篮球计时器课程设计.docx

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1.设计任务

本设计是以555构成震荡电路，由74LS192来充当计数器设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有单节12分钟倒计时、节数记次和进攻方24秒倒计时设计功能完善，能实现直接清零、启动和暂停/连续计时功能，

2.设计要求

（1）设计思路清晰，给出整体设计框图； 

（2）设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件； 

（3）总电路设计；

（4） 安装调试电路； 

（5） 写出设计报告；

一、总体构图

主电路用6块74LS192同步减计数器来完成24秒倒计时及12分钟60 秒倒计时功能，时钟脉冲用555定时电路产生秒脉冲，控制24秒倒计时及60秒倒计时的脉冲输入。

再用一块74LS192减法计数器用来自动显示比赛节数。

总体构图如下图1。

图1

二、电路设计

（一）总电路图设计

电路图如图1.1

图1.1

本电路主要有四个模块构成：

脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路

（二）分电路设计

1.脉冲发生器

根据设计要求，本电路需要产生间隔为一秒的时间脉冲，完成正确的计数功能。

所以选择555定时器来设计此模块。

从而产生标准的秒脉冲。

555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。

只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成多谐振荡器。

脉冲宽度计算公式：

Tw1=0.7（R1+R2）CTw2=0.7R2C振荡周期计算公式：

T=0.7（R1+2R2）C≈1s

555在本电路中连接如图2.1

图2.1

2.计数器

本部分完成12分钟递减，24秒递减和四节次递加功能。

主要由74ls192来完成。

其引脚图及逻辑符号如图2.2

图2.2

3.60秒倒计时秒部分

运用两片可逆计数器74LS192来构成60进制的减法器。

这个计数器的低位就是用芯片原本的的十进制，时钟脉冲接到DOWN端，置数、清零端无效，即可以实现十进制的倒计数功能。

而最低位的计数变化应当与时钟脉冲的变法同步。

要将两芯片组成一个60进制的减法计数器就要将12分钟的秒十位的DOWN端连接到秒个位的借位输出端BO，，其功能是当秒个位减到0时，借位输出端输出一个低电平，秒十位的DOWN端就来了一个低电平，这样等到下次高电平来的时候，十位就计数一次，这样就连成了一个60进制计数器。

具体电路图如图2.3

图2.3

4.12分钟倒计时分部分

运用两片可逆计数器74LS192来构成分别构成一个二进制和一个十进制的减法器。

这个计数器的低位就是用芯片原本的的十进制，时钟脉冲接到DOWN端，不同于12分钟秒个位，其置数端要置为2使计数从2开始减法计数，所以将芯片的B接高电平，A，C，D端接低电平这样就完成了置数功能。

清零端无效，即可以实现十进制的倒计数功能。

而最低位的计数变化应当与时钟脉冲的变法同步。

要将12分钟的分十位的DOWN端连接到分个位的借位输出端BO，，其功能是当分个位减到0时，借位输出端输出一个低电平，分十位的DOWN端就来了一个低电平，这样等到下次高电平来的时候，十位就计数一次。

其电路图如图2.4

图2.4

5.24秒部分设计

用两片74LS192分别做个位（低位）和十位（高位）的倒计时计数器，由于本系统只需要从开始时的“24”倒计到“00”然后停止，所以这里的高位不需要做成六十进制的计数器。

因为预置数不是“00”所以我选用了置数端LOAD来进行预置数。

又由于整个系统的置数和置数向计数转换应当同时进行，而且12分钟倒计时分部分预置数也是用置数端LOAD来置数。

两片计数器具体接法。

VCC、UP接+5V电源，GND接地：

时钟脉冲从与门接到低位dowm，然后从低位BO*接到高位dowm；输入端低位C，高位B接电源，其他引脚和CLR都接地。

LOAD的接法后面的复位功能会提到。

24秒倒计时电路如图2.5

图2.5

6.节次的加法电路

节次的控制电路我也运用了一个74LS192这样减少了设计时元件种类过多的问题。

当总开关打开时（比赛开始时），电路自动置数为1，表示第一节，当12分钟计时到零时，一节结束，再次开始计时时就应该是下一节。

这里是运用了192的加法计数特点，所以DOWN端接高电平，UP端接到12分钟计时器的分十位192的BO*端，这样当12分钟计时器计到“00:

00”时，这个端口就会输出一个低电平，当下一节开始时12分钟重新计时，这个端口就会输出高电平，这样就给UP端形成一个上升沿，这样就加法计数一次，节次自增1.

电路图如图2.6

图2.6

7.译码显示器

在本设计中，根据设计的要求，我使用74LS48译码器来驱动共阴极数码显示管，74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和系统的显示系统中，下面是74LS48芯片的一些参数与应用技术等资料。

74LS48的引脚图和功能表如图2.7

图2.7

8.控制电路

停止控制电路

当各倒计时器到零时，需要将电路停住。

现在选取各计数器到零状态即12分到“00:

00”，24秒计到“00”，各电路的高位74LS192芯片的借位输出端BO*将出现一个低电平，将两点路的的这个端子分别接到一个二输入与门的两端再将与得的结果与时钟信号与。

第二个与门的输出端就接同时分别接到12分和24秒倒计时的低位74LS192芯片的DOWN端，这样就发挥了停止控制功能，无论哪个计时器计数到零，都将在高位74LS192借位输出端输出一个低电平，这样就封锁了时钟信号的输入，实现停住。

9.复位功能

复位功能的实现这里运用了74LS192的置数功能，所谓复位就是将重新计时，这里我运用了几个单刀双掷开关，其定点端接到要各74LS192的LOAD端，活动端分别接高低电平，当开关打到低电平时，LOAD置数端低电平有效，实现置数（复位），当开关打到高电平时，电路计数。

其接法如图2.9

图2.9

四、样机的制作与调试

1.时钟脉冲电路的安装和调试振荡电路输出接发光二极管，观察发光二极管的显示情况。

2.计数器的安装和调试。

按电路连线，输出可接发光二极管。

观察在CP作用下（CP为1HZ，可由555振荡电路提供）输出端发光二极管的状态变化情况，验证是否为十进制计数器。

3.译码显示电路的安装和调试按电路在实验板上连线。

观察在CP作用下数码管的显示情况

4.整体综合连接，测试整体功能。

结论

在这个设计中，我学到了学习理论时学不到的东西，不但锻炼我的动手能力而且巩固我们所学的理论知识，这样实践与理论相结合就可以更快而有效地掌握知识。

本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。

在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，

同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。

致谢

感谢老师和组长对我们的细心的指导，正是由于老师的细心的辅导们使得我的课程设计能够顺利的完成，同时在课程设计过程中，我们巩固和学习了我们的电子技术知识。

相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助。