籃球24秒倒計(jì)時(shí)器課程設(shè)計(jì)匯本報(bào)告

...wd......wd......wd...數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告系〔部〕：三系專業(yè)：通信工程班級(jí)：11通信1班姓名：張夢(mèng)瑤學(xué)號(hào)：20110306111成績：指導(dǎo)教師：李海霞開課時(shí)間：2012-2013學(xué)年二學(xué)期一、設(shè)計(jì)題目籃球比賽24秒倒計(jì)時(shí)器二、主要內(nèi)容分析設(shè)計(jì)題目的具體要求完成課題所要求的各個(gè)子功能的實(shí)現(xiàn)用multisim軟件完成題目的整體設(shè)計(jì)三、具體要求具有顯示24s倒計(jì)時(shí)功能：用兩個(gè)共陰數(shù)碼管顯示，其計(jì)時(shí)間隔為1s。分別設(shè)置啟動(dòng)鍵和暫停/繼續(xù)鍵，控制兩個(gè)計(jì)時(shí)器的直接啟動(dòng)計(jì)數(shù)，暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)功能。設(shè)置復(fù)位鍵：按復(fù)位鍵可隨時(shí)返回初始狀態(tài)，即進(jìn)攻方計(jì)時(shí)器返回到24s。計(jì)時(shí)器遞減計(jì)數(shù)到“00〞時(shí)，計(jì)時(shí)器跳回“24〞停頓工作，并給出聲音和發(fā)光提示，即蜂鳴器發(fā)出聲響和發(fā)光二極管發(fā)光。四、進(jìn)度安排第一天：介紹所用仿真軟件；布置任務(wù)，明確課程設(shè)計(jì)的完整功能和要求。第二天：消化課題，掌握設(shè)計(jì)要求，明確設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全部功能，圖書館查閱資料。第三天：確定總體設(shè)計(jì)方案，畫出系統(tǒng)的原理框圖。第四天：繪制單元電路并對(duì)單元電路進(jìn)展仿真。第五天：分析電路，對(duì)原設(shè)計(jì)電路不斷修改，獲得最正確設(shè)計(jì)方案。第六天：完成整體設(shè)計(jì)并仿真驗(yàn)證。第七天：對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)展現(xiàn)場運(yùn)行檢查并提問，給出實(shí)踐操作成績。第八天：完成實(shí)踐報(bào)告的撰寫五、成績?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)成績按優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定，最終考核成績由四局部組成：理論設(shè)計(jì)方案，演示所設(shè)計(jì)成果，總成績40％；設(shè)計(jì)報(bào)告，占總成績30％；答復(fù)教師所提出的問題，占總成績20％；考勤情況，占總成績10％；無故曠課一次，平時(shí)成績減半；無故曠課兩次平時(shí)成績?yōu)?分，無故曠課三次總成績?yōu)?分。遲到20分鐘按曠課處理。目錄前言51、總體設(shè)計(jì)思路、根本原理和框圖61.1設(shè)計(jì)思路61.2設(shè)計(jì)原理和功能71.2.1根本功能71.3總體設(shè)計(jì)框圖82、單元電路設(shè)計(jì)92.1各芯片的用法和功能92.1.174LS0092.1.2555定時(shí)器92.1.374LS90102.1.474LS192112.2單元模塊122.2.1秒脈沖發(fā)生模塊122.2.2倒計(jì)時(shí)模塊132.2.3控制電路模塊142.2.4報(bào)警提示模塊153、電路仿真調(diào)試〔總電路圖〕163.1總電路圖163.2仿真調(diào)試173.2.1啟動(dòng)功能173.2.2復(fù)位功能183.2.3暫停功能183.2.4自動(dòng)停頓、復(fù)位功能194、故障分析與電路改良214.1故障分析和解決214.2電路改良215、總結(jié)236、心得體會(huì)247、元件清單258、參考文獻(xiàn)26前言電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時(shí)報(bào)警器、游戲中的倒時(shí)器，交通信號(hào)燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機(jī)，還可以用來做為各種藥丸、藥片，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的。在籃球比賽中，規(guī)定了球員的持球時(shí)間不能超過24秒，否則就違例了。本課程設(shè)計(jì)“智能籃球比賽倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)〞，可用于籃球比賽中，用于對(duì)球員持球時(shí)間24秒限制。一旦球員的持球時(shí)間超過了24秒，它自動(dòng)報(bào)警從而判定此球員的違例。本設(shè)計(jì)主要能完成一下功能：顯示24秒倒計(jì)時(shí)功能；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接復(fù)位、啟動(dòng)和暫停/繼續(xù)功能；在直接復(fù)位時(shí)，數(shù)碼管顯示為“24〞；計(jì)時(shí)器為24秒遞減計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為1秒；計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到“00〞時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈，并且直接回到“24〞，同時(shí)報(bào)警電路發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)等。整個(gè)電路的設(shè)計(jì)借助于Multisim仿真軟件以及數(shù)字電路相關(guān)理論知識(shí)，并在Multisim下設(shè)計(jì)和進(jìn)展仿真，得到了預(yù)期的結(jié)果。1、總體設(shè)計(jì)思路、根本原理和框圖1.1設(shè)計(jì)思路本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡單應(yīng)用，設(shè)計(jì)了籃球比賽24秒倒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器功能齊全，具有直接復(fù)位、啟動(dòng)、暫停|繼續(xù)以及光電報(bào)警功能，同時(shí)使用了兩個(gè)共陰極數(shù)碼管來顯示時(shí)間。此計(jì)時(shí)器有了啟動(dòng)、暫停和繼續(xù)功能，可以方便地在中途實(shí)現(xiàn)暫停計(jì)時(shí)功能。當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí)，會(huì)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)。此計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用模塊化構(gòu)造，主要由以下5個(gè)局部組：秒信號(hào)產(chǎn)生模塊、計(jì)時(shí)模塊、控制模塊、譯碼顯示模塊以及報(bào)警電路模塊。在設(shè)計(jì)此倒計(jì)時(shí)器時(shí)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來更加簡單、方便、快捷。籃球比賽24秒倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)的主要功能包括：進(jìn)攻方24秒倒計(jì)時(shí)和計(jì)時(shí)完畢警報(bào)提示。秒信號(hào)產(chǎn)生電路由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器和74LS90構(gòu)成的分頻器構(gòu)成，為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)秒脈沖。攻方24秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)比賽準(zhǔn)備開場時(shí)，屏幕上顯示24秒字樣，當(dāng)比賽開場后，倒計(jì)時(shí)從24逐秒倒數(shù)到00。這一計(jì)時(shí)模塊主要是利用雙向計(jì)數(shù)器74LS192來實(shí)現(xiàn)；控制電路主要利用SR鎖存器的鎖存功能和計(jì)時(shí)電路的反響信息來控制電路的計(jì)時(shí)模塊，以實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)器的多項(xiàng)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)到零時(shí)，警報(bào)電路給出發(fā)光提示和提示音。這局部電路主要通過一些門電路來實(shí)現(xiàn)。1.2設(shè)計(jì)原理和功能籃球比賽24秒倒計(jì)時(shí)器的總體電路包括秒脈沖發(fā)生電路、計(jì)數(shù)電路、顯示電路、報(bào)警電路和控制電路等五個(gè)模塊組成。其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊。計(jì)數(shù)器完成24秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接復(fù)位、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)、顯示電路的顯示與滅燈、定時(shí)時(shí)間到報(bào)警等功能。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，本電路采用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)。顯示電路采用共陰極數(shù)碼管對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)直接進(jìn)展譯碼顯示。報(bào)警電路在實(shí)驗(yàn)中可用發(fā)光二極管和蜂鳴器代替。主體電路：24秒倒計(jì)時(shí)局部由74LS192計(jì)數(shù)器組成的計(jì)數(shù)電路完成。計(jì)數(shù)芯片清零端接低電平，并使計(jì)數(shù)器工作在減計(jì)數(shù)狀態(tài)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)器的置數(shù)端無效，24秒倒計(jì)時(shí)器開場進(jìn)展倒計(jì)時(shí)，逐秒倒計(jì)到零。利用計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)到“00〞狀態(tài)后將自動(dòng)跳變到“99〞狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)展倒計(jì)時(shí)這一特點(diǎn)，將短暫出現(xiàn)的“99〞狀態(tài)信息通過與非門反響到控制電路，使控制電路控制計(jì)數(shù)器的置數(shù)端持續(xù)有效，電路回到“24〞狀態(tài)并停頓計(jì)時(shí)。另外，在控制電路中還設(shè)置了控制開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電路的啟動(dòng)、直接復(fù)位以及暫停/繼續(xù)等功能。1.2.1根本功能本電路根本功能主要包括啟動(dòng)、直接復(fù)位、暫停/繼續(xù)等功能，這些功能的實(shí)現(xiàn)由控制電路的控制作用來完成。啟動(dòng)功能：控制電路局部主要由與非門組成的SR鎖存器和一些門電路、控制開關(guān)組成。在保證74LS192雙向計(jì)數(shù)器工作在減計(jì)數(shù)狀態(tài)的前提下，將其置數(shù)端接在控制電路SR鎖存器的輸出端。在按下啟動(dòng)鍵J1之前，鎖存器輸出為低電平，置數(shù)端有效，計(jì)數(shù)器處于置數(shù)狀態(tài)。當(dāng)按下J1后，鎖存器輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，置數(shù)端無效，計(jì)數(shù)器進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。直接復(fù)位功能：單刀雙擲開關(guān)J3為復(fù)位鍵，當(dāng)其接在鎖存器輸出端時(shí)，計(jì)數(shù)器按照其他控制信號(hào)正常工作，當(dāng)按下J3將其接地時(shí)，計(jì)數(shù)器置數(shù)端被置零處于有效狀態(tài)，計(jì)數(shù)器直接復(fù)位為“24〞當(dāng)再次按下開關(guān)時(shí)，計(jì)數(shù)器再次工作進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。暫停/繼續(xù)功能：開關(guān)J2為暫停/繼續(xù)鍵，當(dāng)其斷開時(shí)多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)被截?cái)?，因而?jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)并保持；當(dāng)開關(guān)J2閉合時(shí)，秒脈沖信號(hào)接通繼續(xù)為計(jì)數(shù)器提供脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)進(jìn)展計(jì)數(shù)。1.3總體設(shè)計(jì)框圖控制電路控制電路十位數(shù)字計(jì)數(shù)器各位數(shù)字計(jì)數(shù)器秒信號(hào)信號(hào)產(chǎn)生電路報(bào)警電路圖1.1總設(shè)計(jì)框圖2、單元電路設(shè)計(jì)2.1各芯片的用法和功能2.1.174LS0074LS00為二輸入與非門，本電路利用其構(gòu)成了SR鎖存器和其他一些根本功能。與非門邏輯功能為兩輸入端有“0〞為“1〞，全“1〞為“0〞。兩輸入與非門74LS00引腳圖如圖2.1所示。圖2.174LS00引腳圖2.1.2555定時(shí)器555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用極為廣泛。它不僅用于信號(hào)的產(chǎn)生和變換，還常用于控制與檢測(cè)電路中。555定時(shí)器的內(nèi)部電路由分壓器、電壓比擬器C1和C2、簡單SR鎖存器、放電三極管T以及緩沖器G組成，其內(nèi)部構(gòu)造圖如圖2.2所示。圖2.2555定時(shí)器內(nèi)部構(gòu)造圖本電路采用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖2.3(a)所示。接通電源后，電容C被充電，當(dāng)vc上升到2Vcc/3時(shí)，是vo為低電平，同時(shí)放電三極管T導(dǎo)通，此時(shí)電容C通過R2和T放電，vc下降。當(dāng)vc下降到Vcc/3時(shí)，vo翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器C放電所需時(shí)間為tPL=R2C㏑2≈0.7R2C當(dāng)放電完畢時(shí)，T截止，Vcc將通過R1、R2向電容器C充電，vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需時(shí)間為tPH=(R1+R2)C㏑2≈0.7(R1+R2)C當(dāng)vc上升到2Vcc/3時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到了一個(gè)周期性的舉行波。電路的工作波形如圖2.3〔b〕，器振蕩頻率為f=1/(tPL+tPH)≈1.43/(R1+2R2)C〔a〕電路圖〔b〕工作波形圖2.3由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器2.1.374LS90本電路秒脈沖發(fā)生信號(hào)由多諧振蕩器和74LS90構(gòu)成的分頻器組成。首先由多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1000Hz的周期矩形波信號(hào)，然后經(jīng)過分頻器分頻最終得到頻率為1Hz的脈沖信號(hào)。74LS90計(jì)數(shù)器是一種中規(guī)模二——五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將三片74LS90級(jí)聯(lián)便可構(gòu)成分頻比為1000的分頻器。其功能表如圖2.4所示。圖2.474LS90功能表將輸出QA與輸入B相接構(gòu)成8421BCD碼計(jì)數(shù)器。將輸出QD與輸入A相接構(gòu)成5421BCD碼計(jì)數(shù)器。表中H為高電平、L為低電平、×為不定狀態(tài)。74LS90邏輯電路圖如圖2.5所示，它由四個(gè)主從JK觸發(fā)器和一些附加門電路組成。在74LS90計(jì)數(shù)器電路中，設(shè)有專用置“0〞端R1、R2和置位〔置“9〞端〕S1、S2。圖2.574LS90引腳圖2.1.474LS19274LS192是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，具有“異步清零〞和“異步置數(shù)〞功能，且有進(jìn)位和借位輸出端。當(dāng)需要進(jìn)展多級(jí)擴(kuò)展連接時(shí)，只要將前級(jí)的端接到下一級(jí)的CP+端，端接到下一級(jí)的CP-端即可。74192功能表和引腳圖如圖2.6、2.7所示：操作×××1清零××00置數(shù)↑110加計(jì)數(shù)1↑10減計(jì)數(shù)1110保持圖2.674LS192功能表圖2.774LS192引腳圖圖中：~LOAD為置數(shù)端，接低電平是預(yù)置數(shù)置入，正常計(jì)數(shù)時(shí)接高電平；CLR為清零端，接高電平時(shí)計(jì)數(shù)器清零；UP為加計(jì)數(shù)端，DOWN為減計(jì)數(shù)端，實(shí)現(xiàn)加計(jì)數(shù)時(shí)DOWN接高電平，UP接脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)時(shí)UP接高電平，DOWN接脈沖信號(hào)；~CO為進(jìn)位輸出端，~BO為借位輸出端；A、B、C、D為計(jì)數(shù)輸入端；QA、QB、QC、QD為數(shù)據(jù)輸出端。2.2單元模塊2.2.1秒脈沖發(fā)生模塊秒脈沖的產(chǎn)生由555定時(shí)器所組成的多諧振蕩電路和74LS90構(gòu)成的分頻器完成。電路圖如圖2.7所示，首先由多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1000Hz的周期矩形波信號(hào)，然后經(jīng)過分頻器分頻最終得到頻率為1Hz的脈沖信號(hào)。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，分頻器輸出的頻率為1Hz的脈沖信號(hào)輸入到74LS192中；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，沒有脈沖輸入74LS192中，故74LS192處在保持狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)暫停功能。圖2.8秒脈沖發(fā)生電路圖2.2.2倒計(jì)時(shí)模塊24秒倒計(jì)時(shí)電路。這局部電路的主體局部在時(shí)鐘脈沖的輸入情況下工作，下面進(jìn)展具體分析。計(jì)數(shù)器的倒計(jì)時(shí)功能。用兩片74LS192分別做個(gè)位〔低位〕和十位〔高位〕的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器，由于本系統(tǒng)只需要從開場時(shí)的“24〞倒計(jì)到“00〞然后停頓，所以，這里的高位不需要做成六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。因?yàn)轭A(yù)置的數(shù)不是“00〞，所以我選用置數(shù)端LOAD來進(jìn)展預(yù)置數(shù)。低位的借位輸出信號(hào)用作高位的時(shí)鐘脈沖。兩片計(jì)數(shù)器具體接法。Vcc、UP接+5V電源，GND接地；時(shí)鐘脈沖輸出后接到低位的DOWN，然后從低位BO接到高位的DOWN；低位輸入端C、高位輸入端B接電源，其他引腳和CLR都接地。LOAD接到開關(guān)J3的非活動(dòng)端。電路圖如圖2.8所示。圖2.9秒脈沖產(chǎn)生電路2.2.3控制電路模塊倒數(shù)計(jì)數(shù)器到零時(shí)，需要將電路轉(zhuǎn)換到“24〞并且停住。現(xiàn)在選取計(jì)數(shù)器到零的狀態(tài)24秒計(jì)到“00”，從兩片74LS192芯片的輸出引腳QD引出線接到二腳與非門，當(dāng)計(jì)數(shù)器從“00”狀態(tài)轉(zhuǎn)換到“99”時(shí)，用與非門把該狀態(tài)轉(zhuǎn)換成低電平〔其余時(shí)間為高電平〕控制。使電路轉(zhuǎn)換到“24〞。由于數(shù)字99是在很短的時(shí)間才能看到，用肉眼是看不到的，于是能實(shí)現(xiàn)從“00〞到“24〞的轉(zhuǎn)換。再通過與非門所組成的觸發(fā)器的輸出端輸出低電平，使74LS192處于保持狀態(tài)。這樣就實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換并停頓的電路。電路圖如圖圖2.10控制電路電路圖2.2.4報(bào)警提示模塊當(dāng)電路由“00〞到“24〞時(shí)，構(gòu)成SR鎖存器的下面一個(gè)與非門輸出低電平，而鳴蜂器的和LED1的正極已經(jīng)接了高電平，故這時(shí)由于兩端存在電壓差，所以鳴蜂器和LED1均能正常工作。從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如圖2.10所示。圖2.11報(bào)警電路圖3、電路仿真調(diào)試〔總電路圖〕3.1總電路圖由多諧振蕩器和分頻器共同產(chǎn)生的秒脈沖輸入到計(jì)數(shù)器低位片的DOWN端，作為減計(jì)數(shù)脈沖。當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)J1使其活動(dòng)端接地時(shí)，計(jì)數(shù)器開場計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)到0時(shí)，低位片的(13)腳輸出借位脈沖使高位計(jì)數(shù)器開場計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“00〞時(shí)應(yīng)使計(jì)數(shù)器復(fù)位并置數(shù)“24〞。本電路利用從“00〞到“99〞時(shí)，通過與非門，使電路置數(shù)到“24〞并且保持該狀態(tài)。由于“99〞是一個(gè)過渡時(shí)期，不會(huì)顯示出來，所以本電路采用“99〞作為計(jì)數(shù)器復(fù)位脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)器由“00〞跳變到“99〞時(shí)，利用個(gè)位和十位的“9〞即“1001〞通過與非門U8去觸發(fā)SR觸發(fā)器使電路翻轉(zhuǎn)，使11腳變?yōu)榈碗娖?，?jì)數(shù)器置數(shù)，并保持為“24〞，同時(shí)LED發(fā)光二極管亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，即聲光報(bào)警。假設(shè)需要暫停時(shí)，斷開暫停/繼續(xù)開關(guān)J2，這時(shí)CP信號(hào)被截止，計(jì)數(shù)器停頓計(jì)數(shù)并保持不變。當(dāng)閉合J2后，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。J3為直接復(fù)位開關(guān)，當(dāng)將其活動(dòng)端接地時(shí)，無論計(jì)數(shù)器處于什么狀態(tài)，計(jì)數(shù)器將立即復(fù)位到“24〞。圖3.1總電路原理圖3.2仿真調(diào)試3.2.1啟動(dòng)功能當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)J1使其活動(dòng)端接地時(shí)，計(jì)數(shù)器開場計(jì)數(shù)。圖3.2剛剛啟動(dòng)時(shí)圖圖3.3運(yùn)行中圖3.2.2復(fù)位功能J3為直接復(fù)位開關(guān)，當(dāng)將其活動(dòng)端接地時(shí)，無論計(jì)數(shù)器處于什么狀態(tài)，計(jì)數(shù)器將立即復(fù)位到“24〞。圖3.4直接復(fù)位圖3.2.3暫停功能J2為暫停/繼續(xù)開關(guān)，斷開暫停/繼續(xù)開關(guān)J2，這時(shí)CP信號(hào)被截止，計(jì)數(shù)器停頓計(jì)數(shù)并保持不變。當(dāng)閉合J2后，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。圖3.5暫停狀態(tài)圖3.2.4自動(dòng)停頓、復(fù)位功能當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“00〞時(shí)，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位并置數(shù)“24〞。同時(shí)LED發(fā)光二極管亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，即聲光報(bào)警。圖3.6自動(dòng)停頓、復(fù)位圖4、故障分析與電路改良4.1故障分析和解決電路在整體設(shè)計(jì)好之后，仿真時(shí)出現(xiàn)各種故障是在所難免的。比方，由于粗心造成的連線錯(cuò)誤，電源、電容或電阻等元器件參數(shù)選擇不當(dāng)?shù)榷紩?huì)對(duì)仿真結(jié)果造成影響，甚至使電路不能運(yùn)行。這就需要我們?cè)谕瓿烧w設(shè)計(jì)之后不斷的仔細(xì)檢查與認(rèn)真思考，改正電路存在的各種錯(cuò)誤和不完美的地方，使電路應(yīng)有的各項(xiàng)功能都能很好的實(shí)現(xiàn)，并且整齊美觀。在分析電路故障的過程中，一定要有足夠的耐心和細(xì)心。首先要利用學(xué)習(xí)的理論知識(shí)對(duì)各種芯片、器件的工作原理、工作條件等有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，再根據(jù)電路存在的問題找出原因與解決方法。遇到實(shí)在無法解決的問題要努力查閱資料或向教師請(qǐng)教。4.2電路改良經(jīng)過一系列的調(diào)試、改正后，本電路已經(jīng)能夠正確的實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能并穩(wěn)定工作，但仍存在許多缺乏與缺點(diǎn)。其中主要問題是利用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)穩(wěn)定性不是特別好，而且由于讓其產(chǎn)生正常波形的電容、各電阻的比例不好掌握，所以很難通過理論計(jì)算使其產(chǎn)生理想頻率的脈沖信號(hào)。而且多謝振蕩器也不容易直接產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號(hào)。經(jīng)過反復(fù)的思考和教師的指導(dǎo)，我利用Mltisim軟件自動(dòng)編譯電路功能產(chǎn)生了一個(gè)輸出信號(hào)頻率為1kHz的多諧振蕩器，然后利用74LS90構(gòu)成一個(gè)分頻器對(duì)多諧振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)展分頻最終得到1Hz的脈沖信號(hào)。另外，仿真時(shí)還出現(xiàn)了理論倒計(jì)時(shí)時(shí)間和仿真時(shí)間不一致的情況，這一問題主要是由于仿真步長的設(shè)置不合理和脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路不太穩(wěn)定造成的，經(jīng)過一些設(shè)置和改良，最終電路倒計(jì)時(shí)時(shí)間根本上接近1秒鐘。從實(shí)際應(yīng)用角度來看，本電路還是有值得改良的地方。比方當(dāng)數(shù)碼管顯示到“00〞時(shí)便發(fā)出警報(bào)信號(hào)，應(yīng)該是更合理的。但是本電路只有在從“00〞轉(zhuǎn)到“24〞是才能報(bào)警。實(shí)際的電路改良可以先在兩個(gè)74LS192的輸出端接上兩個(gè)四輸入與非門，并接到觸發(fā)器的輸入端，這樣能實(shí)現(xiàn)當(dāng)數(shù)碼管顯示到“00〞時(shí)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。但是，這樣的代價(jià)就是使電路更加的復(fù)雜。5、總結(jié)在此次課程設(shè)計(jì)中，我們將本學(xué)期學(xué)習(xí)的數(shù)字電路的根本理論知識(shí)與其實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來。拿到課程設(shè)計(jì)的題目后，首先根據(jù)學(xué)到的理論和教師講授的方法，和同組同學(xué)一起分析研究此次電路設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，初步確定了整個(gè)電路的大體框架和各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)方法。然后按照分析的結(jié)果進(jìn)展整體的電路設(shè)計(jì)。電路初步完成后，局部地方的思考不夠縝密導(dǎo)致電路還不夠完善，在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了一些問題。后來經(jīng)過仔細(xì)檢測(cè)和校正，電路進(jìn)一步完善并能夠正常工作。在其中遇到一些憑一己之力難以解決的問題時(shí)，我們都認(rèn)真分析討論，通過大家的力量解決問題。對(duì)于一些實(shí)在難以解決的問題，我們也認(rèn)真向教師詢問請(qǐng)教，和教師一起探討解決。通過此次電路設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)課本中學(xué)習(xí)過的一些芯片的用法和原理、電路原理以及電路設(shè)計(jì)方法也有了更深一步的認(rèn)識(shí)。6、心得體會(huì)本次為期一周半的數(shù)字課程設(shè)計(jì)已經(jīng)完畢了，在這并不算長的時(shí)間里我卻獲益良多。第一，我對(duì)本學(xué)期所學(xué)的理論知識(shí)有了更加深刻的理解。首先是對(duì)本次課程設(shè)計(jì)用到的74LS192、74LS90、555定時(shí)器、SR鎖存器等芯片的原理、功能、用途等有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。以前在課堂上一些一知半解的東西，經(jīng)過這次的實(shí)際應(yīng)用也頓時(shí)覺得豁然開朗。同時(shí)通過本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)M