1、篮球 24 秒计时器 0 目录目录 摘 要1 第一章 设计任务及要求 1 2.1 设计背景 1 2.2 设计任务及要求 . .1 2.3 设计目标. .1 第二章 电路设计.1 3.1 设计原理及组成部分 1 3.2 单元模块3 第三章 电路仿真与调试5 第四章 问题分析及总结. 6 第五章 运行仿真结果. 7 第六章 参考文献. .9 第七章 原件清单.9 篮球 24 秒计时器 1 摘摘 要要 本次课程设计以篮球比赛 24 秒倒计时器为课题，主要能完成：具有准确的 24 s 倒计时 显示功能，计时器为 24 s 递减计数；设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能，计时器为 24 s 递减计时器
2、，计时时间间隔为 1s；计时器递减计时至 0 时，能发出光电警报信号。 整个电路的设计借助于 Multisim 仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在 Multisim 下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字 计时器 篮球倒计时器 Multisim 仿真 第第一一章章 设计任务及要求设计任务及要求 设计背景 在篮球比赛中， 规定了球员的持球时间不能超过 24 秒， 否则就是犯规。 本课程设计的 “篮 球竞赛 24 秒计时器” ，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间 24 秒限制。一旦球员的持球 时间超过了 24 秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 设计任务及要求 （1）具有准确的
3、24 s 倒计时显示功能，计时器为 24 s 递减计数； （2）设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能， （3）计时器为 24 s 递减计时器，计时时间间隔为 1s； （4）计时器递减计时至 0 时，能发出光电警报信号。 设计目标 （1）根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成模块的管脚及其功能； （3）进行电路的安装、测试，知道电路能达到设计目标； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 第第二二章章 电路电路设计设计 设计原理及组成部分 根据设计任务， 该系统包括秒脉冲发生器、 计数器、 译码显示电路、 控制电路和报警电路 5 个部分构成。其中，计数器和控制
4、电路是系统的主要部分。计数器完 成 24 秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能、译码 显示电路的显示与灭灯及发光报警的功能。篮球 24s 计时器的原理框图如下图所示。它包括 秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路、控制电路五部分组成。 篮球 24 秒计时器 2 篮球比赛 24 秒计时器原理框图 根据原理图，进行仿真实验，上图是仿真时的连线图 （1） 计数译码显示部分 计数器构成 8421BCD 码 24 进制递减计数器，用 LED 数码管组成 译码器显示部分。 （2） 秒信号源产生电路 用 555 定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。 （3） 时序控制
5、部分 工作时，启动置数开关控制电路封锁时钟脉冲（CP）,与此同时，产 生预置信号，使数码管显示 24 字样。置数开关断开，开始递减计数。当暂停开关断 开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当暂停开关闭合时，计数器继续递减计数。 当计数到零时，LED 警报灯亮，停止计数。 单元模块 秒脉冲电路 24 秒计数器 译码显示电路 控制电路 报警电路 外部操作开关 篮球 24 秒计时器 3 （1）秒信号源的设计 我们用 555 定时器构成多谐振荡电路。 555 定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通 Vcc 通过电阻 R1.R2 向电容 C 充电，其 上电压按指数规律上升，当 u 上升至 2/3Vcc，会
6、使比较器 C1 输出翻转，输出电压为零，同 时放电管 T 导通，电容 C 通过 R2 放电；当电容电压下降到 1/3Vcc，比较器 C2 工作输出电压 变为高电平，C 放电终止，Vcc 通过 R1。R2 又开始充电；周而复始，形成振荡。另外，为了 提高精度可以将 555 设置成产生 0.1s 脉冲。在用分频器（74LS160 连接成 10 进制计数器） 分频长 1s 脉冲。这样理论误差会缩小。 555 定时器构成多谐振荡电路，通过计算可以确定 参数的取值： 1 10RK， 2 2RK， 21 10,1;CF CnF因此，产生的脉冲周期为： 122 0.720.0980.1TRRCss，再通过十进制 74LS160 计数器用异步清零法组成十分频， 使得 74LS160 计数器产生的脉冲周期为 1s。 74LS160 的功能真值表： SR PE CET CEP Actton on the Rlaing Clock Edge L X X X RESET H L X X LOAD H H H H COUNT H H L X NO CHANGE H
