设计篮球竞赛30s定时器

1、 课程设计（论文）课程名称： 数字电子技术基础 题 目： 设计篮球竞赛30s定时器 院 （系）： 信息控制与工程系 专业班级： 电子信息科学与技术1202 姓 名： 学 号： 指导教师： 2015年 1 月 9 日摘 要 数字系统中，使用最多的时序电路是计数器，因为计数器在生活中的到了广泛的应用。因为人们都意识到了健康的重要性，所以这几年各种运动快速发展，而在有些运动中就会用到计时器，比如：篮球就会用到计时器。而本次课程设计就是设计一个30s定时器，除了能30s倒计时外，还具有直接清零，暂停，继续和报警等功能。在正规的篮球你比赛中，对时间的要求很高，必须做到分秒必争，而运动员控球不可超过30s

2、的规定更是将比赛对时间的要求精确到了秒甚至更小的单位。而它的清零，启动和暂停，继续，报警都是必不可少的功能。因此它的设计很有必要。关键词：计数器，清零，启动和暂停 目 录1设计任务第1页2设计方案第1页3 电路设计第2页4 整体电路图的仿真测试及性能检测第6页5 收获与心得体会第7页6 参考书目第8页设计篮球竞赛30s定时器第一部分 设计任务设计篮球竞赛30s定时器数码管显示：清零、启动和暂停、继续功能；当计数器减到零时，数码管显示器不能灭顶，并且发出警报信号。第二部分 设计方案 本设计是脉冲数字电路的简单应用，基本设计思路是：利用555-VIRTUAL定时器产生30s的有效时间，接着将该信号

3、送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端，连接两个74LS192D形成十进制可逆的计数功能，再通过74LS48D把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输出，然后直接推动LED,显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停，继续功能，光电报警用发光二极管来代替，灯亮表示报警，基本原理图如图所示，它包括定时器，计数器，译码显示电路，报警电路，辅助时序控制电路五部分组成。十位显示十位显示控制电路译码器译码器定时器计数器计数器报警电路图一 基本原理框图第三部分 电路设计1、555_VIRTUAL定时器部分功能计数器 图二 定时器部分555定时器

4、是一种功能强大的模拟数字混合集成电路。Vcc外接电源Vcc，Out：输出端接到计数器上驱动计时器产生计时，THR、THI分别表示高低触发端，RES表示双稳态触发器复位端，应该接高电平有效，DIS表示放电开关端，开关断开表示充电，反之则为充电。CON表示控制电压端。2、倒计时电路 图三 倒计时电路图 74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，UP为加计数端，DOWN为减计数端，CLR为置数端，A，B，C，D为计数器输入端，QA，QB，QC，QD为输出端表一 74LS191功能表输入输出LOADCLRBOCODCBAQAQBQCQD1000000dcbadcb

5、a011加计数011减计数计数器74LS191的输出端QA，QB，QC，QD跟74LS48七段数码管译码器的输入A,B,C,D端相连，然后连接数码管最终输出结果。3、数码管驱动电路图四 数码管驱动电路74LS48的除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（ABCD）和输出（Ya-Yg）端外，还引入了灯测试输入端LT(低电平有效)和动态零输入端RBI(低电平有效)以及即既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出BI/RBO(低电平有效)端。由74LS48真值表可获知74LS48所具有的逻辑功能：（1）7段译码功能（LT=1，RBI=1） 在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无

6、效电平时，输入DCBA经7448译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低电平。（2）消隐功能（BI=0） 此时BI/RBO端作为输入端，该端输入低电平信号时，无论LT 和RBI输入什么电平信号，不管输入DCBA为什么状态，输出全为“0”，7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。（3）灯测试功能（LT = 0） 此时BI/RBO端作为输出端， 端输入低电平信号时，表1最后一行，与 及DCBA输入无关，输出全为“1”，显示器7个字段都点亮。该功能用于7段显示器测试，判别是否有损坏的字段。（4）动态灭零功能（LT=1，RBI

7、=1） 此时BI/RBO端也作为输出端，LT 端输入高电平信号，RBI 端输入低电平信号，若此时DCBA = 0000，输出全为“0”，显示器熄灭，不显示这个零。DCBA0，则对显示无影响。该功能主要用于多个7段显示器同时显示时熄灭高位的零。 表二 74LS48功能表输入BI输出显示字符LTBRBIDCBAYaYbYcYdYeYfYg110000111111101000110110000100101110110110011111110011010010110011101011101101110110100111111011111110000110001111111111001111100111

8、1010100011011101110011001111001011001111101110010111111010001111111111011000010000000100000100000000111111114、控制电路 控制电路要完成设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停。控制电路总的原理图见图一，开关J1连着电源，在电路中起着启动的作用，开关J3连着555定时器，电路闭合电容C1被短路，定时器放电即定时器连接计数器开始工作，开关J2控制报警电路。 图五 总原理图以上可得本总原理图主要有五部分组成，第一部分：定时器，主要的器件由是555_VIRTUAL定时器构成；第二部分

9、倒计时电路，主要的器件是74LS192N,这是一个同步8421码加减计数器，具有直接清零，置数的功能；第三部分数码管驱动电路，属于输出电路，有两片74LS48D译码器和两个共阴极七段数码管LED显示器以及14个电阻组成；第四部分报警电路第四部分控制电路，主要有两个与非门来和一个蜂鸣器来实现，在加上一个电阻限流；第五部分就是完成设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停功能。第四部分 整体电路图的仿真测试及性能检测 在初步去确定了方案和电路图之后，用Multsim软件进行仿真，按照设计的原理图进行元件的选择，并选定参数及标号。之后连接电路，检查无误后点击运行开关。仿真结果与预期结果相吻合

10、。仿真图如图一。安装电路时应该注意元件的引脚不要剪得过短，否则一旦焊接错再重新焊接时就比较困难，在焊接过程中，应该避免虚焊，漏焊等问题。电路安装完毕以后，需要经过测试以保证其正常工作。连接电源，改变个开关的闭合、断开状态，电路的启动、暂停、置数、倒计时、报警等功能都可以得以实现，电路控制部分没有问题，说明本次设计达到题目要求。第五部分 收获与心得体会通过这次数字电子技术基础课程设计，我感受到了数字电子技术基础这门课程的重要性和实用性，意识到了生活中其实有很多电路都是靠很多数电基础设计来解决的，就像这次设计的篮球计数器，随着全民健身的火热，它的应用也越来越广，所以说数电跟我们的生活息息相关，而且

11、起着非常重要的作用。学习以后，我们了解到了并且学会了在数字电子技术方面应该初步具有一看，二算，三选，四干的能力。所谓会看，就是看懂专业中典型的电子设备的原理图，了解各部分的组成及其工作原理；会算，就是对各个环节的工作性能会进行定性的分析，估算；会选和会干，就是遇到本专业的一般性任务，能大致选定方案，选有用的元器件，并通过安装调试把它基本上研制出来。在本次试验中，我也意识到了理论与实践结合的最重要性。从设计电路开始，就得先得了解每一个集成计数器的功能，再进一步进行选择适合本次实验的计数器，比如这次用的74LS192就是一个同步BCD码加减计数器，具有直接清零，置数的功能。很适合此次课设。还有我觉得这种实践性课设，不仅提高了我们的学习效率，还提高了我们的学习兴趣，使得我们在数电这门课程有了很大的进步，能叫大家都动起脑和手来，让大家可以学以致用，有更高的学习效率。还有就是大家同组同学的讨论结合老师的耐心指导，让课设没有那么难和枯燥了，所以说这不仅锻炼了我们的学习能力而且还增进了同学之间的默契程度，和面对困难不退缩迎难而上的精神，当然了这离不开老师的细心和耐心指导，才帮助我们顺利完成了这次的课程设计。第六部分 参考