数电课程设计-篮球24s倒计时器

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1、 1 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课题名称：课题名称：篮球比赛 24 秒倒计时电路的设计 (Basketball 24 seconds countdown circuit design) 专专 业：业： xxxxxxx 班班 级：级： xxxxxxx 学学 号：号： xxxxxxx 学生姓名：学生姓名： xxxxxxx 指导教师：指导教师： xxxxxxx x 年年 x 月月 x 日日 2 课程设计目的课程设计目的 1、围绕课程设计的内容，培养学生查询相关资料以及文献检索的能力； 2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力；在理解透课堂所讲知识的基础上，提高学生 的自学能力； 3、培养学

2、生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程，养成良好的科学态度以及实事求是、严 谨塌实的工作作风；培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力； 课程设计内容课程设计内容 (1)设计要求: 设计一个篮球比赛 24 秒计时器，具备显示 24 秒计时功能； 计时器为递减工作，时间间隔为 1S ： 设置外部开关，控制计时器的启动、暂停及清零； 递减到零时发出声光报警 ： 原理方框图图： 包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路） 等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔 1 秒钟，计时器减 1 其中计数器和控制电路是 系统的主要部分。计数器完成 24 秒计时功能，而控制

3、电路完成计数器的直接清零、启动计 数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。当计时器递 减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示 00，同时发出光电报警信号。 实际电路图： 秒脉冲 发生器 计数器 译码 显示 控制电路 报警 电路 3 单元电路： 8421BCD8421BCD 码加法计数器模块码加法计数器模块 计数器选用汇总规模集成电路 74LS192 进行设计较为简便， 74LS192 是十进制可编程同 步加锁计数器，它采用 8421 码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。 图 1 是 74LS192 外引脚及时序波形图。图中 U C P、 D

4、C P 分别是加计数、减计数的时钟 脉冲输入端（上升沿有效） 。L D是异步并行置数控制端（低电平有效） ， C O、B O分别 是进位、借位输出端（低电平有效） ，CR 是异步清零端，D3-D0 是并行数据输入殿，Q3-Q0 是输出端。 图图 1 1 74LS19274LS192 外引脚及时序波形外引脚及时序波形 74192 的功能表见下表 2 所示。 其工作原理是： 当L D=1， CR=0 时， 若时钟脉冲加到 U C P 端，且 D C P=1 则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到 9 时，C O端发出 进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加到 U C P 端，且 D C P =1

5、，则计数器在预置数的基础上完成加 计数功能。 表表 2 74LS1922 74LS192 功能表功能表 4 由 74LS192 组成的二十四进制递减计数器如图 3，其预置数为 N=（0010 0100） 8421BCD=（24）。它的计数原理是：只有当低位 1 端发出借位脉冲时，高位计数器才作 减计数。当高、低位计数器处于全零，且 =0 时，置数端 2=0，计数器完成并行置数，在 端 的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。 图图 3 3 74LS19274LS192 构成的构成的二十四进制递减计数器二十四进制递减计数器 时钟模块时钟模块 为了给计数器 74LS192 提供一个时序

6、脉冲信号,使其进行加计数,本设计采用 555 构成 的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如图 4 示. 其中555管脚图如下图2-5示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期 为: T=T=0 0. .7 7(R(R1 1+2R+2R2 2)C )C 。 因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了 R1 取 20k 欧姆,R2 取 62k 欧姆,电容取 C1 为 10uF、C2 为 0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期为 1 秒. 图图 4 5554 555 多谐振荡电路图多谐振荡电路图 辅助时序控制模块辅助时序控制模块 篮球竞赛24秒计时器功能控制由外部操作开关控制实现,如图5所示。开关S实现计数 器的暂停/计数控制。当S为“1”时(左合) ,秒脉冲发生器发出的秒脉冲信号被封锁,计数器暂 停计数;当S为“0”时(右合) ,控制门电