数字电路课程设计报告(比赛计时器)

数字电路课程设计（二）

比赛计时器课程设计

指导教师：

设计人员：

班级：电信081

日期：2010.4.13

一．设计任务书

1.题目

比赛计时器要求在实验箱上做出具体电路

2.设计要求

.设计器应具有以下功能

（1）开机能自动清零；

（2）用数字显示比赛全场时间；

（3）用开关启动开始比赛，比赛过程中可暂停计时，又可继续计时；（4）上下半场时间到时可用一个发光二极管代替），自动提示并暂停计时，用开关启动下半场开始比赛。

二．整机概述

本比赛计时器由开机自动置零装置，比赛计数装置，普通置零装置组成。

1、开机自动置零装置：

本课程设计的任务比较简单，将四块计时器按一定方法级联即可，其难点是能够开机自动置零。开机自动置零的要点是不能利用所有的输出状态而只能在输入段进行操作，虽说所用的软件的计数器开机之后规定的电平就是低电平，但是，在实际应用中却不一定如此，因此，

我为我的开机自动置零装置的标准定义如下：

（1）不得使用任何的计数器输入端的开始状态。因为其实状态在实际中有一定的不确定性。

（2）禁止一切直接或者间接的能达到置零效果的操作。

2、比赛计数装置

比赛计数装置采用计数器相级联的办法，很容易就可以达到目的。

3、普通置零装置

根据老师的要求，该比赛计时器要能够达到随时可以自动清零，同时可以通过开关重新开始计数的功能。

三、各单元电路的设计方案及原理说明

1、开机自动置零装置

开机自动置零装置是本设计的重点，要求是在开机之后，不同过认为的手段，如“开关”，达到自动开始置零的目的。由于要对输出端进行置零操作，也可以理解成输出端的数据在没有置零前是不确定的，所以是不能对还没有确定是数据进行任何的应用。我的开机置零采用的是将一个脉冲通过或门，而或门的另一个输入来自触发器的输出端。而这个触发器脉冲信号是接在了对秒数个位进行计数的计数器的最低位上的。具体的工作原理是：由于输出端是1 还是0并不确定，但是，触发器的状态是不会改变的。因为只有下降沿才会进行置1.这样，当其脉冲对其置零后，也就是说会有一个由1变为0的时候，触发器会置1，并且会只会一直的保持下去而不会再次变化了。这样，

就会将脉冲封锁而不能通过或门，从而使使能端一直保持高电平，之后就可以进行正常的计数了。

2、比赛计数装置

比赛计数装置只是简单的计数器级联而已，但是，必须考虑到的一点是，一定要选择合适的进位端或者控制指令信号。有时候，使不能死板的选择进位信号的，因为进位信号发生在9这个数将近结束的时刻，当这个信号发生后，会迅速使得高位加一，这样，在一瞬间会造成错误的秒数，如秒数为09之后的下一个瞬间会先变成19，之后有回到了10。在多位级联的情况下，这种问题十分严重。所以，选择合适的信号十分重要。只要注意到这一点，其他就会很容易了。

3、普通置零装置

对于普通置零装置来说，在刚刚开始阶段，其控制开关是断开的，在比赛进行到任意时刻时，可以对其通过合上开关对其进行清零，之后打开开关，即可重新计数。

四．调试过程及结果分析

在开始阶段，只要将控制脉冲的开关闭合，普通置零装置的开关打开，就可以开始正常工作，且开始阶段是会有一个自动置零的过程的，即00~01~00，之后就开始了真正的计数过程了。当到达20分钟时，即上半场结束时，会暂停计数。这是，合上清零开关会使其清零。之后只要在打开清零开关会自动开始重新计时。而到20分钟会停止，之后重复操作即可……同时，只要在计数期间将脉冲的开关打开，就会达到暂停的效果。

五．设计、安装及调试中的体会

这个设计照红绿灯的设计相比略显简单一些，通过做这个设计，我的主要收获是弥补了在红绿灯中没有用到触发器的遗憾，算是对触发器的复习，当然，从中我也有了更多了认识。其他的一些体会已经在红绿灯的课程设计中有所提到，所以不在多说了。

六．对本次课程设计的意见及建议

本次课程设计虽然学到了很多，但是我仍然觉得课程设计本身存在一些问题：

1 我个人觉得课程设计的题目设计稍有不合理，因为，首先来讲，做一个基本功能的红绿灯应该并非难事，如果只是按照基本的要求去做，要是专心的话基本一两天就搞定，很简单，例如，控灯的话，我只有一块一位寄存器外加两个或门就可以完成。对于第二个任意选择的题目来说，更是比红绿灯简单。两个题目都不是很难，我觉得与其说做两个都不是很难的题目，还不如去做一个复杂一点的题目。当然，每个人的能力不一样，因此，我建议可以出三道难度不同的题目由学生自由选择，根据题目的等级和学生的完成情况对其评分。

2 本次课程设计要求的软件为EWB，但是EWB操作起来并不是很方便，尤其是对复杂电路的布线，如果出现错误，那么乱的线，根本无法进行检查。

附录：元件清单：74LS160 4块

JK触发器2个