可控二十四秒倒計時報警及其顯示電路設(shè)計

1、設(shè)計課題：籃球比賽二十四秒倒計時及其報警籃球比賽二十四秒倒計時及其報警一、 設(shè)計任務(wù)與要求1. 本設(shè)計只要用于籃球比賽中的24秒倒計時及其報警。2. 在設(shè)計完成后應(yīng)該實現(xiàn)這樣的功能：首先，按下“手動復(fù)位”彈鍵，使計數(shù)器回歸24，當(dāng)按下“手動開始”彈鍵時，計數(shù)器開始從24秒倒計時，直到計數(shù)為0時，報警器開始工作，此時若按下“手動復(fù)位”彈鍵，則報警器停止工作，計數(shù)器回歸24秒。若在計數(shù)中按下“手動復(fù)位”彈鍵，則計數(shù)器回歸24秒，當(dāng)再次按下“手動開始”彈鍵時，計數(shù)器再次工作。3. 總的來說，計時器的功能包括：計數(shù)、復(fù)位、暫停、報警。二、 方案設(shè)計與論證計時器主要分為四個模塊：計數(shù)模塊、顯示模塊、報警

2、模塊以及1Hz脈沖輸出模塊。設(shè)計思路：采用74LS192芯片的倒計數(shù)端實現(xiàn)二十四數(shù)制的倒計。先利用一塊NE555芯片搭建多諧振蕩器，使其輸出信號的頻率為1Hz，這正好可以作為74LS192的輸入時鐘信號，則此時的二十四數(shù)制的計數(shù)器就變成了二十四秒計時器了。顯示模塊采用74LS48芯片，其主要功能為將二進(jìn)制編碼編譯為可以在7段數(shù)碼管上顯示數(shù)字的編碼。報警模塊是由一個蜂鳴器和控制端組成。蜂鳴器計數(shù)器計數(shù)脈沖顯示器基本構(gòu)想框圖三、 單元電路設(shè)計、參數(shù)計算、元器件的選擇1. 總體框圖及其思路根據(jù)前面提到的設(shè)計思路可先畫出總設(shè)計的基本構(gòu)想框圖，如上所示。由總體框圖可以清楚的看到本設(shè)計由四個最基本的模塊組

3、成，分別為：計數(shù)模塊、顯示模塊、報警模塊以及1Hz脈沖輸出模塊?；驹恚河嫈?shù)脈沖負(fù)責(zé)產(chǎn)生一個頻率為1Hz的脈沖信號，此信號作為計數(shù)器計數(shù)脈沖，因此，計數(shù)器就成為了最小單位為1秒的計時器了；計數(shù)器采用置數(shù)法連接，每當(dāng)循環(huán)一周即24秒之后置數(shù)端有效，從而實現(xiàn)24秒的計時；當(dāng)計時器從24倒計到0時，利用此時的輸出信號特點可以控制蜂鳴器工作，從而實現(xiàn)報警；顯示部分包括對二進(jìn)制數(shù)的重新編碼和顯示，74LS48用來對二進(jìn)制數(shù)重新編碼，而此時可以用七段數(shù)碼管作為顯示。綜合起來就可以完成計時和報警等功能。2. 各個模塊設(shè)計計數(shù)模塊的設(shè)計計數(shù)模塊設(shè)計原理圖基本原理：首先預(yù)置數(shù)，令置數(shù)狀態(tài)時輸出為24。PL端為

4、置數(shù)端，當(dāng)PL為0時，計數(shù)器輸出為24。將U1的DN端（計數(shù)脈沖輸入端）與U2 的TCD端（借位輸出端）相連，此時U1輸出為十位，U2輸出為個位。MR為清零端，計數(shù)時應(yīng)保持為0狀態(tài)。計數(shù)脈沖由U2的DN端輸入。1Hz脈沖輸出模塊的設(shè)計1Hz脈沖輸出電路基本原理：輸出脈沖由NE555芯片對外部電容C2的充放電產(chǎn)生，C1為耦合電容，作為濾波之用，輸出脈沖的頻率由R1和R2以及C2控制，其周期為T=0.7(R1+R2)C2+0.7R2C2。輸出脈沖由管腳3輸出。顯示模塊的設(shè)計顯示模塊設(shè)計原理圖基本原理：此模塊主要利用了74LS48對二進(jìn)制數(shù)的重新編碼的功能，例如，當(dāng)輸入端DBCA分別為0101時，輸

5、出端QAQG分別為1011011，此時在七段數(shù)碼管上顯示為“5”。35管腳為控制端，實驗中接高電平即可。報警模塊蜂鳴器由與非門控制，2管腳接高電平，則1管腳為控制端，當(dāng)1管腳輸入高電平時，蜂鳴器開始工作；當(dāng)1管腳輸入低電平時，蜂鳴器停止工作。報警模塊示意圖四、總原理圖及元器件清單1.總原理圖總原理圖基本原理：，電路運行時，若按下“手動復(fù)位”鍵，則JK觸發(fā)器的Q端翻轉(zhuǎn)為0，此時計數(shù)器的PL端（置數(shù)端為低電平有效）即為0狀態(tài)，計數(shù)器處于置數(shù)狀態(tài)；，當(dāng)電路處于復(fù)位狀態(tài)時，按下“手動開始”鍵，則JK觸發(fā)器A的Q端翻轉(zhuǎn)為1，則計數(shù)器的PL端為1，此時計數(shù)器在計數(shù)脈沖的作用下開始工作；，從555芯片的3管輸出的計數(shù)脈沖，在這根線上接入一個開關(guān)，就可以作為暫停開關(guān)，斷開開關(guān)，計數(shù)器就會暫停工作；，當(dāng)計數(shù)器輸出從0躍變到99時，JK觸發(fā)器B的CLK端，會產(chǎn)生一個從1到0的下降沿，則其Q端翻轉(zhuǎn)為1，此時的計數(shù)器MR端（清零端，高電平有效）保持1狀態(tài)，計數(shù)器保持清零狀態(tài)，直到按下“手動復(fù)位”鍵，計數(shù)器重新回歸24；，同一樣，當(dāng)計數(shù)器輸出從0躍變到99時，JK觸發(fā)器B的CLK端，會產(chǎn)生一個從1到0的下降沿，則其Q端翻轉(zhuǎn)為1，這個高電平傳遞到報警模塊的控制端，蜂鳴器便開始工作，直到控制端的高電平消失。2. 原件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注C10.0.1uF1C210uF1R162k1R220k174