1、数字电子技术,课程设计,课题一、篮球竞赛24秒计时器设计,设计要求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，蜂鸣器要报警、发光二极管亮灯。,设计要求 1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、2、3、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。 2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。 3. 数字抢答器定时为
2、30秒，启动起始键后，要求：30秒定时器开始工作；蜂鸣器要短暂报警；发光二极管亮灯。 4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。,课题二、数字抢答器设计,设计要求（1）、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 （2）、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。 （3）、具有快速校准时、分、秒的功能。,课题三、数字电子钟设计,课题一、篮球竞赛24秒计时器设计,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.
3、 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。,直接清零,启 动,暂停/连续,通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如晶振为32768 Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出 。,秒脉冲发生器,该电路主要核心元件是CD4060。CD4060是14级二进制计数器/分频器。它与外接电阻、电容、石英晶体共同组成振荡器。石英晶体产生215 = 32768Hz的脉冲信号，经CD4060进行14级二分频后，获得2Hz的脉冲信号，再经过一级D触发器（74LS74）二分频后，输出获得1Hz的时基秒脉冲,表1 CD40
4、60的功能表,秒脉冲发生器,将R2用一个可变电阻代替即可将周期T调节至1s,该电路容易受温度及电阻电容精度影响，误差较大，适用于粗略的场合。,74LS192,74LS192,当按下启动开关时，置数端得到有效电平，给十位置2，个位置4，同时与门打开，秒脉冲进入芯片减计数时钟输入端4号脚开始减计数，当芯片减为0时，13号脚即产借位信号，同时为芯片的4号脚提供减计数时钟有效沿，如此实现秒倒计时。,译码显示模块,74HC4511功能表,报警电路：采用光电报警，当倒计时为0时，发光二极管亮灯，且蜂呜器发出响声。,控制电路,由7474锁存器、74ls08二输入与门、74ls04非门、74ls02二输入与非
5、门、4002四输入与非门组成及三个开关组成。,当按下启动开关时给74ls192置数端提供有效低电平，同时给7474琐存器提提供有效沿，将端的“1”存入，使端输出“1”。当倒计时至0时74ls192芯片产生借位，经过反相器将与门打开，即可报警,当按下暂停、连续开关时，为4511锁存引脚提供有效高电平，将显示信与锁存，同时将秒脉冲截断，使计数保持。,当按下清零灭显示器开关时给两片74ls192芯片清零端，提供有效高电平，将计数值清零，同时经过反相器给4511段码显示译码器灭灯端提供有效低电平使显示器灭灯。,设计要求 1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、2、3、
6、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。 2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。 3. 数字抢答器定时为30秒，启动起始键后，要求：30秒定时器开始工作；蜂鸣器要短暂报警；发光二极管亮灯。 4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。,课题二、数字抢答器设计,它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作
7、开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在定时时间内，优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上，与此同时，门控电路输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时到而无抢答者，定时电路立即关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂报警信号。,1. 8-3编码器CD4532,8个按键，按下为1，不按为0,D7D0,有按键,或门输出为1,Q2,Q1,Q0出现 000,111,封锁编码器的条件：,：有键按下后 ：无键按下，但30s到了,GS输出为1,2.D触发器7474,按键编码Q2-Q0被存储在3个触发器的Q端。,3、显
8、示环节,（1）A,B,C分别接3个触发器的Q端,（2）注意无键按下时，数码管应没有显示。,由4511七段码显示译码器和七段码数码管组成，电路组成与篮球竞赛24秒计时器的显示模块一样。,4. 30s定时电路,启动键S1：按下启动30s延时电路，LED亮，使能8-3编码器CD4511,30s延时电路是由555构成的单稳态触发器。,30s期间3号脚输出高电平，30s到了输出低电平。从而去封锁8-3编码器。,复位键S2：按下复位555，和3个触发器,5.报警电路,根据要求，启动时，短时报警。,设计要求（1）准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 （2）小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60
9、进制的计时方式。 （3）具有快速校准时、分、秒的功能。,课题三、数字电子钟设计,框图,秒脉冲产生环节和显示环节前面已经讲过。,“秒”、“分”、“时”计数器电路均采用双BCD同步加法计数器CD4518.,加门电路就可以构成分、秒为60进制时为24进制。,校时电路,“秒”校时采用等待校时法。正常工作时，将开关S1拨向VDD位置，不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时，将S1拨向接地位置，封闭与门G1，暂停秒计时。标准时间一到，立即将S1拨回VDD位置，开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时，S2和S3接地，封闭与门G3或G5，不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时，将S2、S3拨向VDD位置，秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器，让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准时、分一到，立即将S2、S3拨回接地位置，封锁秒脉冲信号，开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送。,
