN接口接加減轉(zhuǎn)換電路信號(hào)出口。其余兩塊UP端接前一位計(jì)數(shù)器的CO端，傳遞進(jìn)位信號(hào)；DOWN端接前一位計(jì)數(shù)器的BO端,傳遞借位信號(hào)；LOAD端接電源，使電路處于工作狀態(tài)；CLR端并聯(lián)后與置零電路連接，用于計(jì)數(shù)器清零。該記數(shù)電路支持從0到999加分和減分

17、記數(shù)。記分電路圖4.2加減分變換電路和置零電路如下圖，加減變換電路電路由一個(gè)單刀雙擲和兩個(gè)異或門組成。單刀雙擲開(kāi)關(guān)決定計(jì)數(shù)器是加記數(shù)還是減記數(shù)；異或門使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的端口輸出高平信號(hào)，保證74LS192D正常記數(shù)。置零電路由按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成。平時(shí)電路輸出低平信號(hào)，清零時(shí)按下按鍵開(kāi)關(guān)得到短暫高平清零信號(hào)。加減分變換電路和置零電路圖4.3脈沖發(fā)生電路脈沖發(fā)生器選用74LS160D計(jì)時(shí)器，如下圖所示，脈沖發(fā)生電路由單脈沖發(fā)生器、雙脈沖發(fā)生器、三脈沖發(fā)生器組成。對(duì)單脈沖發(fā)生器，當(dāng)輸出從0000變化到0001時(shí)，QA通過(guò)非門接到ENP，QA經(jīng)過(guò)與非門的輸出為零，使它保持0001的狀態(tài)不變，CLR則通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)J

18、3來(lái)控制，J3閉合時(shí)，QA輸出的則是一個(gè)上升沿。因?yàn)橛浄蛛娐肥褂玫?4LS192 D芯片為上升沿觸發(fā)，而在選擇電路中脈沖信號(hào)與高平信號(hào)進(jìn)行異或運(yùn)算，所以應(yīng)輸出一個(gè)下降沿。因此需用非門來(lái)獲得下降沿。對(duì)雙脈沖發(fā)生器，當(dāng)輸出從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過(guò)與非門接到ENP，QA與QB經(jīng)過(guò)與非門的輸出為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，CLR則通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)J4來(lái)控制，J4閉合時(shí)，QA輸出的則是一個(gè)完整脈沖和一個(gè)上升沿。同理，因此需用非門來(lái)獲得下降沿。對(duì)三脈沖發(fā)生器，當(dāng)輸出從0000變化到0101時(shí)，QA與QC通過(guò)與非門接到ENP，QA與QC經(jīng)過(guò)與非門的輸出為零，使它保持0101的狀態(tài)不變，CL

19、R則通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)J5來(lái)控制，J5閉合時(shí)，QA輸出的則是兩個(gè)完整脈沖和一個(gè)上升沿。同理，需用非門來(lái)獲得下降沿。由于三個(gè)脈沖發(fā)生電路均需要串接非門來(lái)獲得下降沿，所以用一個(gè)非門即可。脈沖發(fā)生電路圖4.4 24秒倒計(jì)時(shí)電路和蜂鳴器電路24秒倒計(jì)時(shí)電路采用兩片74LS192D，僅采用減記數(shù)功能，使用置數(shù)法，故CLR置0，UP端置1，LOAD端與并聯(lián)后與置數(shù)開(kāi)關(guān)相連。兩芯片QA、QB、QC、QD經(jīng)或非運(yùn)算得到“保持判斷信號(hào)”，該信號(hào)分為三個(gè)去向，一是與輸入時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行或運(yùn)算后輸入個(gè)位的DOWN端，一個(gè)是“保持判斷信號(hào)”的非信號(hào)作為蜂鳴器的啟動(dòng)信號(hào)，另一個(gè)是作為節(jié)倒計(jì)時(shí)的暫停信號(hào)。若計(jì)數(shù)器示數(shù)不為零，則“保

20、持判斷信號(hào)”為低平。此時(shí)，DOWN端接收到的就是時(shí)鐘信號(hào)。若計(jì)數(shù)器示數(shù)不零則“保持判斷信號(hào)”為高平。此時(shí)，DOWN端為持續(xù)高平，記數(shù)暫停。倒計(jì)時(shí)電路有暫停功能，暫停端將DOWN端與高平端連接，使記數(shù)暫停。計(jì)時(shí)端將DOWN端與時(shí)鐘信號(hào)相連，使計(jì)數(shù)器開(kāi)始記數(shù)。該開(kāi)關(guān)和信號(hào)源為24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路共用，使兩電路保持同步。當(dāng)“保持判斷信號(hào)”為低平時(shí)，RS觸發(fā)器兩輸入端皆為高平，蜂鳴器電路保持不變。當(dāng)“保持判斷信號(hào)”為高平時(shí)，RS觸發(fā)器兩輸入端中，R端為低電平，蜂鳴器電路激活，計(jì)數(shù)器74LS160D輸出連續(xù)脈沖信號(hào)，是蜂鳴器發(fā)出有節(jié)奏的響聲。RS觸發(fā)器S端與置數(shù)電路相連，當(dāng)24秒倒計(jì)時(shí)電路重置

21、數(shù)時(shí)就能關(guān)閉蜂鳴器電路。4秒倒計(jì)時(shí)電路和蜂鳴器電路圖4.5節(jié)倒計(jì)時(shí)電路節(jié)倒計(jì)時(shí)電路主要由四片74LS192D芯片組成，分別為12進(jìn)制和60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)電路。其基本原理類似24秒倒計(jì)時(shí)電路，故不做詳細(xì)介紹節(jié)倒計(jì)時(shí)電路圖第5章 仿真調(diào)試分析5.1仿真為使仿真連貫，故調(diào)高了時(shí)鐘信號(hào)的頻率1、當(dāng)按下相應(yīng)的按鍵開(kāi)關(guān)J3、J4、J5（J14、J11、J12）1、2、3分。2、當(dāng)將加減分置換開(kāi)關(guān)J2（J10）撥到減分檔時(shí)，按下開(kāi)關(guān)J3、J4、J5（J14、J11、J12），進(jìn)行減分操作。3、當(dāng)按下J1（J13）時(shí)，進(jìn)行記分清零操作。4、閉合J6、J8，將開(kāi)關(guān)J7撥到計(jì)時(shí)擋，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。5、將J7撥到暫停擋，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路暫停倒計(jì)時(shí)。6、 24秒倒計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)到00，24秒倒計(jì)時(shí)電路和節(jié)倒計(jì)時(shí)電路暫停倒計(jì)時(shí)，同時(shí)蜂鳴器電路發(fā)出提示音。倒計(jì)時(shí)電路在重置24秒電路后繼續(xù)記數(shù)。7、按下開(kāi)關(guān)J6，進(jìn)行 24秒倒計(jì)時(shí)電路和蜂鳴器電路重置操作。進(jìn)行節(jié)倒計(jì)時(shí)電路重置操作。5.2 分析與結(jié)論上述操作皆能實(shí)現(xiàn)，