文档介绍：毕业设计(论文)
题目: 下棋定时器
指导老师:
专业: 电气自动化技术
院系: 机电信息学院
姓名:
班级: 0903班
学号: 0 9 0 1 1 2 1 0 2 2
目录
第一章下棋倒计时系统设计概述 5
第二章下棋倒计时整体电路设计 6
2. 1 选手按键部分的设计 6
RS触发器的特点 6
按键部分的实现 7
秒脉冲的设计 8
4060的特点 8
4013的功能 8
秒脉冲的实现 9
倒计时的设计 9
74LS192的特点 9
秒倒计时的实现 10
显示部分的设计 11
74LS48的特点 11
数码管的选择 12
显示部分的实现 12
报警部分 13
蜂鸣器工作原理 13
报警电路的实现 13
电源部分电路设计 14
设计总电路图 16
第三章局部PCB板及方案局部仿真 17
17
18
交流电源部分 18
直流电源部分 18
按键部分 18
秒脉冲部分 18
倒计时部分 18
显示时部分 18
第四章元件清单 19
附件 20
致谢 23
参考文献 24
摘要
下棋定时钟设计是在下棋比赛过程中,两人下棋时对双方的每一步行棋时间设定一个倒计时。本设计采用CD4060分频实现秒脉冲,可逆十进制计数器74LS192实现倒计时,LED数码管显示剩余时间。此设计应用十分广泛,可用于下棋比赛或者是平常的对羿中限定时间等。经过小小的改动,此设计还可用于其它倒计时,例如:篮球比赛中的24秒进攻倒计时,交通灯电路的设计等。本设计还有很多优点,如结构简单,制作成本低,便于空闲时个人制作。
关键词:下棋;分频;倒计时;LED显示
第一章下棋倒计时系统设计概述
为使用方便,下棋定时钟总体上只设计了两个按键,一个拨动开关和两个拨码开关,拨动开关用于开始或暂停,两个按键用于选手,以上每个器件配备一个指示灯,哪位选手按键的指示灯亮就表示对这位选手进行倒计时,开始开关指示亮表示开始,未亮则表示暂停,拨码开关用于设定倒计时时间。
过程说明:下棋倒计时器通电后,所有指示灯熄灭,用拨码开关进行倒计时时间设定,拨动开关导通后,开始指示灯亮,可进行倒计时,甲乙中某方首先出棋,如甲方出棋后按下其按键,则乙的指示灯亮(甲的指示灯不亮),且同时对乙进行倒计时,乙方必须在倒计时结束前行棋并按下其对应的按键,此时甲的指示灯亮,对甲进行倒计时,如此循环,某一方在设定时间内未行完棋的,即未在倒计时到零前按下选手键的,蜂鸣器将报警。
主要技术指标:
(1)应用数字电路设计一个下棋定时数字钟;
(2)限定时间为0~60秒;
(3)两人使用,停止本方计时,启动对方计时;
(4)超时报警;
(5)功耗低,体积小,重量轻,交直流两用。
第二章下棋倒计时整体电路设计
按照系统设计的要求,系统由6个模块组成:电源、秒脉冲、倒计时、选手操作、倒计时显示、超时报警。结构框图如图1所示。电源部分主要提供较稳定的5V直流电源;选手操作部分是要实现停止本方计时,启动对方计时;秒脉冲部分是要实现1Hz的脉冲信号,为倒计时部分提供信号源。
图1 下棋倒计时系统结构框图
2. 1 选手按键部分的设计
按键部分要求甲方按下其按键时,乙的指示灯亮,甲的指示灯不亮;乙方按下其按键时,甲的指示灯亮,乙的指示灯不亮。因此可以采用RS触发器对电路进行转换,具体设计如下:
RS触发器的特点
基本 RS 触发器具有置“ 0 ” 和置“ 1 ” 的功能,这种功能是由触发信号决定的。RS触发器的真值表如图2(a),它由两个或非门组成,为高电平触发,此设计采用的是由四或门CMOS器件CD4001组成RS触发器[1]。其结构如图2(b)示。
图2 (a)触发器真值表(b)RS触发器逻辑图
按键部分的实现
如图3连接按键部分后,当按键A被按下时,Q端输出高电平B方指示灯亮,端输出低电平,A方指示灯不亮;当按键B按下时,Q端输出低电平B方指示灯不亮,端输出高电平,A方指示灯亮。从而可以实现停止本方计时,启动对方计时的要求。图中限流电阻R31 和R32阻值参数计算如下[2]:
门电路输入信号为高电平,输出为低电平,故有:
(1)
(其中为LED的电流,为LED的正向压降,为门电路的典型输出低电平电压)
由于=5mA,=,=5V,=,所以可得:
=48