篮球比赛24秒倒计时器的设计文档格式.docx

1、2、分别设置启动键和暂停/继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。4、计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。 设计过程前言 - 4 - - 5 - 、总体设计思路、基本原理和框图 1- 5 - 1.1设计思路- 6 - 1.2基本原理 - 6 - 1.3、总体设计框图- 7 - 2、 单元电路设计（各单元电路图） - 7 - 、1各芯片的用法和功能2- 8 - 2.1.1 74LS48 - 9 - 定时器2.1.2 555- 7

2、 - 2.1.3 74LS192 - 10 - 2.2 单元模块- 10 - 信号发生部分 2.2.1 - 10 - 2.2.2 倒计时部分 - 11 - 2.2.3 停止控制电路- 12 - 警报提示装置2.2.4 - 13 - 3.总设计（总电路图）- 14 - 4、安装、调试步骤- 15 - 5、故障分析与电路改进- 15 - 故障分析和解决5.1 - 15 - 5.2 电路改进 - 16 - 、总结6 - 16 - 7、心得体会 - 16 - 、元件清单8 - 17 - 、附图 9- 19 - 、参考文献10 前 言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能

3、力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的违例。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续

4、功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。1、总体设计思路、基本原理和框图 1.1设计思路 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的

5、中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的实用价值。 篮球竞赛记时系统的主要功能包括：进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。攻方24秒倒计时，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。这一模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；警报提示：当计数器计时到零时，给出提示音。这部分电路主要通过移位寄存器和一些门电路来实现。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计

6、数，译码显示、报警为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。1.2基本原理 24秒计时器的总体参考方案框图如图1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）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成24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、定时时间到报警等功能。 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，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。 译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED

7、显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管和鸣蜂器代替。 主体电路： 24秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。1.3、总体设计框图 十位显示 个位显示 译码驱动 译码驱动 控制电路 计数器 计数器 秒脉冲发生器 报警电路 倒计时设计总体框图 1 图 总体电路说明： 倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现，同时利用反馈和置数实现进制的转换，以适合分和秒的不同需要。由于该系统

8、特殊的需要，到计时器到零时，通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。2、 单元电路设计（各单元电路图） 2、1各芯片的用法和功能 2.1.1 74LS48 74LS48输入信号为BCD码，输出端为a、b、c、d、e、f、g共7线，另LT?0时，无论条控制线。端为测试端。在端接高电平的条件下，当有3LT输入端A、B、C、D为何值，ag输出全为高电平，使7段显示器件显示“8”字型，此功能用于测试器件。端为灭零输入端。在，条件下，当输入1?RBIA、B、C、D=0000时，输出ag全为低电平，可使共阴LED显示器熄灭。但当输入A、B、C、D不全为零时，仍能正常译码输出，使显示器正常显示。RB

9、O端为消隐输入端。该输入端具有最高级别的控制权，当该端为低电平时，不管其他输入端为何值，输出端ag均为低电平，这可使共阴显示器熄灭。另外，该端还有第二功能灭零信号输出端。当该位输入的A、B、C、D=0000时，此时输出低电平；若该位输入的A、B、C、D不等于零，则输出高电平。若将与配合使用，很容易实现多位数码显示时的灭零控制。74ls48功能表如下：功能或数 字输入 输出 显示字形 LT RBI A3 A2 A1 A0 BI/RBO a b c d e f g 灭灯 0 试灯 1 8 动态灭灯 2 3 4 5 6 7 9 10 无效输出 11 12 13 14 15 2.1.2 555定时器

10、555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1.R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电通Vcc放电终止，C工作输出电压变为高电平，C2，比较器1/3Vcc压下降到过R1。R2又开始充电；周而复始，形成振荡。则其振荡周期与充放电时间有关，也就是与外接元件有关，不受电源电压变化影响。输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：V?VuuRR 、 、?C?t1:tw1?0CCV3baCCCC2V?u代入三要素方程。于是可解出:当时， 把1twt?1twCC3C?RR ?0tw1?.7baV2?uu 、 V?0?RBC?2tw?0CCV3CCV?u代入公式,