籃球30秒倒計時器

1、前言.1一 論證.21.1 設計原理1.2 設計方案 1.3.1 計數(shù)器電路1.3.2 脈沖發(fā)生電路1.3.3 譯碼顯示電路1.3.4 控制電路1.4 仿真原理圖二 課程設計總結.三 參考文獻.附錄電子技術課程設計任務書題目：具有數(shù)字顯示的籃球競賽 30S 計時器1任務要求設計一個籃球競賽 30S 進攻時間限制計時器。2性能指標要求：（1）工作時間可在 130S 內任意設定。（230S 1S LED數(shù)碼管顯示剩余工作時間，還能顯示到 1/10 秒。即當計時開始時顯示出所設定的總時間，每當計時 10個 1/10S，顯示器的數(shù)字立即減1。）減 1 計時到 7S 時，發(fā)出三聲低音預告信號。(4) 減

2、 1 計時到零時工作時間到，發(fā)出三聲高聲，并自動停止計時。(5) 具有暫停/繼續(xù)工作、清零復位和啟動計時功能。3設計與測試按任務要求，設計電路，計算參數(shù)，選擇元器件。根據(jù)所設計電路原理圖，選擇所需元器件連接電路，并按照調試步驟進行調試。4. 成果要求課程設計說明書一本。要求：內容完整，圖表完備，字跡工整，條理清晰，分析有據(jù)。所用元器件清單電路實體和仿真。要求：電路必須有仿真結果（可利用Multisim 實體必須是自己安裝調試通過并達到性能指標要求的電路實體。參考器件：兩片 74LS192、74LS00，叁片 74LS48，一片 555、74LS04、CC40161，共陰 LED顯示器 3 塊，

3、電阻、蜂鳴器、發(fā)光二極管等5答辯在規(guī)定時間內，完成敘述并回答問題。前言能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學生能力的一個環(huán)節(jié)。中的倒時器，交通信號燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機、還可以用來做時間提醒設備等等，由此可見計時器在現(xiàn)代社會是何其重要的?；@球作為一項全民健身項目，已有一定的歷史。在中國，籃球很盛行，籃球是2430設計一款30秒計時器是非常有必要也非常有前景的。該款計時器是在原來的基礎上把24秒制改為30時及報警功能。因此符合比賽中違例判罰的需要。在籃球比賽中，規(guī)定了球員的持球時間不能超過30秒，否則就犯規(guī)了。本3030秒限制。一旦球員的持球時間超過了30秒，它自動的報警從而判定此球員的

4、犯規(guī)。本設計主要能完成：顯示30秒倒計時功能；系統(tǒng)設置外部操作開關，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能；在直接清零時，數(shù)碼管顯示器全部30秒遞減計時其計時間隔為0.1秒；計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時發(fā)出光電報警信號等。整個電路的設計借助于Multisim 10.0.1仿真軟件和數(shù)字邏輯電路相關理論知識，并在Multisim 10.0.1下設計和進行仿真，得到了預期的結果。一 電路設計原理與設計電路1.1 設計原理我們可以用 555 時基電路構成的多諧振蕩器來產生頻率為 10Hz 輸出周期為 0.1 秒的方波脈沖，將該方波脈沖信號送到計數(shù)器 74LS192 的 CP 減計

5、數(shù)脈沖端,再通過譯碼器74LS48把輸入的8421BCD成七段（a，b，c，d，e，f，g）輸出，顯示十進制數(shù)，然后在適當?shù)奈恢迷O置開關或控制電路即可實現(xiàn)計數(shù)器的直接清零，啟動和暫停/連續(xù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈及光電報警等功能。1.2 設計方案簡稱控制電路和報警電路等 5 個部分構成。其中，計 30s 示器顯示零。當啟動開關閉合時，控制電路應封鎖時鐘信號 CP，同時計數(shù)器完 30s 1 1；連續(xù)開關撥在連續(xù)時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計數(shù)。系統(tǒng)設計框圖如圖 1.1 所示。十位顯示譯碼器個位顯示譯碼器譯碼器報警電路計數(shù)器計數(shù)器計數(shù)器脈沖發(fā)生器控制電路圖 1.1 系統(tǒng)設計框圖在此，提出兩種方案，主要是針

6、對脈沖發(fā)生電路。方案一是采用 555 構成.。另一種方案是用555 構成的多諧振蕩器直接產生頻率為 10Hz 的秒脈沖，原理圖如圖.5。相比 74LS161 用于異步清零法分方案來產生 10Hz 的秒脈沖。圖 1.3 555 管腳圖用 555 定時器構成多諧振蕩器用 555 定時器構成多諧振蕩器電路如圖 2.3(a)所示。電路沒有穩(wěn)態(tài),只有兩個暫穩(wěn)態(tài),也不需要外加觸發(fā)信號,利用電源V 通過R 和R 向電容器C充電,使uCC12C逐漸升高,升到 2V /3時,u 跳變到低電平,放電端 D導通,這時,電容器 C 通過電CCO阻 R 和 D端放電,使 u 下降,降到 V /3 時,u 跳變到高電平,

7、D端截止,電源 V2CCCOCC又通過R 和R 向電容器C,振蕩不停, 電容器C在V /3和2V /312CCCC之間充電和放電,輸出連續(xù)的矩形脈沖,其波形如圖 2.3(b)所示。+VCCcR18 4V237V13R25550tt3ouoc1 5C00.01FT（b）圖 1.4 555 構成的振蕩電路及即波形輸出信號 u 的脈寬 t 、t 、周期 T 的計算公式如下:（）OW1W2t 0.7(R R )CW112t 0.7R CW22Tt t 0.7(R 2R )CW1W212根據(jù)要求，該系統(tǒng)中要使 555 構成的多諧振蕩電路產生 10Hz 的脈沖，因此 我 們 可 以 令 R = 51k ，

8、 R = 49k ， C= 970nF ， 得 到 周 期12T=0.7k 249k)0.9710 0.101s，即按照圖 2.4 連接的電路就可以產生610Hz 的方波脈沖。圖 1.5 555 定時器構成的多系振蕩電路圖 1.6 74LS192管腳圖74LS192具有下述功能：3210異步置數(shù)：MR=0， ，Q Q Q Q D D D D 。32103210UD3210UD3210UD3210試燈輸入LT動態(tài)滅零輸出 RBOBI/RBO 作為輸出使用時，受控于LT 和 RBI。當LT1 且 RBI0，輸入代碼DCBA=0000 LT=0 或者 LT1 且 RBI1，則RBO=1。該端主要用于

9、顯示多位數(shù)字時，多個譯碼器之間的連接。對輸入代碼 0000，譯碼條件是：LT和 RBI 同時等于 1，而對其它輸入代碼則僅要求 LT1 g輸出的電平是由輸入 BCD碼決定的，并且滿足顯示字形的要求。74LS48的功能表如下：74LS48功能表DCBA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111xxxx0000 xxxxa1011010111000100001b1111100111001000001c1101111111010000001e1010001010100010001fg0011111011111110

10、001HxxxxxxxxxxxxxxxxLx11000111011001110001021314051617081901101100HLL0H1表 1.1 74LS48的功能表321032103210圖1.12 脈沖發(fā)生電路圖2.12 30秒倒計時器整體電路圖這是該計時器的一個簡單的工作流程。二 課程設計總結課程設計需要的是活學活用所涉及的知識。在兩周與小組同學的交流中，我認識到合作的重要性。在本次的課程設計中通過自己選題，找材料，分析、設我其它方面的能力。在設計中，我充分應用我們所學的知識，例如：集成電路74LS系列、三極管、二極管、整定時器555等元件的應用。這次實踐使我受益Multisim 10.0.1,由證。力。的知識，并利用計算機來輔助分析和設計，這對我們是有益的。實的作風。三 參考文獻1孫人杰，電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路電子工業(yè)出版社2唐穎，數(shù)字電路重慶大學出版社4楊志忠.數(shù)字電子技術（第二版）.北京：高等教育出版社5胡宴如.