1、CHANGSHAUNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY電子技術應用實習題目： 電子技術應用實習象棋快棋賽電子裁判計時器的實習學生姓名： 戴林旱 學 號： 201184250318 班 級: 電信1103班 專 業： 電子信息工程指導教師： 楊安平 唐國紅2014年 1月目 錄1實習目的、要求與任務11.1 實習目的11.2 實習要求11.3 實習任務12 實習方案簡述22.1方案模塊22.2 方案分析23 實習原理及步驟33.1 象棋快棋賽電子裁判計時器原理.33.2 控制模塊原理圖 43.3 蜂鳴器模塊原理圖 63.4 計數器模塊原理圖.6 3.5 譯碼

2、器原理圖 83.6 整個制作的原理圖104 分析調試及結果 114.1 電路的調試114.2 結果及分析125 實習結論135.1 總結135.2 應用前景135.3 收獲體會13參考文獻15附錄A 元器件清單17附錄B 電路原理圖18附錄C 仿真電路結果191實習目的、要求與任務1.1 實習目的本實習就是要實習一個象棋快棋賽電子裁判計時器，有了裁判計時器就可以在不需要裁判的條件下下快棋，即公正又省力，而且減少由于人為因素而導致的誤判、誤罰。根據象棋快棋賽的規則，紅黑雙方對弈時間累計均為三分鐘，超時判負。  1.2 實習要求 (1) 甲乙雙方的計時器為一個秒時鐘，

3、雙方均用3位數碼管顯示，預訂的初始時間為三分鐘，采用倒計時方式，通過按鈕啟動，由本方控制對方，比如甲方走完一步棋后必須按一下甲方的按鍵，該按鈕啟動乙方倒計時。同理，乙方走完一步棋后必須按一次乙方的按鍵，該按鍵啟動甲方倒計時。(2) 超時發出報警判負。(3) 累計時間設置可以改變。 1.3 實習任務(1) 熟悉象棋快棋賽電子裁判計時器的工作原理；(2) 寫出象棋快棋賽電子裁判計時器的實習方案；(3) 用硬件加以實現；(4) 寫實習報告。2實習方案2.1方案模塊555秒脈沖模塊、控制電路模塊、計數器模塊、譯碼器模塊、蜂鳴器模塊五個模塊的設計以及每個模塊具體的分析和實驗原理。再制作整個模塊

4、的原理圖、硬件的調試改進。計數器 控制器計數器 譯碼器譯碼器數碼管顯示數碼管顯示秒脈沖甲乙圖1 象棋快棋賽電子裁判計時器總框圖2.2 方案分析（1）秒脈沖方案選擇選用555芯片，兩個47K的電阻，一個2K電位器，一個10uF的電容，一個0.01uF的電容，此電路可以產生時間為一秒的秒脈沖，占空比為2/3,此電路的占空非常精確且秒脈沖也較方案一準確。（2）計數器方案選擇用可逆減法計數器設計一個倒計時電路，通過秒脈沖使可逆減法計數器實現減法運算，然后通過譯碼器顯示倒計時的時間。此方案在電路開始工作前或在電路工作中都可以改變所需要的倒計時時間，這樣就可以進行時間的改變。3設計原理及步驟3.1 象棋快

5、棋賽電子裁判計時器原理 工作原理工作原理為，接通電源后，主持人通過控制開關設置計數器的初值，即倒計時累計初始值。然后比賽開始，如果甲先走，則乙方按下按鈕，甲方的計時器開始倒計時，甲方走完一步之后，甲按下按鈕，甲方計時器停止倒計時，乙方計時器開始倒計時，依此進行電子倒計時；相反如果乙方先走，則過程基本是相同的。當甲乙雙方其中一個計時器倒計時到零后，蜂鳴器開始報警，則蜂鳴器報警的那一方就被判定為輸。當需要再次使用時，主持人通過開關重新對計數器置數，然后再開始比賽。（本實驗設計采用甲和乙共用一個按鈕）。 象棋快棋賽電子裁判計時器框圖計數器 控制器計數器 譯碼器譯碼器數碼管顯示數碼管顯示秒脈沖甲乙圖2

6、象棋快棋賽電子裁判計時器總框圖 秒脈沖模塊原理圖秒脈沖輸出圖3秒脈沖發生器原理圖555脈沖發生器周期計算公式如下：T=(R1+2R2)Cln2=(48k+2*48k)*10uF*ln2=1s（2-1）其中R1=R2=47K，電位器為2K，電容為10uF。 3.2 控制模塊原理圖3乙甲控制乙數碼管顯示控制甲數碼管顯示接3片74ls192的11腳，電平有效，置數。圖 4 控制原理圖說明：甲和乙分別通過按下開關與否來控制甲乙數碼管的顯示與否，甲按下開關后通過3給74ls192芯片置數，同時通過74ls74來控制乙數碼管顯示。乙的功能和甲相似。表 174ls74 D型鎖存器的特性表CLKDQQ*0&#

7、215;000×111000101011011111圖5 74ls74邏輯圖3.3 蜂鳴器模塊原理圖接3片74ls192的14腳，用來清零12接第一片74ls192的13腳，用來控制蜂鳴器的響與停，以及用來對3片74ls192清零圖6 蜂鳴器原理圖說明：當數碼管顯示不全為0時，第一片74ls192的13腳輸出為高電平蜂鳴器不響。當數碼管顯示全為0時，第一片74ls192的13腳輸出為低電平，蜂鳴器響，同時3片的14腳位高電平，清零。3.4計數器模塊原理圖1秒脈沖23 圖7 計數器原理圖說明：甲和乙中任何一方按下開關后，圖中的3為低電平，11腳低電平有效進行置數，74ls192置數完成

8、后通過秒脈沖給予的信號來進行減數同時把每一時刻的數通過Q0,Q1,Q2,Q4送給74ls48譯碼器已成數碼管可顯示的高低電平。下面為74ls192的邏輯圖和功能表及引出端符號表。圖8 74ls192邏輯圖表2 74ls192功能表表3引出端符號表TCd錯位輸出端（低電平有效）TCu進位輸出端（低電平有效）CPd減計數時鐘輸入端（上升沿有效）CPu加計數時鐘輸入端（上升沿有效）MR異步清除端P0-P3并行數據輸入端PL異步并行置入控制端（低電平有效）Q0-Q3輸出端3.5 譯碼器原理圖接Q*接Q 圖9 譯碼器原理圖說明：74ls48將74ls74送來的數據編譯成七段（a,b,c,d,e,f,g）

9、輸出，然后直接推動LED，顯示十進制數。并且由控制模塊的Q、Q*端來控制應該哪一組數碼管亮，以顯示所要顯示的數字。74ls48的功能表及引出端符號表如下：表4 74ls48的功能表DECIMALORFUNCTIONLT RBIDCBABI/RBOabcdefg 0 1 10000 111111101 1×0001 10110000 21×0010 11101101 3 1×0011 11111001 4 1×0100 10110011 5 1×0101 11011011 6 1×0110 1 0011111 7 1×0111

10、 11110000 8 1×1000 11111111 9 1×1001 11110011 10 1×1010 10001101 11 1×1011 10011001 12 1×1100 10100011 13 1×1101 11001011 14 1×1110 10001111 15 1×1111 10000000 BI×××××× 00000000 RBI 1 00000 00000000 LT 0××××

11、15; 11111111 表5 引出端符號表A0A1譯碼地址輸入端BI/RBO消隱輸入（低電平有效）/脈沖消隱輸出（低電平有效）LT燈測試輸入端（低電平有效）RBI脈沖消隱輸入端（低電平有效）YaYg段輸出3.6整個制作的原理圖 圖10整個制作的原理圖說明：接通電源后，第一片的74ls192的13腳輸出高/低電平。當為低電平時，通過或非門輸出高電平至14腳清零，同時8550的基極為低電平，三極管導通，蜂鳴器響。當按下甲乙中的任何一個開關時11腳位低電平進行置數并且通過74ls74來控制哪一組數碼管亮。松手后秒脈沖接第三片74ls192的4腳，來控制減數，同時使得第一片13腳輸出高電平使得14腳

12、為低電平。74ls192輸出的數據送給74ls48譯碼器譯成七段（a,b,c,d,e,f,g）輸出，然后直接推動LED，顯示十進制數。隨著秒脈沖的不斷到來數碼管不斷的減一，直至數碼管顯示為0。當數碼管顯示為0時，蜂鳴器響。本實習還可以改變時間的初值以滿足不同的比賽需要。4分析調試及結果4.1 電路調試 秒脈沖調試整個硬件通電后，數碼管顯示的數字出現錯誤，數字總是顯示不全，于是我用萬用表將電路又重新檢查一遍，發現有虛焊的現象，可是重新焊過后，但是還是原來的問題。后來我請教了同學，他們幫我將電路檢查了一遍，發現原來我將數碼管的g和f的接線端弄反了，重新焊過后，又進行了調試，發現數字顯示正常。按下開

13、關后發現脈沖跳的幾乎是一秒，符合實驗的要求。 電路控制的調試在實際電路演示過程中我發現電路控制部分不能十分理想的控制電路的工作，有時候會出現差錯。比如復位開關有時管用，有時就失去作用；甲的控制開關不能控制數碼管。于是重新整理了電路，也嘗試了好幾種的改進措施，比如將甲開關與74ls192的14腳之間的連線斷開，接入兩個與非門。但其演示效果還不如原來好。所以最后仍采用了原來的電路，但是將原來的甲開關變為了整體的控制復位開關，乙開關調整為甲、乙控制開關，原來的復位開關也直接忽略。 預置數據的調試接通電源，分別撥動三個撥碼開關，進行預置數，發現數碼管的整個演示結果都非常正確，現將各個置數值及各個撥碼開

14、關的狀態列成表格，具體表格內容如下所示：表 6 撥碼開關的狀態表 D1 D2 D3 D4數碼管顯示 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 0 0 0 0 0整個實習電路的調試首先接通電源，在經過秒脈沖調試、電路控制調試、預置數據的一系列調試后，發現電路基本上能夠正常工作，沒有存在太大的問題，并能達到了本次實習的基本要求。4.2 仿真結果 通過運用6片74ls192，2片7404,2片7411構成了甲乙兩人的電子裁判計時器，比賽開始，對計數器置數

15、，使得兩人計數初值為180秒，然后其中一個按下按鍵，己方的計時器停止計數，對方的計時器開始倒計時，當有人計時器記到0時，顯示器報警。通過簡單的數字邏輯電路，完成了我們需要的電子裁判計時器功能。5總結5.1 結論對于這次的實習，我們小組分別實習了555秒脈沖模塊、控制電路模塊、計數器模塊、譯碼器模塊、蜂鳴器模塊，在實習好各個模塊的基礎上再將這五個模塊整合在一起，實現了本課題的基本要求并且發揮部分的功能。對于本次的實習，既有優點也存在不足。整個實習功能良好，但還有一些小問題存在，比如說偶爾出現控制錯誤，特別是按鍵有時無效或者按下一次執行多次操作，這些還是有待改進的。還有整個電路的布局還不是十分美觀

16、，即要求功能好的同時也要有一定的可觀賞性，這也是需要以后進行改進的。5.2 應用前景在許多領域中，計時器都有著普遍應用，比如在體育比賽中的計時器、安全措施中的定時報警器、游戲中的倒計時儀器、維持秩序的交通信號燈、紅綠燈、交通信號控制機、鬧鐘等等可見計時器在現代社會中有著很重要的地位。此次在實習計時器時，采用了模塊化的思想，使得實習簡單、快捷。本實習完成了可預置時間的功能，在現實的應用中可實現在許多特定場合進行臨時改變時間的功能，在社會生活中具有廣泛的應用價值。5.3收獲體會通過本次實習，掌握了不少芯片的用法，再一次鞏固了知識。在接線的過程中，明顯感覺自己動手能力不足，認識到了自己的缺點，以后要

17、多多鍛煉。一開始連接電路時，大家一起動手，忙的不亦樂乎，但效率明顯太低。最后大家分配任務，各司其職，效率明顯提升。在這過程中，我們懂得了合作的重要性。實習是培養學生綜合運用所學知識,發現、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。通過兩個星期的實習實踐，讓我真正學到了不少的東西，通過學習使自己對課本上的知識可以應用于實際，使得理論與實際相結合，加深了自己對課本知識更好的理解，親身感受到了一個電子產品的制作全過程，讓我們真正學以致用。兩周的實習使我動手操作能力有了跨越式的進步，對我們學生來說，理論與實踐同樣重要，這是我們以后在工作中說明自己能力的

18、一個重要指標。在完成自己的作品之后，小組間還互相交流，檢查電路，排除錯誤，從而進一步增強了自己的分析能力。另外，此次實習能順利圓滿的完成，除了依靠本人堅持不懈的努力外，還得感謝那些一直在背后辛勤指導我們的老師和樂于助人的同學。總體來說,這次實習讓我受益匪淺。在摸索該如何實習程序使之實現所需功能的過程中,培養了我的實習思維,增加了實際操作能力，讓我在體會到了實習的艱辛的同時,也體會到成功的喜悅。除此之外，也讓我學會了焊接電路板，培養了專心致志的工作學習習慣，懂得了相互之間的理解與體諒，可謂獲益匪淺。如果非要用一句話來概括我們的體會的話，那只能是：痛并快樂著。參考文獻1黃繼昌、張海貴、徐巧魚編著.數字集成電路應用M.北京:中國電力出版社，2008.42劉福太、梁發麥、魏書田等編著.藍板電子電路M.北京:科技出版社，20073陳振官等編著.數字電路及制作實例M.北京:國防工業出版社，2006.54劉福太、梁發麥、魏書田等編著.綠板電子電路M. 北京：科技出版社，2007.75清華大學電子學教研組編，閻石主編.數字電子技術基礎(第五版)M.北京：高等教育出版社，20056清華大學電子學教研組編，童詩白、華成英主編.模擬電子技術基礎（第四版）M. 北