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1、课程设计报告课题名称：篮球比赛24秒倒计时电路的设计(Basketball 24 seconds countdown circuit design)专业： xxxxxxx班 级：xxxxxxx学号： xxxxxxx学生姓名： xxxxxxx指导教师：. xxxxxxxx年 x月 x日课程设计目的1、围绕课程设计的内容，培养学生查询相关资料以及文献检索的能力；2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力；在理解透课堂所讲知识的基础上，提高学生 的自学能力；3、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程，养成良好的科学态度以及实事求是、严 谨塌实的工作作风；培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力
2、；课程设计内容（1）设计要求： 设计一个篮球比赛24秒计时器，具备显示24秒计时功能； 计时器为递减工作，时间间隔为1S : 设置外部开关，控制计时器的启动、暂停及清零； 递减到零时发出声光报警：原理方框图图：包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路） 等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1其中计数器和控制电路是 系统的主要部分。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 数器、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。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
3、信号。实际电路图：单元电路: 8421BCD码加法计数器模块计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简便,74LS192是十进制可编程同 步加锁计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。图1 74LS192外引脚及时序波形图1是74LS192外引脚及时序波形图。图中。尸、CP分别是加计数、减计数的时钟 脉冲输入端（上升沿有效）。苗是异步并行置数控制端（崔电平有效），CO、BO分别 是进位、借位输出端（低电平有效），CR是异步清零端，D3-D0是并行数据输入殿，Q3-Q0 是输出端。74192的功能表见下表2所示。其工作原理是:当击=1，CR=0时，
4、若时钟脉冲加到CP 端，且cP =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，cO端发出 进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加到CP端，且CP =1，则计数器在预置数的基础上完成加 计数功能。D心LDCP 口功能1XXX浩零00XX置数01t1加法计数011t减法计数表2 74LS192功能表由74LS192组成的二十四进制递减计数器如图3,其预置数为N= （0010 0100） 8421BCD=（24）。它的计数原理是：只有当低位1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=0时，置数端2=0，计数器完成并行置数，在端图3 74LS192构成的二十四进制递减
5、计数器 时钟模块为了给计数器74LS192提供一个时序脉冲信号，使其进行加计数，本设计采用555构成 的多谐振荡电路（即脉冲产生电路），其基本电路如图4示.其中555管脚图如下图2-5示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知，其产生的脉冲周期为：T=0.7（R1+2R2）C。因此，我们可以计算出各个参数通过计算确定了 R1取20k欧姆,R2取62k欧姆，电容取图4 555多谐振荡电路图 辅助时序控制模块篮球竞赛24秒计时器功能控制由外部操作开关控制实现，如图5所示。开关S实现计数 器的暂停/计数控制。当S为“1 ”时（左合）,秒脉冲发生器发出的秒脉冲信号被封锁，计数器暂 停计数;当S为“0
6、 ”时（右合），控制门电路打开,秒脉冲信号送到计数器的减脉冲输入端;开关L 控制计数器的LOAD异步并行置数控制端，当L闭合时,LOAD = 0,计数器预置数,L断开 时,LOAD = 1,计数器处于计数工作状态。计数器清零通过开关R控制,CLR = 1时计数器清 零,CLR = 0时，计数器正常计数。图5辅助时序控制图 译码显示模块此模块主要是由74LS48译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过计数器加 到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从0000递增到4000的计数显示功能。 1. 74LS48是七段显示译码器，其管脚图如下图2-9所示。现将各管脚功能介绍 一下：A、B、C、D是B
7、CD码的输入端；a,b,c,d,e,f,g是输出端；CONNECTION DIAGRAM DIP (TOP VIEWVcc f g a 3 c c2.共阴极七段LED显示器是较常用的显示数码管管脚图使用时要注意的是:a.看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在使用之前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图2-10所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地；如果为共阳极的， 起管脚COM段要接高电平。b.还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。图7共阴极七段LED显示器管脚图调试结果及结论按照实际电路图连接电路。篮球竞赛30秒计时器开始计数之前，首先将控制开关R左合， 使计
8、数器清零端CLR = 1,计数器清零。此时，显示器显示“00 ”。而后将R右合，使CLR = 0 , 不影响计数器的工作状态。将计数/暂停控制开关S右合，使计时器处于计数状态。此时，控制 开关、引入低电平，打开控制门电路，秒脉冲信号将通过与非门和反相器输入到个位计数器的 减计数输入端DOWN端。再将置数控制开关L闭合，使LOAD= 0,对74192进行预置数。由于计 数器已设置成三十进制，为此，显示器将显示30。断开L开关(LOAD=1),计数器从30开始减 计数，计时时间到，十位计数器的借位端BO2= 0,此信号将关闭控制门电路,即关闭1与非门 和反相器，秒脉冲信号被封锁，计数器不能获得计数
9、脉冲信号而暂停计数,并保持零状态不变， 显示器显示“00”，一次计时完成。同时，控制电路发出报警信号，报警电路工作，信号灯亮。 在计数过程中，可随时将计数/暂停开关S右合，暂停计数。调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电 源、地线、信号线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错。再接入电路所要求的电源 电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除 故障后方可重新通电。参考文献1赵保经.中国集成电路大全.国防工业出版社.1989： 79-822童诗白.现代电子学及应用.东南大学出版社.1997： 23-343童诗白.模拟电
10、子技术基础.高等教育出版社.1988： 55-784晓喻.电子制作.中国家用电器维修协会.1999： 15-185翟德富.家用电路手册.机械工业出版社.2001： 56-606陈克安.集成电路速查大全.西安电子科技出版社.1996： 153-1557肖景和.数字集成电路应用精粹.人民邮电出版社.1995： 67-708刘京南、王成华.电子电路基础.北京电子工业出版社.1998： 271-2939余孟尝.数字电子技术基础.清华大学电子教研组.1999： 371-39010邹寿彬.电子技术基础.高等教育出版社.1997： 45-6611闫石主.数字电子技术基础.高等教育出版社.1989： 56-14612 AdelS.Sedra and Kenneth.Smith.Microelectronic Circuits,4rd,Oxford University Press.Inc.1998： 35-4013 Jacob Millman and Arvin Grabel : Microelectronics, 2nd ed, Mc Graw-Hill Book Company,New York.1987： 156-172
