实验二十六篮球竞赛24秒定时电路

1、 数字电路实验二十六 篮球竞赛24秒定时电路一、实验目的1 掌握常用信号的产生原理。2 了解篮球竞赛24秒定时电路的基本原理。3 掌握集成同步十进制加减计数器的基本原理。二、实验原理本实验要实现的篮球竞赛24秒定时电路的功能是： 具有显示24秒计时功能； 设置外部操作开关，控制定时器的直接清零、启动和暂停/连续功能； 计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒； 计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出报警信号。 篮球竞赛24秒定时电路的总体框图为：图26-1 篮球竞赛24秒定时电路的总体框图由上图可以看出，篮球竞赛24秒定时电路一般由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制

2、电路（简称控制电路）和报警电路等5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，在本实验中，对此没有很高的要求，秒脉冲产生电路可以由555集成电路或多谐振荡器来产生。还可以使用实验箱中信号源部分的1HZ秒脉冲信号。译码显示电路用74LS248和共阴的七段数码管组成。报警电路采用单稳态触发器74121加外围电路组成。1 8421BCD码递减计数器74LS192图26-2 74LS192管脚分布图。74LS192

3、的具体用法参见实验十五的实验原理部分。2 8421BCD码24进制递减计数器图26-3 24进制递减计数器原理图它是由两片8421BCD码递减计数器74LS192组成的，如上图所示。24进制递减计数器的预置数为（0010|0100）8421BCD=（2|4）D。它的计数原理是：只有当低位的端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。当高、低位计数器处于全零，且为零时，置数端=0，计数器完成并行置数，在端的输入时钟脉冲的作用下，计数器再次进入下一循环减计数。3 控制电路 置数控制电路电路图如图26-3，接74LS192的预置数控制端，当开关S1合上时，=0，74LS192进行置数；当开关S1断开时，

4、=1，74LS192处于计数器工作状态，从而实现了闭合“启动”开关计数器置数和断开“启动”开关计数器开始减计数的功能。图26-4 置数控制电路 图26-5 时钟信号控制电路 时钟信号控制电路电路图如右上角，它控制1Hz信号的放行与通过。当定时时间未到时，74LS192（2）的借位输出信号=1，则1Hz信号受“暂停/连续”开关S2的控制，当开关S2处于“暂停”状态时，G3输出0，G2关闭，封锁1Hz信号，计数器暂停计数；当开关S2处于“连续”状态时，G3输出1，G2打开，放行1Hz信号，计数器在1Hz信号的作用下，继续累计计数。当定时时间到时，=0，G2关闭，封锁1Hz信号，计数器保持0状态不变

5、。从而实现了时钟信号控制的功能。4、报警电路图26-6 告警电路图三、实验设备与器材1 脉冲源（可以使用实验箱信号源单元的1HZ脉冲信号和1KHZ信号）。2 数字逻辑电路实验箱。3 万用表等实验室常备实验工具四、实验内容1 测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能。2 测试集成同步十进制加/减计数器74LS192的逻辑功能。3 根据实验指导书将24秒递减计数器与译码显示电路，控制电路，报警电路连成一个完整的24秒定时电路，并画出完整的电路图。4 根据实验指导书完成实验，并用万用表测试74LS192典型管脚的电平变化情况，并写出详细的实验报告。五、实验步骤1、 将“清零”，“置数”插孔接任意一个拨位开关

6、输出孔。“定时脉冲”接信号源单元的1HZ秒脉冲信号。“1KHZ”告警音接信号源单元的1KHZ脉冲信号。“报警输出”接扬声器的输入端。2、 按下POW101，POW501，使信号源单元和24秒定时实验上电。3、 将“清零”所对应的拨位开关拨成低电平；“置数”拨成低电平，完成置数，置数完 成后将其置于高电平，则在秒脉冲的作用下，开始从24减计时。将“清零”所对应的拨位开关拨成高电平，则完成清零功能，此时在数码管上显示00。此时重新置数，然后进行24秒减计时。在减计时的过程中，当按下S501时，即暂停计时，将双刀双掷开关弹起，则继续减计时。当减计时到0时，扬声器会发出短暂的告警提示音，以提醒裁判和球员进攻时间到。六、实验预习要求1 复习集成同步十进制加/减计数器的工作原理。2 若用555电路产生秒脉冲信号，如何实现？3 仔细阅读实验指导书，分析篮球竞赛24秒定时电路的工作原理，画出各部分的电路图。七、实验报告要求1 绘出完整的实验线路图，分析、总结实验结果。2 说明图26-4中，G1与