篮球竞赛30秒定时电路电子整机.docx
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篮球竞赛30秒定时电路电子整机
数字逻辑课程设计报告
题目名称：
篮球竞赛30秒定时器
姓名：
刘斌
专业：
计算机科学与技术
班级：
0882061
学号：
20
同组人：
李军
指导教师：
张老师
南昌航空工业学院信息工程系
（2010年7月2号）
摘要
目录
目录………………………………………………………………………………………….…2
一、前言~设计任务与要求……………………………………………….………………….…3
二、正文~设计原理与电图…………………………………………………..………………….3
1．原理框图…………………………………………………………….…………………..3
2．单元电路设计……………………………………………………………………………3
（1）8421BCD码递减计数器……………………………………………………………...4
（2）辅助时序控制电路…………………………………………………………………...4
3．总体参考电路……………………………………………………………………………5
三、主要元器件…………………………………………………………………………………..6
四、结论~实训内容与步骤……………………………………………………….……………….6
五、电路装配及调试………….......................................................................................................7
六、心得体会…………....................................................................................................................................7
七、附录和参考文献...………………………………………………………………….………...7
一、74LS48引脚图及真值表………………………….………………………………8
二、74LS00引脚图………………………………………………………………………………….8
三、74LS10引脚图……………………………………………………………………..…..…….…8
四、74LS192引脚图及时序波形图………………………………………………….…….9
五、NE555引脚图………………………………………………………………..…….9
篮球竞赛30秒定时电路。
一、前言~设计任务与要求
1．设计一个30秒计时电路，并具有时间显示的功能。
2．设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停／连续计时。
3．要求计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。
4．当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。
二、正文~设计原理与电路图
1．原理框图
30秒定时器的总体参考方案框图如图所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个部分组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示与灭灯。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太
高，电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路在实验中可用发光二极管代替。
2．单元电路设计
（1）8421BCD码递减计数器
计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LSl92是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。
74LS192中的CPU、CPD分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升沿有效）。
是异步并行置数控制端（低电平有效），
、
分别是进位、借位输出端（低电平有效），CR是异步清除端，D3～D0是并行数据输入端，Q3～Q0是输出端。
74LSl92的功能表附录。
74LSl92的工作原理是：
当
=1，CR=0时，若时钟脉冲加入到CPU端，且CPD=1，则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到9时，
端发出进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加入到CPD端，且CPU=1，则计数器在预置数的基础上完成减计数功能，当减
CPU
CPD
CR
操作
×
↑
1
×
×
1
↑
×
0
1
1
×
0
0
0
1
置数
加计数
减计数
清零
计数到0时，
端发出借位下跳变脉冲。
由74LSl92构成的三十进制递减计数器如图8.33.3所示，其预置数为N=（00110000）842lBCD=（30）10。
它的计数原理是：
只有当低位
端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。
当高、低位计数器处于全零，且CPD为0时，置数端
=0，计数器完成并行置数，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。
（2）辅助时序控制电路
为了保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。
从系统的设计要求可知，控制电路要完成以下四项功能：
①操作“直接清零”开关时，要求计数器清零。
②闭合“启动”开关时，计数器应完成置数功能，显示器显示30秒字样；断开“启动”开关时，计数器开始进行递减计数。
③当“暂停／连续”开关处于“暂停”位置时，控制电路封锁时钟脉冲信号CP，计数器暂停计数，显示器上保持原来的数不变，当“暂停／连续”开关处于“连续”位置时，计数器继续累计计数。
另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。
④当计数器递减计数到零（即定时时间到）时，控制电路应发出报警信号，使计数器保持
零状态不变，同时报警电路工作。
下图是辅助时序控制电路图。
图（a）是置数控制电路，
接74LSl92的预置数控制端，当开关S1合上时，
=0，74LSl92进行置数；当S1断开时，
=1，74LS192处于计数工作状态，从而实现功能②的要求。
图（b）是时钟脉冲信号CP的控制电路，控制CP的放行与禁止。
当定时时间未到时，74LSl92的借位输出信号
=1，则CP信号受“暂停/连续”开关S2的控制，当S2处于“暂停”位置时，门G3输出0，门G2关闭，封锁CP信号，计数器暂停计数；当S2处于“连续”位置时，门G3输出1，门G2打开，放行CP信号，计数器在CP作用下，继续累计计数。
当定时时间到时，
=0，门G2关闭，封锁CP信号，计数器保持零状态不变。
从而实现了功能③、④的要求。
注意，
是脉冲信号，只有在CPD保持为低电平时，
输出的低电平才能保持不变。
至于功能①的要求，可通过控制74LSl92的异步清零端CR实现（图中未画出）。
3．总体参考电路
根据前面的分析，可以画出篮球竞赛30秒定时电路。
其参考电路如下图所示。
三、主要元器件
集成电路74LS1922片，74LS482片，74LS001片，NE5551片
电阻10kΩ4只，15kΩ1只，68kΩ1只，1KΩ1只
电容10μF1只，0.1μF1只
其它器件发光二极管1只，共阴极七段LED显示器2只导线若干
四、结论~实训内容与步骤
1.检查所需的实验器件是否缺缺少，然后检查导线是否良好，然后开始接电路。
2组装调试秒脉冲产生电路。
注意：
调试NE555时，输出的1Hz的脉冲接到输出端，看是否每隔一秒闪一次。
3组装、调试30秒递减计数器与译码显示电路。
输入lHz的脉冲信号，观察递减计数的过程。
4设计组装能满足系统要求的时序控制电路。
5完成30秒定时电路的整体联调，检查电路是否能满足系统的设计要求。
6完成试验后，整理实验器件并将器件上交老师。
五、电路装配及调试
在电路开始接时，首先必须检查所有的导线是否良好，检查是将所有的导线在电路箱，接上电源看看显示灯是否会亮。
检查完之后，将所以的触发器进行调试，接好NE555触发器时，看看显示灯是否每隔一秒闪一次，如果是，说明触发器良好，可以进行下一步工作，下一步验证74LS00触发器是否正常，然后验证74LS192是否正常工作，严整完所有器件之后，在按照电路图接线，整体接完线之后，验证是否满足设计任务与要求，如果满足，说明合格。
六、心得体会
在这次实习过程中，刚开始看到题目，觉得不知从哪里下手，但是经过自己在网上寻找资料，觉得一下子就明朗了，经过自己认真阅读资料，觉得自己动手的能力也变强了，同时团队的力量也是非常重要的，虽然到最后很顺利的完成了实验，但是在中途过程中，总是担心在接线的时候会出现问题，觉得自己没有信心，担心自己会重新再接，但是到最后还是很成功的完成了任务，此次实习，很感谢老师和同学的帮助。
七、附录和参考文献
参考文献：
网络和图书馆。
一、74LS48引脚图及真值表
二、74LS00引脚图三、74LS10引脚图
四、74LS192引脚图及时序波形图
注：
做加法计数时，减法计数输入必须为高电平;反之亦然。
五、NE555引脚图
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