数电课设

电子技术课程设计报告
设计题目： 院 系： 专业班级： 指导教师： 学生姓名：
篮球 30 秒倒计时 电气工程与自动化学院
电气 1707 班 唐恒娟 王俊豪 张喜超 马万彪
评定成绩 ：____________
批改评语： 评
定
结
果 指导教师(签名)：
年月日

目录
摘要................................................................ 1 1 绪论..............................................................2
1.1 课题简介 ............................................... 2 1.2 课程设计的内容和要求 .....................................2 2 设计方案..........................................................2 2.1 电路组成................................................2 2.2 设计思路 .................................................3 2.3 设计方案 .................................................3 3 电路各个模块的设计................................................5 3.1 标准秒脉冲发生电路 .......................................5 3.1.1 NE555 集成电路的框图及工作原理 ........................5 3.1.2 NE555 构成多谐振振荡器及其所需器件的参数计算 ...........7 3.2 计数、置数电路...........................................7 3.2.1 74LS192 的工作原理 .....................................7 3.2.2 计数器单元电路.........................................8 3.3 译码驱动、显示电路.......................................8 3.4 控制电路.................................................9 3.4.1 置数电路 ..............................................10 3.4.2 清零电路 ..............................................10 3.4.3 报警电路 ..............................................11 4 电路的仿真与调试 .................................................11 4.1 用 Multisim 进行仿真设计................................11 5 实物的调试 .......................................................12 5.1 硬件实物元件清单........................................12 5.2 调试过程及测试结果分析 ..................................13 5.2.1 控制电路检查 ..........................................14 5.2.2 显示电路检查 ..........................................14 5.2.3 计时电路检查..........................................14 5.2.4 555 脉冲发生电路检查 ..................................14 5.2.5 报警电路检查 ..........................................15 5.3 改良后实物效果图........................................15 总结............................................................... 16 致谢............................................................... 16 参考文献........................................................... 17 附录............................................................... 18

河南理工大学电气工程与自动化学院--电子技术课程设计报告
摘要
篮球是一项充满乐趣的运动，打篮球可以学到很多课本里没有的东西，比如 信任，合作，鼓励等，现在篮球普及率已经很高，不仅仅是专业运动员的运动， 也是普通老百姓的活动，不管是走在学校里，还是公园里，甚至是乡村里，都能 看到篮球场，都能看到打篮球的人，篮球已成为我们大部分人生活里不可或缺的 组成部分，每天都能听到有人在谈论篮球，说说自己喜欢的 NBA 巨星……因为喜 欢篮球，所以打篮球，时不时会来场激烈的比赛，篮球计分器将让我们摆脱用粉 笔或记分牌计分带来的不便，轻轻松松几个按钮开关就能让我们记下分数，让我 们感受到科技给我们带来的巨变。
本设计是以数字电路为主的 30 秒篮球比赛计时器电路。电路中包括秒脉冲 发生电路、计数电路、译码与显示电路、光电报警电路和控制电路（辅助时序控 制电路）等五个部分组成。
电路中，由 NE555 及其外围元件组成 秒脉冲发生电路所产生的秒脉冲信号输入到 74LS192 的时钟信号输入端，使 74LS192 开始计数，再由 74LS47 进行译码驱动 LED 数码管将时间显示出来。由 74LS00、74LS04、74LS10 和三只开关实现置数、清零、开始/暂停功能。
关键词：篮球计时； NE555； 74LS192； 74LS47；
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1 绪论
1.1 课题简介
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛 30 秒计时器。此 计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同 时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、 暂停和连续功能， 可以 方便地实现断点计时功能， 当计时器递减到零时， 会发出光电报警信号。 本 设计完成的中途计时功能， 实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能， 在 社会生活中也具有广泛的应用价值。
此计时器的设计采用模块化结构， 主要由以下 3 个模块组成，即计时模块、 控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使 设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译 码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
1.2 课程设计的内容和要求
篮球竞赛 30S 计时器设计基本要求： 1)具有显示 30S 计时功能 2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，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 30S 递减计时，计时间隔为 1S 5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号
2 设计方案
2.1 电路组成
30 秒计时器的总体参考方案框图如图 2-1 所示。它包括秒脉冲发生器、计 数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模 块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。 计数器完成 30 秒计时功 能， 而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停 / 连续计数、译码显 示电路 的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
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秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准， 但本设计对此信 号 要求并不太高，故电路可采用 555 集成电路或由 TTL 与非门组成的多谐振 荡器构成。
译码显示电路由 74LS48 和共阴极七段 LED 显示器组成。 报警电路在实验中可用发光二极管代替。
2.2 设计思路
定时电路主要由振荡器和计数器组成。该电路设计思路如下： （1）设计一个秒脉冲发生器， 这里采用 555 定时器来产生这个计时脉冲。 通过 555 定时器外接电阻，将其脉冲宽度调整为 1 秒 （2）设计 30 秒递减计时电路，由秒脉冲发生器控制其计数，每隔 1 秒钟， 计数 器减 1。 （3）设计译码显示电路，显示器能显示计数器的即时计数数值。 （4）设计报警电路，当计数器递减计时到零时（即定时时间到，显示器上 显 示 00），发出报警信号。 （5）设计外部操作开关控制计时器的直接清零、启动和暂停 / 连续计时。
2.3 设计方案
图 2.1 系统组成
分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成 30s 计 时 功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、 译码显 示电路的显示和灭灯功能。
为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时， 应正确处理各个信号之间
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的时序关系。在操作直接清零开关时， 要求计数器清零， 数码显示器灭灯。 当
启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号 CP，同时计数器完成置数功能，译
码显示电路显示“ 30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／
连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开
关拨在连续时，计数器继续递减计数。0 秒篮球比赛计时器电路由秒脉冲发生电
路、计数电路、译码与显示电路、光电报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）
等五个部分组成。
电路中，二输入与非门 74LS00、非门 74LS04、三输入与非门 74LS10 主要用
于计时的开始/暂停和光电报警控制。当拨动开关 K3 将 IC5A 的 1 将接地时，由
于 74LS00 只要有一个输入端为低电平时输出为高电平的特性，使得其输出端 3
脚输出高电平加在 IC5B 其中一个输入端 4 脚上，而 IC5B 的另一个输入端 5 脚则
通过电阻 R6 被置为高电平，使 IC5B 的两个输入端都为高电平，所以其输出端输
出低电平。
这个低电平信号同时被加在 74LS10 的输入端 1 脚，而 74LS10 的其它两个输
一
一
入端中，13 脚被接在 IC3 的TCD 上，由于 74LS192 的TCD 端平时都处在高电平状
态，所以 74LS10 的 13 脚也被置为高电平。由 NE555 及其外围元件组成的秒脉冲
发生电路所产生的秒脉冲信号则被加在 74LS10 的最后一个输入端 2 脚上。而
74LS10 的的特性是只要有一个输入端始终为低电平，其输出端只能为高电平，
这个高电平再经过 74LS04 反向变为低电平加在 IC4 时钟信号输入端，使其一直
为低电平状态，停止计数。
当开关 K3 拨动到另一边时，IC5B 的 5 脚被置为低电平，其输出端为高电平，
使 74LS10 的两个输入端都为高电平，而最后一个输入端由于接入了时钟信号，
始终在高低电平变换，所以其输出端也是高低电平变换状态，在经过 74LS04 反
向驱动 74LS192 计数。
IC3 和 IC4 为两只十进制同步加/减计数器 74LS192。当 74LS192 的数据输入
一
端 P0～P3 以二进制方式置数时，其PL需要被置为低电平才能将输出端 Q0～Q3
一
预置成和输入端一致。而PL在高电平时 74LS192 才能开始计数，所以使用一只开
一
一
关 K1 控制PL端进行置数或者计数。当开关 K1 断开时，IC3 和 IC4 的PL通过电阻
一
获得高电平，使 74LS192 开始倒计数，当 IC4 倒计数下溢出时，其错位输出TCD
输出一个低电平脉冲加在 IC3 的时钟输入端 CPD 上，当 IC4 下溢出结束后，其错
位输出端恢复高电平，IC3 的时钟输入端也恢复高电平，使得 IC3 完成一次计数。
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一
当倒计数为“00”时，IC3 和 IC4 同时下溢出，它们的TCD 端同时输出低电平脉 冲，将 IC4 的时钟输入端置为低电平，并停止计数，同时点亮 LED。
开关 K2 的作用是清零（清屏），拨动开关 K2，将 IC3 和 IC4 的 MR 置为高电 平时，将会强制清屏，使数码管显示“00”，同时点亮 LED。再将 K2 拨到另一端 时，取消清屏，这时可以拨动 K1 进行置数。
译码驱动、显示由 74LS47 和两只共阴型 LED 数码管组成。由 IC3 和 IC4 的 输出端 Q0～Q1 输出的计数信号，经 IC1 和 IC2 译码后，驱动数码管显示出对应 的数字。
3 电路各个模块的设计 3.1 标准秒脉冲发生电路
3.1.1 NE555 集成电路的框图及工作原理
555 集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做 555 定时器或 555 时基电路。 但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速 等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电 路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使 用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555 集成电路内部有几十 个元器件，有分压器、比较器、基本 R-S 触发器、放电管以及缓冲器等，电路比 较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。
图 3.1 NE555 内部结构
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由上图可知 555 定时器由 3 个阻值为 5kΩ 的电阻组成的分压器、两个电压 比较器 C1 和 C2、基本 RS 触发器、放电三极管 TD 和缓冲反相器 G4 组成。虚线 边沿标注的数字为管脚号。其中，1 脚为接地端；2 脚为低电平触发端，由此输 入低电平触发脉冲；6 脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4 脚为复 位端，输入负脉冲（或使其电压低于 0.7V）可使 555 定时器直接复位；5 脚为电 压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经 0.01uF 的 电容接地，以防止引入干扰；7 脚为放电端，555 定时器输出低电平时，放电晶 体管 TD 导通，外接电容元件通过 TD 放电；3 脚为输出端，输出高电压约低于电 源电压 1V—3V，输出电流可达 200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指 示灯等；8 脚为电源端，可在 5V—18V 范围内使用。 555 定时器工作时过程分析如下：
5 脚经 0.01uF 电容接地，比较器 C1 和 C2 的比较电压为：UR1=2/3VCC、 UR2=1/3VCC。
当 VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC 时，比较器 C1 输出低电平，比较器 C2 输出 高电平，基本 RS 触发器置 0，G3 输出高电平，放电三极管 TD 导通，定时器输出 低电平。
当 VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC 时，比较器 C1 输出高电平，比较器 C2 输出 高电平，基本 RS 触发器保持原状态不变，555 定时器输出状态保持不来。
当 VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC 时，比较器 C1 输出低电平，比较器 C2 输出 低电平，基本 RS 触发器两端都被置 1，G3 输出低电平，放电三极管 TD 截止，定 时器输出高电平。
当 VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC 时，比较器 C1 输出高电平，比较器 C2 输出 低电平，基本 RS 触发器置 1，G3 输出低电平，放电三极管 TD 截止，定时器输出 高电平。
555 集成电路有双极型和 CMOS 型两种。CMOS 型的优点是功耗低、电源电压 低、输入阻抗高，但输出功率较小，输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是 输出功率大，驱动电流达 200 毫安，其他指标则不如 CMOS 型的。
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3.1.2 NE555 构成多谐振振荡器及其所需器件的参数计算
时钟脉冲发生电路由 NE555、R1、R2、C1、C2 组成一个多谐振荡器产生 1Hz 的标准脉冲信号，提供给 IC3、IC4 使用。
图 3.2 时钟振荡电路
振荡器振荡频率计算公式
通过查阅相关资料及计算可得定时元件 R1 为 15 KQ，R2 为 68KQ，c 为 10uF
3.2 计数、置数电路
3.2.1 74LS192 的工作原理
74LS192 为可预置的十进制同步加/减计数器，192 的清除端是异步的。当清
除端（MR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。
表 3.1 74LS192 功能表
CPu CPd LD CR
操作
00
置数
1
10
加计数
1 0 减计数
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1
清零
74LSl92 的工作原理是：当 =1，
时，若时钟脉冲加入到 CPu 端，
且 CPd=1 则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到 9 时， 端
发出进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加入到 CPu 端，且 CPd=1，则计数器在预置数
基础上完成减计数功能，当计数减到 O 时， 端发出借位小跳变脉冲，由
3.2.2 计数器单元电路
74LSl92 构成的三十进制递减计数器如图 3.2 所示：
图 3.3 计数、置数电路
它的计数原理是：只有当低位 端发出借位脉冲时，高位计数器才作减
计数。当高、低位计数器处于全零，且 CPd 为 0 时，置数
=0，计数器完成
并行置数，在 CPd 端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。
该电路图上的两个 74192 的 QA、QB、Qc、QD 端分别接译码器 7447 的 ABCD
端作为译码输入，计数器预置数为 30，但计数器减为 0 时，高位的计数器 B0 7
端输出报警信号报警电路报警。
一
当开关 K1 断开时，IC3 和 IC4 的PL通过电阻获得高电平，使 74LS192 开始
一
倒计数，当 IC4 倒计数下溢出时，其错位输出TCD 输出一个低电平脉冲加在 IC3
的时钟输入端 CPD 上，当 IC4 下溢出结束后，其错位输出端恢复高电平，IC3 的
时钟输入端也恢复高电平，使得 IC3 完成一次计数。当倒计数为“00”时，IC3
一
和 IC4 同时下溢出，它们的TCD 端同时输出低电平脉冲，将 IC4 的时钟输入端置
为低电平，并停止计数，同时点亮 LED。
3.3 译码驱动、显示电路
LED 数码显示器是一种有 LED 发光二极管组合显示字符的显示器件。它使
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用了 8 个 LED 发光二极管，其中 7 个用于显示字符，剩下的一个用于显示小 数点，故通常称之为 7 段发光二极管数码器。在数码管中，若将二极管的阳极 连在一起，称为共阳极数码管；若将二极管的阴极连在一起，称为共阴极数码管。 如图 2.14 所示。
图 3.4 (a)为 a 到 g 在数码管的编排 (b)分别为共阴极、共阳极电路
当发光二极管导通时，它就会发光。每个二极管就是一个笔画，若干个二极 管发光时，就构成了一个显示字符。
译码驱动、显示由 74LS47 和两只共阳型 LED 数码管组成。由 IC3 和 IC4 的 输出端 Q0～Q1 输出的计数信号，经 IC1 和 IC2 译码后，驱动数码管显示出对应 的数字。
3.4 控制电路
图 3.5 译码驱动、显示电路
在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。从系统的设计要 求可知控制电路要完成以 下四项功能：一是操作“直接清零”开关时，要求计 数
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器清零；二是闭合“启动”开关时，计数器应完成置数功能，显示器显示 30 秒 字样，断开“启动”开关 时，计数器开始进行递减计数；三是当“暂停／连续” 开关处于“暂停”位置时，控制电路封锁时钟脉冲信 号 CP，计数器暂停计数， 显示器上保持原来的数不 变，当“暂停／连续”开关处于“连续”位置时，计 数器继续累计计数；四是当计数器递减计数到零(即定时时间到)时，控制电路发 出报警信号，使计数器保持零状态不变，同时报警电路工作。报警电路可由发光 二级管实现。
3.4.1 置数电路
置数电路的实现当开关 K1 闭合，电位 0，送至 74192 的 LOAD 端，计数器置 数；当开关 A 断开，触发器置 l，送至 74192 的 LOAD 端，计数器开始进行计数。
2.暂停电路 暂停辅助电路的实现由两个与非门组成基本 RS 触发器,当拨动开关 K3 将 IC5A 的 1 将接地时，由于 74LS00 只要有一个输入端为低电平时输出为高电平的 特性，使得其输出端 3 脚输出高电平加在 IC5B 其中一个输入端 4 脚上，而 IC5B 的另一个输入端 5 脚则通过电阻 R6 被置为高电平，使 IC5B 的两个输入端都为高 电平，所以其输出端输出低电平。这个低电平信号同时被加在 74LS10 的输入端
一
1 脚，而 74LS10 的其它两个输入端中，13 脚被接在 IC3 的TCD 上，由于 74LS192
一
的TCD 端平时都处在高电平状态，所以 74LS10 的 13 脚也被置为高电平。由 NE555 及其外围元件组成的秒脉冲发生电路所产生的秒脉冲信号则被加在 74LS10 的最 后一个输入端 2 脚上。而 74LS10 的特性是只要有一个输入端始终为低电平，其 输出端只能为高电平，这个高电平再经过 74LS04 反向变为低电平加在 IC4 时钟 信号输入端，使其一直为低电平状态，停止计数。
当开关 K3 拨动到另一边时，IC5B 的 5 脚被置为低电平，其输出端为高电平， 使 74LS10 的两个输入端都为高电平，而最后一个输入端由于接入了时钟信号， 始终在高低电平变换，所以其输出端也是高低电平变换状态，在经过 74LS04 反 向驱动 74LS192 计数。
3.4.2 清零电路
当开关 k2 打到清零端，接高电平输出至 74192 的 CLR 端，使计数器清 零： 当开关 C 打到工作端，接地输出低电平至 74192 的 CLR 端，使计数器工作。
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3.4.3 报警电路
图 3.6 控制电路
当计数到零时，两计数器借位端输出为低电平，故本设计将高位片借位 BO 反馈到二极管负极性端，此时电源经 1k 电阻使发光二极管发出光电报警信号， 完成报警功能，而在递减计数时，BO 端输出为高电平, 二极管不报警。
4 电路的仿真与调试
4.1 用 Multisim 进行仿真设计
Multisim 是美国国家仪器（ NI）有限公司推出的以 Windows 为基础的仿 真工具，适用于板级的模拟 /数字电路板的设计工作。 Multisim 中提供了丰富 的硬件数据可供选择，它包含了电路原理图的图形输入、 电路硬件描述语言输 入方式， 具有丰富的仿真分析能力。 通过 Multisim 可以及时仿真实现电路设 计功能并及时发现存在的问题进行改正， 可以确保设计的电路能够正常实现应 有的功能。
通过 Multisim 仿真，可以更直观的看到效果，有助于对电路检查错误。
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VCC 5.0V
VCC 5.0V
CA
U1
AB CDE FGH
R3 100Ω
CA
U2
AB CDE FGH
R1 15Rk2Ω 39kΩ
8
U10
VCC
4 RST
OUT
7 DIS
6 THR
2 TRI
5 CON
C2 C1
GND
1μF 0.01μF 1
3
LM555CM
13 12 11 10 9 15 14
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
OA OB OC OD OE OF OG
7 1 2 6 3 5 4
LED1
A B C D ~LT ~ RB I
~ BI /R BO
U3 74LS47D
VCC
A B C D ~LT ~ RB I
~ BI /R BO
U4 74LS47D
VCC
7 1 2 6 3 5 4
U7A
1 3
2
74LS00D
13 12
3 2 6 7
~BO ~CO
QA QB QC QD
UP DOWN
~ LO AD C LR
5.0V
U5 74LS192D
15 1 10 9
A B C D
QA QB QC QD
3 2 6 7
11 14
~ LO AD C LR
~BO ~CO
13 12
5 4
UP DOWN
5.0V
U6 74LS192D 74LS04D
U9A
2 1Y 1A 1
VCC 5.0V
U8A
13
12
2
1
74LS10D
U7B
4 6
5
74LS00D
A B C D
11 14
15 1 10 9
5 4
VCC 5.0V
VCC 5.0V
R4 10kΩ
R5 10kΩ
R6 R7 10kΩ10kΩ
S1 键 =A
S2
S3
键 = 空格
键 = 空格
图 4. 1 仿真图
5 实物的调试
5.1 硬件实物元件清单
表 5.1 元件清单 器件名称 74ls192
74ls47 74ls00 74ls04 74ls10 Ne555 单位共阳数码管 一刀两掷开关 电解电容 10uF 瓷片电容 103 电阻 150Ω
器件数量 2 2 1 1 1 1 5 3 1 1 1
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电阻 11K
1
电阻 10K
4
电阻 15K
1
电阻 68K
1
LED 发光二极管
1
在这两周的课程设计中，通过查找资料、比较各种方案、讨论，最终确立了
比较简单又比较完善的方案，并用仿真软件仿真出了结果。领取组件后，我负责
电路板上元器件的排版和我和部分模块电路的焊接，我同组人主要负责电路检查
和其他部分电路的焊接。
通电后，稳压电源的 5 伏电压会突变到 2 伏左右，而且电路板上 VCC 和 GND
两条总线间连电压都没有，但各芯片又处于正常通电状态，由于电线太多，而且
出现的问题经调试后也无法减少，所以我们决定重新焊接。这一次，我们采取“各
个击破”的方式进行电路板的焊接。不过在单元电路的完成过程中也出现了一些
问题，在显示电路的部分中，我们选用的是七段共阴数码管，它的公共端 3 脚和
8 脚本应都接低电平的，而我们在焊接时却不小心将 8 脚接到了 VCC 总线上，导
致数码管不能正常显示，这让我们明白在焊接过程中要绝对细心，头脑要清楚，
在焊接时要数清芯片的管脚，并正确接到别的芯片上对应的管脚上。还有在计数
电路中，计数时丢失了有 4 和 7 的数，经过分析了解到，我们肯定有虚焊点的存
在，通过用万用表检测问题计数器各输出端的电平，发现果然是虚焊问题导致的
结果，低位计数器的 Qc 端一直没有电压，经过再次焊接后，计数终于恢复了正
常。
基本电路完成后，我们开始灭等电路的焊接和各个暂停开关的焊接。这两部
分相对比较简单。但这里偏偏也有麻烦。刚开始，我们将暂停开关放在计数器信
号输入与 555 信号输出之间，但接上电源后，数码显示异常，而将计数信号输入
与信号发生器相连，电路又运行正常。这个现象让我们把问题锁定在开关上，后
来通过询问其他同学，了解到 555 产生的脉冲信号不稳定，而我们选用的开关是
一个拨动开关，当拨动时会有较大的振动，会影响信号的传送。所以后来我们就
换了开关的位置，放到电阻 R1 那，避免和 555 信号输出端连接。改良后，电路
可以正常进行工作。
5.2 调试过程及测试结果分析
在进行过基本的检查以后，我们开始对电路板进行调试，利用万用表或者示
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波器对电路进行调试。调试时，我们是分模块分别进行调试以后，在进行总调。
5.2.1 控制电路检查
在电路全部焊接完后，改变各开关的闭、合状态，电路的启动、连续、暂停 清零等功能均得以实现，电路控制部分没有问题。
5.2.2 显示电路检查
当将显示电路中的两个数码管接好后，接入直流电源，发现数码管不亮，说 明显示电路连接不正确。
解决方法： 1）接入电源，用万用表检查电路是否焊接好且没有虚焊，并把有问题的部 分重新焊接好； 2）进一步检查电源与地的接入是否接反； 3）若上述两种情况都未出现则对照各芯片的管脚图，检查在焊接过程中各 管脚的连接是否接错；
5.2.3 计时电路检查
将本课设中所选计数器 74LS192 与显示电路相连，接入直流电源，用信号发 生器给计数器一个 1s 的脉冲信号，观察计数器的计数功能，发现数码显示是在 从 30 递减至 0 的过程中未出现有 4 和 7 的数，上述情况表明计数电路接触良好， 但置数出现问题。
解决方法： （1）检查两片 74LS192 的数据输出端所连的置数电路，看是否有连线错误； （2）选择被用作低位显示的那片 74LS192 作为检测对象，在数码显示的整 个过程中用万用表测量 Qc 对应的 6 管脚的电压。看是否有时会有高电平。
5.2.4 555 脉冲发生电路检查
我们将 555 的输出端 3 接到示波器上观察到的波形为一脉冲波，其频率近似 为一秒。基本符合课程设计中所需秒信号的要求。
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5.2.5 报警电路检查
将秒信号接入计数电路，按下启动电路，观察计数为 0 时发光二极管的像工 作情况，发现当数码显示为 00 时，发光二极管发光，说明报警电路光电报警功 能已经实现。
5.3 改良后实物效果图
将置位开关闭合，数码管显示 30。
图 5.1 置位
然后将置位开关断开，开始倒计时，在此过程中，可以随时暂停/继续，按 复位按钮直接清零。
图 5.2 倒计时暂停
图 5.3 清零 15

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当计时到 00 时，二极管发光，发出报警信号。
图 5.4 倒计时结束，发出报警信号
最后做整体电路的检测，各个模块的工作都很正常，外部操作开关也都可以 实现要求中的启动、暂停、清零、连续功能。基本完成了此次课程设计的任务。
总结
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，在设计的过程中，我综 合运用了本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行了一次篮球三十秒倒计时 计数器的设计。工作的实际训练培养和提高了我独立工作的能力，巩固与扩充了 数字电路等课程所学的内容，掌握倒计时计数器设计的方法和步骤，懂得了怎样 分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能 力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独 立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力 以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情， 从 中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在我们的共同努力下， 只经过短短的 2 天我们就将基本电路焊完成。但由于没有经验，加上焊接电路板 的时候没有对单元电路进行检验，导致问题太多，数码管根本没有显示。
致谢
在此感谢我们的唐老师,老师严谨细致、一丝不苟的作风将会是我工作、学 习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次 模 具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您严谨的个 性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢帮助过我 的同学们,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学的友谊。由于我的设计能
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力有限,在设计过程中难免出现错误，恳请老师多多指教,我十分乐意接受您的批 评与指正，学生将万分感谢。
参考文献
[1]韩克，柳秀山.电子技能与 EDA 技术.暨南大学出版社 [2]张大彪. 电子技能与实训.北京电子工业出版社 [3]社夏路易，石宗义. 电路原理图与电路板设 Protel·北京希望电子出版 [4]杨元挺. 电子技术技能训练.电子工业出版社 [5]梁廷贵. 现代集成电路实用手册.科学技术文献出版社编著 [6]李萧，郭明琼. 常用数字集成电路原理与应用.人民邮电出版社 [7]余孟尝. 数字电子技术基础简明教程.高等教育出版社 [8]李中发 . 数字电子技术基础.中国水利水电出版社 [9]曹国清 . 数字电路与逻辑设计.中国矿业大学出版社 [10]杨绪东，刘景行. 实用电子电路精选.北京.化学工业出版社 [11]赵世强，许杰，荆炳礼等．电子电路 EDA 技术[M].西 安：西安电子科技大
学，2002． [12]陈大钦等．电子技术基础实验[M]．北京：高等教育出版社，2000． [13]康华光，陈大钦等．电子技术基础[M]．北京：高等教育出版社，1999． [14]杨志忠等．数字电子技术[M]．北京：高等教育出版社，2000． [15]艾永乐，付子义. 数字电子计数基础 2008 [北京] 中国电力出版社； [16]邱关源，罗先觉.电路第五版 2011 [北京] 高等教育出版社； [17]百度文库.《Multisim 原件介绍》；
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附录
附录一 电路原理图
附录二：仿真电路
VCC 5.0V
VCC 5.0V
CA
U1
AB CDE FGH
R3 100Ω
CA
U2
AB CDE FGH
R1 15Rk2Ω 39kΩ
8
U10
VCC
4 RST
OUT
7 DIS
6 THR
2 TRI
5 CON
C2 C1
GND
1μF 0.01μF 1
3
LM555CM
13 12 11 10 9 15 14
13 12 11 10 9 15 14
OA OB OC OD OE OF OG
OA OB OC OD OE OF OG
7 1 2 6 3 5 4
LED1
A B C D ~LT ~ RB I
~ BI /R BO
U3 74LS47D
VCC
A B C D ~LT ~ RB I
~ BI /R BO
U4 74LS47D
VCC
7 1 2 6 3 5 4
U7A
1 3
2
74LS00D
13 12
3 2 6 7
~BO ~CO
QA QB QC QD
UP DOWN
~ LO AD C LR
5.0V
U5 74LS192D
15 1 10 9
A B C D
QA QB QC QD
3 2 6 7
11 14
~ LO AD C LR
~BO ~CO
13 12
5 4
UP DOWN
5.0V
U6 74LS192D 74LS04D
U9A
2 1Y 1A 1
VCC 5.0V
U8A
13
12
2
1
74LS10D
U7B
4 6
5
74LS00D
A B C D
11 14
15 1 10 9
5 4
VCC 5.0V
VCC 5.0V
R4 10kΩ
R5 10kΩ
R6 R7 10kΩ10kΩ
S1 键 =A
S2
S3
键 = 空格
键 = 空格
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