1、 测控技术与仪器专业测控技术与仪器专业 电子课程设计电子课程设计报告报告 篮球竞赛 30S 计时器设计报告 一. 设计要求 设计一个篮球竞赛 30S 计时器 基本要求： （1）计时器为 30S 递减计时，计时间隔为 1S。 （1）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。 （1）计时器递减计时到零时，数码显示器闪烁，同时发出报警信号。 二. 方案设计 （1）该设计主要由一个 555 芯片产生一个时钟脉冲，通过控制电路直接加 在递减计时芯片 74ls192 上，通过七段译码显示电路直接译码显示。 方案方案一：一：用 555 时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为 10Hz 的脉
2、冲，再 将该脉冲信号加到由 74LS161 构即周期为 1 秒，接着将该信号送到计数器 74LS192 的 CP 减计数脉冲端,再通过译码器 74LS248 把输入的 8421BCD 码经 过内部作和电路“翻译”成七段输出，这样加在 led 七段数码管上显示十进 制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零， 启动和暂停/连续、报警等功能。 方案方案二：二： 用 555 时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为 1Hz 的脉冲，即 输出周期为 1 秒的方波， 再将该脉冲信号送到 DCD_HEX 芯片上， 经过 DCD_HEX 内部译码，使 LED 显示十进制数，然后在适当的位置
3、设置开关或控制电路即 可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、报警等功能。 方案选择：通过原理分析和仿真实验等步骤比较后，采用方案二，更简洁、 方便、易于实现和各个功能。 （2）本设计分为五个部分，脉冲震荡电路、递减计时电路、译码显示电路、 报警电路、最后控制电路。如下系统框图 秒脉冲发生器秒脉冲发生器 秒脉冲发生器秒脉冲发生器 递减计时递减计时电路电路 译码显示电路译码显示电路 控制电路控制电路 报警电路报警电路 1 1、脉冲振荡电路、脉冲振荡电路 该电路由一个 555 芯片组成： 555 芯片的工作原理见下表 1 表 1 555 工作电压表 输入 输出 阈值输入 1 触发输入 2 复位
4、rst 输出 out 放电管 X X 0 0 导通 1/3VCC 1 0 导通 1/3VCC 1 不变 不变 原理图如下： 图 2 555 脉冲发射电路 如上图所示： 555 电路脉冲计算周期为： T=(R1+2R2)C 2； 在本图中 r1=47K， r2=48k，C=0.1u。计算下来周期大约为 1s 钟。 2 2、递减计时电路、递减计时电路 该电路由两个 74LS192 芯片组成，实现 30 进制的递减计时功能，U2 a,b,c,d 以及 U1 c,d 输入端全部接地，U1 74ls192 a,b 输入端接高电平，实现 30 进制 计数功能。 74ls192 功能表如下： 表 2 74l
5、s 功能表 输入 输出 MR P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 0 0 0 d c b a d c b a 0 1 1 加计数 0 1 1 减计数 单元电路图如下： 图 2 递减计时电路 图中 U1 的 down 端接在 U2 的 bo 端，构成 30s 递减计数器。 3 3、译码显示电路、译码显示电路 该译码显示电路选用的是集成译码功能与七段显示功能于一体的DCD_HEX芯 片，运用该芯片，使电路开机来简洁，避免了有可能出现的比必要错误。 图 3 译码显示电路 如上图，直接将两块数码管接在 U1、U2 端实现译码显示功能。 4 4、报警电路、报警电路 报警电路主
6、要由一个喇叭和一个 555 多谐振荡器组成。 原理图如下： 图 4 报警电路 如上图，上面三个 74ls02d 直接接在 U1 的 Qc、Qd、U2 的 Qa、Qb、Qc、Qd 输出端，当计数到零时，产生了 6 个低电平脉冲通过 74ls02d 接在 74ls110 上， 使 55rst 端接受到一个高电平，助使 555 复位，输出脉冲，作用与喇叭并报警。 5 5、控制电路、控制电路 控制电路由两个单刀双掷开关 j4、j5 和一个单刀单掷开关 j1 组成。 它们的功能如下：J1 开始；J4 暂停、继续；J5 复位清零； 图 5 控制电路 如上图，J1 断开，U1 端 a、b 端接上高电平，显示器上显示 30 并开始递减 计数， 6、总原理图及元件清单总原理图及元件清单 通过以上分析，得总原理图如下： 图 6 总体原理图 三.设计的具体实现 1 1、首先测试、首先测试 555555 脉冲。脉冲。 将示波器接在 555 芯片的 out 端，开始仿真，并断开 J1 开关。
