單片機(jī)課程設(shè)計(jì)交通燈實(shí)習(xí)報(bào)告

1、河南科技學(xué)院新科學(xué)院電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：籃球倒計(jì)時(shí)牌設(shè)計(jì)專業(yè)班級：電氣工程及其自動(dòng)化姓 名：時(shí) 間：指導(dǎo)教師：完成日期：20 年06月0 8日籃球倒計(jì)時(shí)牌設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)一個(gè)籃球倒計(jì)時(shí)牌 。 準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路 具有以下功能：（1）設(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)牌，能直接顯示 “分”，“秒 ”；（ 2）實(shí)現(xiàn) 1 分鐘暫停倒計(jì)時(shí)，中場 10 分鐘暫停倒計(jì)時(shí)； （3）終場和暫停的聲音提示；（ 4）注意 3 種倒計(jì)時(shí)之間的相互邏輯。2設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進(jìn)行電路模擬仿真；（4）SCH 文件生成與打印輸出

2、；（5）PCB 文件生成與打印輸出。 3編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有總結(jié)體會。4答辯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問題。目錄1引言12總體設(shè)計(jì)方案22.1設(shè)計(jì)思路32.2總體設(shè)計(jì)框圖43設(shè)計(jì)原理分析53.1計(jì)數(shù)和譯碼芯片介紹53. 2 一分鐘倒計(jì)時(shí)電路63. 3十分鐘倒計(jì)時(shí)電路74 調(diào)試與仿真74.1 一分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路74.2十分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路85 總結(jié)與體會777777777777777777777777777779參考 文獻(xiàn)77 7777 777 777777777777777777777710附 錄 1 7 77 77 7 77 7 7 77 77 7 7 7

3、7 7 7 7 7 77 77 7 7 77 7 1 1 附錄 27 777 777 777 7777 777 7777 777 7777777 7 1 2籃球倒計(jì)時(shí)牌摘 要：籃球倒計(jì)時(shí)牌設(shè)計(jì)用基本的譯碼器74IS47，計(jì)數(shù)器74IS192設(shè)計(jì)，具有邏輯控制電路，數(shù)碼顯示電路。用 555定時(shí)器產(chǎn)生1HZ脈沖方波。仿真實(shí)現(xiàn)隨時(shí)一分鐘暫停倒時(shí)，中場十分鐘休息 倒計(jì)時(shí)等功能。關(guān)鍵詞：74LS192計(jì)數(shù)器；數(shù)碼管顯示管；譯碼器；555定時(shí)器1引言籃球倒計(jì)時(shí)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(dòng)

4、化專業(yè)的學(xué)生來說熟悉它的原理，能夠正確設(shè)計(jì)應(yīng)用尤為重要。2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路整個(gè)電路由產(chǎn)生脈沖周期為一秒的電路、控制電路、倒計(jì)時(shí)電路、時(shí)間顯示譯碼電 路四個(gè)模塊組成。其中，控制電路控制整個(gè)電路的工作情況，倒計(jì)時(shí)和譯碼顯示電路完 成計(jì)時(shí)顯示功能，秒脈沖發(fā)生電路為計(jì)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(shí)器構(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(jìn)行中場暫停、1分鐘暫停啟動(dòng)等；倒計(jì)時(shí)電路由集成計(jì)數(shù)器 74ls192組成，主要執(zhí)行 中場10分鐘休息倒計(jì)時(shí)，1分鐘暫停倒計(jì)時(shí)等功能；時(shí)間顯示電路由帶有譯碼的數(shù)碼 管實(shí)現(xiàn)顯示功能；2.2總體設(shè)計(jì)框圖十進(jìn)制分

5、倒計(jì)時(shí)!'六十進(jìn)制秒倒計(jì)時(shí)秒脈沖發(fā)生電路圖1總體設(shè)計(jì)框圖3設(shè)計(jì)原理分析3.1計(jì)數(shù)和譯碼器芯片介紹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如下所示：Vqc Pt) MR TGQ TCu PLW R hl 商 I奇 BlJj |U LU lAJ LJ LUCIB CFD CPU 0303 GH(a)15To5工1T14P0QOP1QiP2Q2F3Q3CPnTCuCPdTCdPL1VTR3267(b)1213圖2 74LS192的引腳排列及邏輯符號（a）弓I腳排列（b）邏輯符號圖中：-、為置數(shù)端一為加計(jì)數(shù)端，二為減計(jì)數(shù)端，廠為非同

6、步進(jìn)位輸出端，'為非同步借位輸出端，PO、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，蚯 為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。表1 74LS192的功能表輸入輸出MRPLP3P2P1POQ3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba011XXXX加計(jì)數(shù)11X X X X減計(jì)數(shù)本電路由譯碼驅(qū)動(dòng)74LS47和七段共陰數(shù)碼管組成，74IS192輸出記錄的8421碼 送入74IS47，計(jì)數(shù)器輸出的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。tQta-口rx&oC>圖3譯碼及顯示電路3.2 一分鐘倒計(jì)時(shí)電路圖4 一分鐘倒計(jì)時(shí)電

7、路如圖4所示為一分鐘倒計(jì)時(shí)電路，電路采用兩片74IS47作為譯碼器，兩片74IS192 作為減法計(jì)數(shù)器。60進(jìn)制遞減計(jì)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?jì)數(shù)器的二端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減 1計(jì) 數(shù)。3.3十分鐘倒計(jì)時(shí)電路圖5十分鐘倒計(jì)時(shí)電路5所示，左邊為十分鐘倒通過六十秒的計(jì)數(shù)器可以類推十分鐘倒計(jì)時(shí)電路，如上圖計(jì)時(shí)電路的分鐘部分，電路采用四片74IS47作為譯碼器，四片74IS192作為減法計(jì)數(shù)器。十分鐘倒計(jì)時(shí)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?jì)數(shù)

8、器的端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)。十分鐘倒(0 9)d它的技術(shù)原理是每當(dāng)?shù)臀?計(jì)數(shù)。計(jì)時(shí)電路分位的預(yù)置數(shù)為 N = (00001001) 8421BCD碼=計(jì)數(shù)器的' -端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減4調(diào)試與仿真4.1 一分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路一分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路如下圖所示:60進(jìn)制遞減計(jì)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?jì)數(shù)器的' -端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)。在仿真過程中 出現(xiàn)了數(shù)碼管出現(xiàn)零零時(shí)不會停下來的現(xiàn)象，此時(shí)需要把高位計(jì)數(shù)器的13腳二端與信號發(fā)生電路通過一與門連接，輸出端接在

9、低位計(jì)數(shù)器的 4腳DOWN端，這樣就可以使計(jì)數(shù)器在出現(xiàn)零零時(shí)停下來。13 r D ECLTERaDAffl-fh 處QslxcrrVJ C LT1込RIJA創(chuàng)啦CFCGH 兀XOD王圖6 一分鐘倒計(jì)時(shí)仿真圖4.2十分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路十分鐘倒計(jì)時(shí)仿真電路如下圖所示:十分鐘倒計(jì)時(shí)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?jì)數(shù)器的-1端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)。在仿真過 程中會出現(xiàn)秒位計(jì)數(shù)器無法循環(huán)的情況， 此時(shí)需要用或門把高低位計(jì)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(jì)數(shù)器處于全0時(shí)，因?yàn)橹脭?shù)端為低電平

10、有 效，此時(shí)置數(shù)端重新完成置數(shù)，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一次循環(huán)。十分鐘倒計(jì)時(shí)電路分位的 預(yù)置數(shù)為N=(00001001) 8421BCD碼=(0 9)d它的技術(shù)原理是每當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器的亠端發(fā)生負(fù)跳變借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)。在仿真過程中會出現(xiàn)秒位計(jì)數(shù)器在十分 鐘時(shí)間到后無法停下來的情況，此時(shí)需要用或門連接低位計(jì)數(shù)器的四個(gè)輸入端，輸出接 一個(gè)非門，然后再與秒計(jì)數(shù)器的八個(gè)輸入端或，輸出接入秒位計(jì)數(shù)器的PL端。當(dāng)四個(gè)數(shù)碼管全部出現(xiàn)零時(shí)，因?yàn)槊胛挥?jì)數(shù)端的高位計(jì)數(shù)端會有一個(gè)高電平，所以此時(shí)秒位計(jì) 數(shù)端不會重新置數(shù)，而會全部顯示零。此時(shí)十分鐘倒計(jì)時(shí)電路就可以實(shí)現(xiàn)全部的功能。i I- r- r 丄 E!|!_

11、1-!4_-.L攸EFITlxaIIc£工t-土 區(qū)±丄 圧 RJKrLtfL DJLdL丄丄圖7十分鐘倒計(jì)時(shí)仿真圖5總結(jié)與體會該計(jì)數(shù)電路采用六片74IS47作為譯碼器，六片74IS192作為減法計(jì)數(shù)器。555振 蕩器作為秒脈沖發(fā)生電路，設(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)牌，能直接顯示“分” ，“秒”；實(shí)現(xiàn)1分鐘暫 停倒計(jì)時(shí)，中場從九分六十秒遞減為零分零秒的十分鐘暫停倒計(jì)時(shí)電路，在現(xiàn)代的籃球 比賽中發(fā)揮了重要的作用，為我們舉辦籃球比賽提供了很大的便利。通過這次仿真， 繪圖等方面的實(shí)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(jì)時(shí)牌，對所用到的知識例如模電，數(shù)電知識，和

12、仿真軟 件還有繪圖軟件等，進(jìn)行了很好的回顧，我收獲了很多。一個(gè)大電路是各個(gè)單元電路的綜合配合， 因此在做總的電路時(shí)要注意單元電路的相 互影響，最好的辦法時(shí)一個(gè)一個(gè)單元電路往上加，一個(gè)個(gè)調(diào)試，這樣才能在最后把整個(gè) 電路很順利的做成功。在做電路時(shí)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(shí)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(jì)時(shí)電路時(shí)，我遇到了一個(gè)攔路虎，我設(shè)計(jì)的電路 只能從六十減為零，沒有辦法進(jìn)行循環(huán)。我想這個(gè)問題用了有將近一天的時(shí)間都沒有想 出來，那段時(shí)間我想過要放棄，想過隨便從網(wǎng)上下載一個(gè)抄一下，

13、但是想到我泡在圖書 館查芯片資料的情形，想到深夜時(shí)宿舍的同學(xué)都睡了，我為了趕快完成設(shè)計(jì)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(shí)參加電子 競技大賽的目標(biāo)，我還是堅(jiān)持了下來。最后我向張偉老師求助，張老師當(dāng)時(shí)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計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)出來了，看著自己設(shè)計(jì)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！這次的實(shí)習(xí)我也收獲了很多，我學(xué)會了自己的知識是需要

14、自己去主動(dòng)掌握的道理， 平時(shí)要注意積累做電路和動(dòng)手的經(jīng)驗(yàn)，理論和實(shí)際會有一定差距，通過自己的主動(dòng)學(xué)習(xí) 可以對實(shí)際情況有一個(gè)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(gè)芯片的功能， 我現(xiàn)在已經(jīng)可以用兩塊這個(gè)芯片設(shè)計(jì)出一到一百進(jìn)制中的任意一種進(jìn) 制，并且還可以實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)或減法計(jì)數(shù)。通過這次實(shí)習(xí)一個(gè)小小的成功更加堅(jiān)定了我大三時(shí)參加“天華杯”電子設(shè)計(jì)大賽的 決心和信心，同時(shí)在實(shí)習(xí)的過程中我常常在所有機(jī)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(shí)踐，并且很有想法的同學(xué)，這也為我大三時(shí)參加“天華 杯”電子設(shè)計(jì)大賽有了一個(gè)初步的隊(duì)友選擇。我感覺在這次實(shí)習(xí)中我提高了很多，我很 感謝學(xué)校能給我們提供一個(gè)這么好的練習(xí)平臺， 也很感謝老師們能放棄自己的周末休息 時(shí)間來指導(dǎo)我們實(shí)習(xí)。 在今后的學(xué)習(xí)生活中我會以這次