篮球倒计时牌Word格式.docx
《篮球倒计时牌Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《篮球倒计时牌Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
当比赛开始时，倒计时从12：
00开始逐秒递减到00：
00。
并可切换到10分钟倒计时，切换后原理同12分钟倒计时。
这一模块主要利用双向计数器74LS192的减计数功能来实现。
暂停一分钟倒计时：
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60秒字样，当比赛暂停时，倒计时从60逐秒倒数到00。
这一模块主要也是利用双向计数器74LS192来实现。
节数记次：
四个LED分别表示四场节次，根据比赛场次的转换，用单节12分钟倒计时
开始时的开关触发脉冲使这四个LED依次自动指示四场节次。
警报提示：
当12分钟倒计时器暂停或计时到零时，给出2-3秒的提示音。
这部分电路主要通过移位寄存器74LS194和一些门电路来实现。
2.2总体设计框图
总体设计框图如图1所示
图1总体设计框图
3设计组成及原理分析
电路包括倒计时电路，停止控制电路，节次显示电路，声音提示电路。
主体倒计时及停止控制：
包括12分钟，10分钟和1分钟倒计时以及停止控制。
12分钟倒计时的基本原理：
比赛处于准备开始阶段，扳动启动开关G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，扳动G，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需要暂停，这个功能通过暂停开关S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门中将时钟脉冲截断，从而计时器在计数到零时停住。
当要进行下一节比赛时，可以扳动开关G使置数、清零端重新有效，准备进行下一节比赛。
10分钟倒计时：
只需将开关A切换到空脚位置，即实现从12分钟到10分钟的转换。
1分钟计数芯片的置数、清零端用开关C控制，原理同12分倒计时，当扳动开关space使进入暂停倒计时状态时，倒计时从60到00停止。
节次电路：
用四个D触发器和适当的组合逻辑电路搭成四位的移位寄存器，四个LED分别接在这四个D触发器的输出Q上，当一天和尚撞一天钟12分钟重置时，电路自动移位指示节次。
声音提示：
为了给出一小段时间（2-3秒）的提示音，可以用移位寄存器74LS194先预置2-3个连续的高电平，然后通过停止电路给出的停止信号使移位寄存器进行移位，将高电平逐位送到警报提示蜂鸣器中使其发出相应时间的提示音。
3.1倒计时电路工作原理与分析
3.1.1倒计时电路所用元器件
双向计数器74192六片,译码器7448六片,七段共阴数码管BS201六片。
74192管脚排列如图2所示,功能表如表1所示。
图274192管脚排列
表174192功能表
输入
输出
CLR
LOAD
UP
DOWN
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3
H
X
L
加计数
减计数
保持
3.1.2倒计时电路工作原理
（1）12分钟倒计时秒部分
用两片可逆计数器74LS192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74LS192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。
而最低位的计数变化应当与时钟脉冲的变化同步。
所以，原则上应当将时钟脉冲直接引到这片192计数器的减计数时钟脉冲输入端down，但是由于本系统的特定要求，计时电路需要在任何必要的情况下能完成暂停和继续的功能，例如，在比赛中有球员犯规了，计时需要暂停，而当对方球员发球并接到手后，比赛时间需要继续进行倒计时。
所以我在时钟脉冲的引入端
接进了暂停/继续开关S，用它来控制时钟脉冲的中断与继续从而实现计时器的的暂停/继续功能。
开关S断开，倒计时暂停，开关S闭合，倒计时继续。
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74LS192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74LS192芯片的置数端LOAD是异步置数，并且是低电平有效的，所以我根据74LS192芯片减计数的特点（0→9→8→7→6→5→4→3→2→1→0）并综合以上两点特性，就将74LS192芯片的输出端输出9时，即仅QD和QA输出为高电平（二进制数1001）时从这两个引脚引出高电平信号，并通过与非门作用后形成低电平反馈信号，送入74LS192芯片的置数端LOAD使之实现置数动作。
而置数时，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，计数输出的结果就为0→5→4→3→2→1→0，实现了六进制的功能。
这两个计数器通过低位的借位脉冲传输给高位充当时钟脉冲来实现六十进制的功能的。
这个借位信号的给出原理是这样的：
在低位计数器进行正常计数而且输出不为零时，借位输出端BO’输出的是高电平，当计数器输出为零时，借位输出端BO’跳变为低电平，当计数器输出从0变到9时，借位输出端BO’又从低电平跳变回高电平。
这样，就在低位计数器从0变到9的瞬间，在它的借位输出端出现一个电平的上升脉冲沿，从而使高位的计数器倒倒计一个数。
这样，低位每计十个数，高位就减一个数。
由此，这一部分电路就实现了低位计数器每计完十个数，就会向高位借一位。
与十进制减法逻辑上的“借一当十”相符合。
高位计数器的借位信号与此类似，每计完六个数，就向更高一位借一，实现“借一当六”的六进制减法逻辑。
这两个计数器组合起来，就能实现六十进制的减计数功能了。
如图3所示。
需要说明，图3中A连到的是12分钟分部分置数端，引过来的信号分别通过两个非门接到本计数器的清零端口CLR上，具体作用将在12分钟分部分综合说明。
B连接的是停止控制电路的输出信号，用来截断时钟脉冲的传输，达到计时器停在“00：
00”状态的目的。
（2）12分钟倒计时分部分
运用两片可逆计数器74LS192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。
在置数上，我选用了一个单刀双掷开关通向置数端LOAD来实现预置和计数的转换功能。
活动端连接这两片计数器的置数端LOAD，另外两个引脚分别连接到电源Vcc和地GND。
但在这里又有一个重要的问题就是怎么样在预置状态下，实现四片计数器同时预置出各自所需要的输出。
因为在比赛还没开始时，各计时器都应当预置在一个稳定的输出状态而不进行计数。
这一点，在分部分是通过置数端接高电平来实现，而在秒部分，则是通过清零端接低电平来实现的。
所以当他们要实现预置状态和计数状态的相互转换时，不能共用一个开关，否则，就只有一个部分在动作：
分部分处于预置状态秒部分计时或分部分计时秒部分处于预置状态（清零状态）。
假如用两个不同的开关分别连接到这两个不同的控制端则可以实
图312分钟倒计时秒部分
现同时预置或同时计数，但是在这种情况下，要进行计数时，就会造成开关不同时动作而造成计数器不同时动作产生计时错误。
为了解决这个问题，可以从分部分的置数端并行引出一个信号通过非门送入秒部分的清零端CLR，这样就可以实现预置状态。
分部分的置数端为低电平时秒部分清零端为高电平，并且在转换时可以实现同时变换，这样就可以用一个开关来实现同时置数或同时计数和同时变换的功能。
如图4所示。
（3）1分钟倒计时电路
这部分电路的主体部分与12分倒计时电路的分部分类似，而在时钟脉冲的输入部分与12分钟倒计时的秒部分的时钟脉冲接入类似。
下面进行具体分析。
计数器的倒计时功能。
用两片74LS192分别做个位和十位的倒计时计数器。
因为预置的数不是“00”，所以我选用置数端LOAD来进行预置数。
并选用一开关C来实现启动/复位功能。
时钟脉冲分别通过两个与门才再输进个位（低位）的down端，这也和12分倒计时
的功能一样，当停止控制电路送来停止信号时，截断时钟脉冲，从而实现电路的停止功能。
低位借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
置数端用开关C来实现60秒的重置计数转换。
两片计数器具体接法。
Vcc、UP接+5V电源，GND接地；
时钟脉冲从与门输出后接到低位
图412分钟倒计时电路
的down，然后从低位BO’接到高位的down；
输入端高位C、B接电源，其他引脚和CLR都接地。
LOAD接到开关C的活动端，C的另外两个引脚分别接电源和地。
如图5所示。
3.2停止控制电路及原理
各倒数计数器到零时，需要将电路停住。
现在选取各计数器到零的状态即12分计到“00：
00”，60秒计到“00”，从各引脚引出线接到二脚或非门，这时各引脚上都是低电平0，经过或非门后变成高电平1，再把或非门的输出输进与非门，在12分倒计时中用四脚与非门，60秒倒计时中用三脚与非门，这时输出都是低电平，然后将这个电平和时钟脉冲在12分时钟脉冲引入端的与非门，60秒时钟脉冲引入端的与门发生作用，与非门输出高电平1，与门输出低电平0，时钟脉冲被截止。
为方便说明，现将各计数器编号如下：
12分钟倒计时部分从低位到高位依次为1、2、3、4，60秒倒计时部分由低到高为5、6。
如图6所示。
3.3节次控制电路及原理
用四个指示灯LED分别指示四场不同的节次。
我选用四个D触发器和两个门构成四位可循环同步移位寄存器。
用它的输出作为指示信号分别接到四个LED指示节次。
如图7所示。
将这四个D触发器依次命名为D1、D2、D3、D4。
四个D触发器级连，前一个输出送入下
图560秒倒计时电路
图6停止控制电路
一个输入，用一个共同的时钟脉冲，形成同步动作。
为了保证每次输出只有一位是高电平，用个或门把Q2、Q3进行或运算后，送入或非门与Q1进行运算后送回D1。
图7节次控制电路
当电源刚接通、开关G没有接地，整个计时系统没有进行工作，Q1-Q4为低电平（0000状态），D=1，四个LED都不亮。
合上G，接高电平，这样，当G接通时就有了一个电平的上升沿跳变，Q1=D1=1；
1000状态，LED1亮，指示第一节比赛。
电路进入循环状态，倒计时电路重置一次，该电路状态转换一次，实现节次自动指示。
3.4声音提示装置。
声音提示就是完成任一计时器计时结束时，系统给出2～3秒的提示音。
这里我选用移位寄存器74LS194作为主体电路。
当计时系统计数时在QD处置进2～3个连续的高电平，并令左移端接地，当系统停止时，即时从停止控制电路取出控制信号通过组合逻辑电路使输出W为高电平，送到发声电路使警报即时发声。
这里的控制信号由停止控制电路的一个输出K1（12分）和一个与暂停继续开关同名的开关切换电平输出端K2送来。
电路计数时K1=K2=1，停止时K1·
K2=0。
如图8所示。
图8声音提示电路
由上图组合逻辑电路可得W的逻辑表达式W=（K1+K2）QD,当K1、K2中任一个为0时，W=QD，而同时由于S1=K1·
K2,所以S1=0，移位寄存器向左移位并在右端补0，故而与QD相邻的那两个高电平被依次送到W,从而实现2～3秒的警报提示。
4总结与体会
这次的设计，我收获很大，总的来说，有如下体会：
（1）学好理论。
基本理论是我们设计电路的基础。
理论弄不熟，边查资料边设计，显得非常困难。
学好基本理论，是我们必须努力去做的。
（2）学以致用。
平时学数电以及做实验都是我们记记理论，连连线。
一直没有真正运用自己所学的知识来设计一个电路。
这次课程设计，真正让我们通过自己的知识和努力，通过查阅资料，自己分析解决问题，自己安装调试，来实现所给课题的要求，既巩固了理论知识，又提高了实践能力。
（3）学会思考与解决问题。
设计电路，我们要从要求出发，分析各部分功能的实现方法，然后将各部分有机地组合到一起，实现整体功能。
参考文献
[1]叶挺秀.应用电子学［Ｍ］.杭州：
浙江大学出版社，1994
[2]康华光.电子技术基础数字部分（第五版）［Ｍ］.北京：
高等教育出版社，2006
[3]谢自美.电子线路设计实验测试［M］.武汉：
华中科技大学出版社,2006
[4]赵保经.CMOS集成电路［M］.北京:
国防工业出版社,1996
河南科技学院机电学院
电子课程设计报告
题目：
篮球倒计时牌设计
专业班级：
电气工程及其自动化061
姓 名：
吴元亮
时间：
2008.06.16～2008.06.27
指导教师：
田熙燕宋长源苗青林
完成日期：
2008年06月27日
篮球倒计时牌设计任务书
1．设计目的与要求
设计一个篮球倒计时牌。
准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：
（1）设计的倒计时牌，能直接显示“分”，“秒”；
（2）实现1分钟暂停倒计时，中场10分钟暂停倒计时；
（3）终场和暂停的声音提示；
（4）注意3种倒计时之间的相互逻辑。
2．设计内容
（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；
（2）确定元器件及元件参数；
（3）进行电路模拟仿真；
（4）SCH文件生成与打印输出。
3．编写设计报告
写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。
4．答辩
在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录
1引言……………………………………………………………………1
2总体设计方案…………………………………………………………1
2.1设计思路……………………………………………………………1
2.2总体设计框图………………………………………………………2
3设计组成及原理分析…………………………………………2
3.1倒计时电路工作原理与分析………………………………………3
3.1.1倒计时电路所用元器件……………………………………………3
3.1.2倒计时电路工作原理……………………………………………3
3.2停止控制电路及原理……………………………………………6
3.3节次控制电路及原理……………………………………………6
3.4声音提示装置……………………………………………………8
4总结与体会……………………………………………………9
参考文献…………………………………………………………9
附录………………………………………………………10
升级会员 