篮球比赛计时器docWord文档格式.docx
《篮球比赛计时器docWord文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《篮球比赛计时器docWord文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
四、功能模块--------------------------------------------------------8
1、闪灯报警电路-------------------------------------------------8
2、暂停/持续电路------------------------------------------------9
五、整体设计电路图-------------------------------------------------11
一、电路说明----------------------------------------------------11
二、电路仿真----------------------------------------------------11
3、实验整体电路------------------------------------------------12
六、硬件验证-------------------------------------------------------13
一、硬件连接及实验进程------------------------------------------13
二、硬件连接问题及相应处置--------------------------------------13
3、实验结果----------------------------------------------------13
篮球比赛计时器
一、设计任务与要求
1.篮球比赛全场为48分，其分为4节，每节12分钟，要求开机自动置节计数器为第“1”节，节计时器为“12分00秒”。
2.用数字显示篮球比赛那时节数及每节时刻的倒计时，计时器由分、秒计时器完成，秒计时器为模60，分计时器应能记满12分。
3.能随时刻按钮开关控制比赛的启动/停止，启动后开始比赛，停止期间不计时，从头启动后继续计时。
4.每节比赛时刻结束时，能以闪灯自动提示并暂停计时，同时节数自加1。
5.秒信号没必要考虑时刻精度，可利用实验仪上所提供的持续脉冲（方波）。
6.本计数器由崔俊杰、邓宏飞合作设计。
崔俊杰负责设计计数器模块、译码和显示电路模块、置数\停止功能模块。
邓宏飞负责设计闪灯报警电路模块、暂停\持续功能模块。
二、整体框图
设计的核心部份是要设计一个十二进制的分倒计时、一个六十进制的秒倒计时及一个四进制的节计数器，而且对计数结果进行实时的显示，同时要实现设计任务中提到的各类控制要求。
设计方案如下框图所示，系统别离实现12进制、60进制递减计数器，4进制加法计数器，同时实现了置数、启动计数、清零、暂停/持续、显示、闪灯报警等控制。
图一：
设计电路整体框图
三、器件选择
（1）74LS00二输入四与非门
（2）74LS192同步十进制可逆计数器
（3）74LS04六反相器
（4）RS触发器
（5）发光二极管
（6）单刀双掷开关
（7）七段数码显示器
（8）电阻
（9）电容
二、器件介绍
（1）十进制可逆计数器74LS192
74LS192是同步十进制可逆计数器，其引脚排列及逻辑符号如下所示：
（a）引脚排列
（b）逻辑符号
图174LS192的引脚排列及逻辑符号
图中：
为置数端，
为加计数端，
为减计数端，
为非同步进位输出端，
为非同步借位输出端，P0、P一、P二、P3为计数器输入端，
为清除端，Q0、Q一、Q二、Q3为数据输出端。
其功能表如下：
输入
输出
MR
P3
P2
P1
P0
Q3
Q2
Q1
Q0
1
×
d
c
b
a
加发计数
减发计数
表174LS192的功能表
利用方式为：
当清零端接高电平时，无论其他端口如何，输出端都显示为0.清零端低电平失效后，置数端接低电平时，输入与输出端维持一致，置数端节高电平时，若是接加法计数端则进行加法计数，反之为减法计数。
（2）二输入四与非门74LS00
74LS00是四2输入与非门，其逻辑符号，逻辑功能表，内部原理图别离如下：
表274LS00的逻辑功能表图274LS00的内部结构
图3与非门逻辑符号图474L00管脚图
（3）六反相器74LS04
74LS04为六反相器，他的输入是、为A，输出为Y，6个彼此独立反相。
电压5V，电压范围在~内能够正常工作。
门数6，每门输入输出均为TTL电平（<
低电平
>
2v高电平）,低电平输出电流,高电平输出电流8mA。
其逻辑符号、逻辑功能表、内部结构、管脚图别离如下：
图574LS04的内部结构表374LS04功能表
图674LS04的逻辑符号图774LS04的管脚图
（4）RS触发器
以下别离为RS触发器的电路结构、逻辑符号和真值表。
图8RS触发器的电路结构图9RS触发器的逻辑符号
表4RS触发器的真值表
（5）发光二极管
中空LED发光二极管，属于电子发光元件，由LED发光芯片、内透明罩、外透明罩、透明树脂、LED发光芯片引脚组成。
本发明在原有的LED发光二极管透明罩的外面再加上一层透明罩，使LED发光芯片发出的光波在两层透明罩之间通过反复折射后再对外散射，增大了发光二极管的发光角度，为原先发光角度的2-4倍。
内、外透明罩之间可为真空或充填任何气体，并可通过改变充填的气体介质成份来改变发光颜色。
实验顶用的是绿色的发光二极管。
（6）七段数码显示器
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动，具有：
耗电少、利用寿命长、本钱低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点。
目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已成为城市信息现代化建设的标志。
其真值表如下表所示：
表5七段数码显示器真值表
四、功能模块
1、闪灯报警电路
此电路由发光二极管作为核心，当电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”时，系统的输出信号使闪灯报警电路处于持续的报警状态，报警表示一节比赛结束。
下图所示为闪灯报警电路的验证电路，当电路的左部份输出为0时，闪灯电路将处于持续的报警状态，设计电路如下图七所示。
电路工作原理为：
74LS192计数器输入端默许置数为1001（9），加法计数端、置数端接高电平失效，清零端接低电平失效，输出端QA、QB、QC、QD与数码管1、2、3、4端相接，减法计数端接入脉冲信号，接位输出端与反相器连接，以后与三极管P端相连，脉冲信号输入减法计数端，74LS192开始由9向0减法计数，当输出为0时，计数器接位输出，于是接位输出端输出低电平信号，通过反相器变成高电平信号，输入三极管，使三极管正向导通，发光二极管开始发光。
图10闪灯报警电路
2、暂停/持续电路
这部份电路主要由RS触发器组成，当分计时器的十位产生进位脉冲，同时单刀双掷开关置于暂停端时，系统暂停脉冲的输入；
单刀双掷开关置于持续端时，系统脉冲持续输入。
设计电路对系统电路进行验证如下图八所示。
单刀双制开关，单刀端接地，双制开关一端RS触发器R端，一端接S端，74LS192计数器A、B、C、D输入端置数1001（9），输出端
QA、QB、QC、QD别离与数码管一、二、3、4端相连，显示输出。
将置数端与接位输出端相连，加法计数端接高电平，令其失效，清零端接地，低电平失效。
脉冲信号输入到三输入一输出与非门的一输入端。
RS触发器Q端接入三输入一输出与非门的另一输入端，最后将剩下的一个输入端接入高电平，并在之间接入一个发光二极管和一个保护电阻，用于指示和保护电路。
当开关接R端时，S端为高电平1，R端为低电平0，Q端输出为高电平1，现在三输入一输出与非门除脉冲信号外2输入均为高电平1，所以与非门输出由脉冲信号肯定，所以现在计数器正常计数，当开关指向R端时，R端为低电平0，S端为高电平1，现在Q端输出为低电平1，所以三输入一输出与非门输出强制为低电平0，通过反相器反相后为高电平1，接入74LS192减法计数端，减法计数端失效，计数器暂停。
图11暂停/持续电路
五、整体设计电路图
1、电路说明
设计的整体电路由计数电路、译码显示电路、置数/停止电路、闪灯报警电路和暂停/停止功能电路五部份组成。
电路的脉冲由Multisim大体的脉冲元件经暂停/停止电路模块输出，其模值在电脑仿真进程中按如实际的需要能够规定仿真速度。
计数电路部份60进制秒计数器的个位BO端输出的借位脉冲反馈于自身的置数端，并作为十位部份的脉冲信号，即当个位为0时，十位自减1，个位进入下一轮计数循环。
当秒计数部份个位和十位同时为0时，12进制分计数器进入减法状态。
分计数器的个位初值为2，当个位为0时，个位BO端输出借位脉冲作为分计数器十位上的脉冲。
当分计数部份和秒计数部份同时为0时，节数计数部份进入计数。
节计数部份的处置为1，为4进制循环。
当分计数部份和秒计数部份同时为0，节计数部份产生进位时，显示部份的分计数与秒计数各个输出别离通过或非后，输出部份再通过相与后，经D触发器停止工作，电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”。
当电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”时，系统的输出信号使闪灯报警电路处于持续的报警状态，报警表示一节比赛结束。
当电路处于持续的工作状态时，系统能够由暂停/持续电路进行控制它的状态。
下图所示为第一节比赛结束时的整体电路及电路的整体输出状态。
在整体电路中，开关Space控制电路的暂停/持续状态，当开关打在左侧时，电
升级会员 