课程设计简易篮球比赛计时器Word下载.docx
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（三）、译码和显示器的设计……………………………………………………4
第三章、总设计……………………………………………………………………5
第四章、总结………………………………………………………………………5
第五章、参考文献…………………………………………………………………6
附录一、元件清单…………………………………………………………………7
附录二、各集成电路管脚图和功能表……………………………………………8
第一章、总体设计思路、基本原理
一、设计思路
篮球比赛计时器的主要功能包括：
12分钟倒计时、进攻方24秒倒计时计时暂停，重新开启和结束警报提示。
该计时系统由以下四个电路模块组成：
1秒时基产生器：
由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
12分钟倒计时：
这部分电路完成12分钟倒计时的功能，比赛准备开始时，屏幕上显示12：
00字样。
当比赛开始时，倒计时从12：
00开始逐秒递减到00：
00。
这一模块主要利用双向计数器54LS192的减计数功能来实现。
攻方24秒倒计时：
这部分电路与12分钟倒计时功能类似，当比赛准备开始时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开始后，倒计时从24逐秒倒数到00。
这一模块主要也是利用双向计数器54LS192来实现。
警报提示：
当两个计数器中任一个计时到零时，TCD端出现低电平。
通过和蜂鸣器作用，蜂鸣器鸣响，起到报警作用。
二、基本原理
主体电路：
即倒计时部分。
包括12分钟和24秒倒计时。
12分钟倒计时的基本原理：
比赛处于准备开始阶段，闭合开关S1使倒计时计数器相应的置数或清零端有效，显示设定的时间12：
00，当主裁判抛起球，比赛开始，断开S1，倒数计时器开始工作（相应的置数、清零端无效），计时器逐秒进行倒计显示。
当有球员犯规，裁判吹哨，整个计时系统的倒计时暂停，这个功能通过闭合暂停开关S4截断时钟脉冲的传输来实现。
当倒数计时器计数到零时，选取“00：
00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号,让其与时钟脉冲在与非门中将时钟脉冲截断，从而计时器在计数到零时停住。
24秒计数芯片的置数端由开关S3控制，闭合S3置数，断开S3启动。
当12分倒计时和24秒倒计时任意一个到零时，蜂鸣器鸣响报警。
第二章、单元电路设计
一、秒脉冲发生器的设计
由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号。
参数计算：
R5=1.5KΩR6=6.3KΩC2=10μF
则555所产生的脉冲的为:
f=1.43/[（R1+2*R2）C2]=1.014Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差较小,在精度要求不是很高的时候可以使用。
二、秒、分倒计时计数器的设计
（一）、24秒倒计时电路
计数器的倒计时功能。
用两片54LS192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，所以可以直接运用十进制的54LS192进行减计数。
因为预置的数不是“00”，所以我选用置数端LD来进行预置数。
低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
24秒倒计时电路如图：
（二）、12分钟倒计时电路设计
①12分钟倒计时秒部分。
运用两片可逆计数器54LS192来构成60进制的减计数器。
这个计数器的低位即个位，不需要搭接任何反馈电路而直接运用54LS192芯片的减计数功能：
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时计数功能。
该计数器的高位即十位，与低位的计数进制不相同。
由于时间的分和秒都是60进制，所以这里的计数芯片54LS192必须要接成六进制的计数器。
这里，我选用反馈置数的方法来实现这个功能。
考虑到54LS192芯片的置数端LD是异步置数，并且是低电平有效的，所以我根据54LS192芯片减计数的特点并综合以上两点特性，就将54LS192芯片的输出端输出9时，即仅Q3和Q0输出为高电平（二进制数1001）。
从Q3引脚引出高电平信号，并通过非门作用后形成低电平反馈信号，送入54LS192芯片的置数端LD使之实现置数动作。
置数时，输出的数是与输入的数是一样的，所以我设置的数是5（二进制0101），这样，当计数器从0变到9时，由于进行了异步置数，9就在瞬间变成了5，计数输出的结果就变为0→5→4→3→2→1→0，实现了六进制的功能。
②12分钟倒计时分部分。
也是运用两片可逆计数器54LS192来构成减计数器。
在两片计数器的连接上，与秒部分一样。
也是把低位的借位信号作为高位的时钟脉冲进行连接。
而低位计数器的时钟脉冲则是用秒部分高位计数器的借位输出信号来充当的。
运用以上两个计数器组合，就在低位计数器从0变到9或从0变到5的瞬间，在它的借位输出端出现一个借位信号，从而使高位的计数器倒倒计一个数。
实现倒计时功能。
12分钟倒计时电路如下：
三、译码器和显示器的设计
译码电路的功能是将“秒”、“分”计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。
本次驱动LED七段数码管的译码器，我选用了MC14558，与LED七段共阴极显示数码管相互连接。
第三章、总设计
整体电路图：
开关S1为12分倒计时的置数，启动开关。
开关S2为24秒倒计时的清零开关。
开关S3为24秒倒计时的置数启动开关。
开关S4为系统的暂停启动开关。
第四章、总结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
回顾起此次课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对基本理论知识掌握的不好……
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在老师和同学的指导和帮助下，终于游逆而解。
同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
第五章、参考文献
【1】康华光、邹寿彬，电子技术基础数字部分（第四版），高等教育出版社，2000年6月
【2】徐国华，模拟及数字电子技术实验教程，北京航空航天大学出版社，2004年8月
【3】王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月
【4】姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月
【5】徐国华、孙东、王新金，电子综合技能实训教程，北京航空航天大学出版社，2010年6月
附录一：
元件清单
元件名
原理图中编号
数量
备注
54LS192
U1——U6
6
十进制计数器
MC14588
U7——U12
译码器
74HC04
U14B——U16B
1
六反相器
CC4023
U17B
三输入与非门
数码管显示器
DS1——DS6
共阴极
开关
S1——S4
4
普通
电容
C1
0.01uF
C2
10
电阻
R1——R4
1K
R5
1.5K
R6
6.3K
蜂鸣器
LS1
附录二：
各集成电路管脚图和功能表
54LS192管脚图：
54LS192功能表：
清零
预置
时钟
预置数据输入
输出
RST
LD
UP
DWN
P0
P1
P2
P3
D0
D1
D2
D3
H
×
L
A
B
C
D
↑
加计数
减计数
MC14588管脚图：
MC14588功能表：
输入
EN
RBI
a
b
c
d
e
f
g
RBO
显示
/
2
3
5
7
8
9
灭
//
74HC04管脚图：
74HC04逻辑图：
CC4023管脚图：
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