篮球竞赛计时器

1、电子技术课程设计-篮球竞赛计时器一、设计任务与要求3二、整体框图3三、器件选择4一、我设计的模块选择的器件4二、器件介绍4(D十进制可逆计数器74LS4(2)二输入四与非门74LS005(3)六反相器74LS046(4)RS触发器7(5)发光二极管7(6)七段数码显示器7四、功能模块81、闪灯报警电路82、暂停/持续电路9五、整体设计电路图11一、电路说明11二、电路仿真113实验整体电路12六、硬件验证131、 硬件连接及实验进程132、 硬件连接问题及相应处置133、实验结果13篮球竞赛计时器一、设计任务与要求1 .篮球竞赛全场为48分，其分为4节，每节12分钟，要求开机自动置节计数器为第

2、“1”节，节计时器为“12分00秒”。2 .用数字显示篮球竞赛那时节数及每节时刻的倒计时，计时器由分、秒计时器完成，秒计时器为模60,分计时器应能记满12分。3 .能随时刻按钮开关操纵竞赛的启动/停止，启动后开始竞赛，停止期间不计时,从头启动后继续计时。4 .每节竞赛时刻终止时，能以闪灯自动提示并暂停计时，同时节数自加1。5 .秒信号没必要考虑时刻精度，可利用实验仪上所提供的持续脉冲（方波）。6 .本计数器由崔俊杰、邓宏飞合作设计。崔俊杰负责设计计数器模块、译码和显示电路模块、置数'停止功能模块。邓宏飞负责设计闪灯报警电路模块、暂停'持续功能模块。二、整体框图设计的核心部份是要

3、设计一个十二进制的分倒计时、一个六十进制的秒倒计时及一个四进制的节计数器，而且对计数结果进行实时的显示，同时要实现设计任务中提到的各类操纵要求。设计方案如下框图所示，系统别离实现12进制、60进制递减计数器，4进制加法计数器，同时实现了置数、启动计数、清零、暂停/持续、显示、闪灯报警等操纵。12进制 分倒计时60进制 秒倒计时图一：设计电路整体框图4进制节数计数器三、器件选择(1) 74LS00二输入四与非门(2) 74LS192同步十进制可逆计数器(3) 74LS04六反相器(4) RS触发器(5)发光二极管(6)单刀双掷开关(7)七段数码显示器(8)电阻(9)电容二、器件介绍(1)十进制可

4、逆计数器74LS19274LS192是同步十进制可逆计数器，其引脚排列及逻辑符号如下所示:(b)(a)引脚排列(b)逻辑符号图174LS192的引脚排列及逻辑符号图中：互为置数端，与为加计数端，。品为减计数端，?”为非同步进位输出端，箕%为非同步借位输出端，po、p、p二、P3为计数器输入端，为清除端，QO、Q、Q二、Q3为数据输出端。其功能表如下:输入输出MRPLC品C弓P3P2PlPOQ3Q2QIQO1XXXXXXX000000XXdcbadcba01t曲XXXX加发计数011tXXXX减发计数表174LS192的功能表利用方式为：当清零端接高电平常，不管其他端口如何，输出端都显示为0.清

5、零端低电平失效后，置数端接低电平常，输入与输出端维持一致，置数端节高电平常，若是接加法计数端那么进行加法计数，反之为减法计数。(2)二输入四与非门74LS00图2 74LS00的内部结构74LS00是四2输入与非门，其逻辑符号，逻辑功能表，内部原理图别离表274LS00的逻辑功能表1A181Y2A282Y13f4I6617一n nn nmnn TmwlMBL图3与非门逻辑符号图474L00管脚图GND(3)六反相器74LSO474LS04为六反相器，他的输入是、为A,输出为Y,6个彼此独立反相。电压5V,电压范围在内能够正常工作。门数6,每门输入输出均为TTL电平(v低电平2v高电平)，低电平

6、输出电流，高电平输出电流8mA。其逻辑符号、逻辑功能表、内部结构、管脚图别离如下：VCCM M M RI RI Fl 71LU UI LI LJ Ld UJ Ld图5 74LS04的内部结构表3 74LS04功能表1A1Y2A2Y3A3YGND1142133124115106918VCC6A 6丫5A5Y 4A 4Y图6 74LS04的逻辑符号图7 74LS04的管脚图(4)RS触发器以下别离为RS触发器的电路结构、逻辑符号和真值表。表4 RS触发器的真值表(5)发光二极管中空LED发光二极管，属于电子发光元件，由LED发光芯片、J内透明罩、外透明罩、透明树脂、LED发光芯片引脚组成。本发明在

7、原有的LED发光二极管透明罩的外面再加上一层透明罩，使LED发光芯片发出的光波在两层透明罩之间通过反复折射后再对I外散射，增大了发光二极管的发光角度，为原先发光角度的2-4倍。内、外透明罩之间可为真空或充填任何气体，并可通过改变充填的气体介质成份来改变发光颜色。实验顶用的是绿色的发光二极管。(6)七段数码显示器LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采纳低电压扫描驱动，具有：耗电少、利用寿命长、本钱低、完度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点。目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已成为城市信息现代化建设的标志。其真值表如下表所示:数字A.Ao丫，丫C丫。丫丫丫。00

8、00U11111101000101100002001011011013001111110014010001100115010110110116011000111117011111100008100011111119-1001-111001-1101010000110111011001100-11211000100011131101100101114111000011111511110000000输入输tu表5七段数码显示器真值表四、功能模块1、闪灯报警电路此电路由发光二极管作为核心，当电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”时，系统的输出信号使闪灯报警电路处于持续的报警状态，报警表示一节竞赛

9、终止。以下图所示为闪灯报警电路的验证电路，当电路的左部份输出为。时，闪灯电路将处于持续的报警状态，设计电路如以下图七所示。电路工作原理为:74LS192计数器输入端默许置数为1001(9),加法计数端、置数端接高电平失效，清零端接低电平失效，输出端QA、QB、QC、QD与数码管1、2、3、4端相接，减法计数端接入脉冲信号，接位输出端与反相器连接，以后与三极管P端相连，脉冲信号输入减法计数端，74LS192开始由9向。减法计数，当输出为。时，计数器接位输出，于是接位输出端输出低电平信号,通过反相器变成高电平信号，输入三极管，使三极管正向导通，发光二极管开始发光。U9DCD HEX BLUE10R

10、11kL9图10闪灯报警电路2、暂停/持续电路这部份电路要紧由RS触发器组成，当分计时器的十位产生进位脉冲，同时单刀双掷开关置于暂停端时，系统暂停脉冲的输入；单刀双掷开关置于持续端时,系统脉冲持续输入。设计电路对系统电路进行验证如以下图八所示。电路工作原理为：单刀双制开关，单刀端接地，双制开关一端RS触发器R端，一端接S端，74LS192计数器A、B、C、D输入端置数1001(9),输出端QA、QB、QC、QD别离与数码管一、二、3、4端相连，显示输出。将置数端与接位输出端相连，加法计数端接高电平，令其失效，清零端接地，低电平失效。脉冲信号输入到三输入一输出与非门的一输入端。RS触发器Q端接入

11、三输入一输出与非门的另一输入端，最后将剩下的一个输入端接入高电平，并在之间接入一个发光二极管和一个爱惜电阻，用于指示和爱惜电路。当开关接R端时，S端为高电平1,R端为低电平0,Q端输出为高电平1,现在三输入一输出与非门除脉冲信号外2输入均为高电平1,因此与非门输出由脉冲信号确信，因此现在计数器正常计数，当开关指向R端时，R端为低电平0,S端为高电平1,现在Q端输出为低电平1,因此三输入一输出与非门输出强制为低电平0,通过反相器反相后为高电平1,接入74LS192减法计数端，减法计数端失效，计数器暂停。D_HEX_BLUE图11暂停/持续电路NMCC A5 A 02 al” c 里 avail

12、ao a 8 u 8 田 舌<五、整体设计电路图1、电路说明设计的整体电路由计数电路、译码显示电路、置数/停止电路、闪灯报警电路和暂停/停止功能电路五部份组成。电路的脉冲由Multisim大体的脉冲元件经暂停/停止电路模块输出，其模值在电脑仿真进程中依如实际的需要能够规定仿真速度。计数电路部份60进制秒计数器的个位B0端输出的借位脉冲反馈于自身的置数端，并作为十位部份的脉冲信号，即当个位为。时，十位自减1,个位进入下一轮计数循环。当秒计数部份个位和十位同时为0时，12进制分计数器进入减法状态。分计数器的个位初值为2,当个位为0时，个位B0端输出借位脉冲作为分计数器十位上的脉冲。当分计数部

13、份和秒计数部份同时为0时，节数计数部份进入计数。节计数部份的处置为L为4进制循环。当分计数部份和秒计数部份同时为0,节计数部份产生进位时，显示部份的分计数与秒计数各个输出别离通过或非后，输出部份再通过相与后，经D触发器停止工作，电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”。当电路的分、秒计数状态别离为“00分00秒”时，系统的输出信号使闪灯报警电路处于持续的报警状态，报警表示一节竞赛终止。当电路处于持续的工作状态时，系统能够由暂停/持续电路进行操纵它的状态。以下图所示为第一节竞赛终止时的整体电路及电路的整体输出状态。在整体电路中，开关Space操纵电路的暂停/持续状态，当开关打在左侧时，电路处于

14、暂停状态，当开关打在右边时，电路处于持续状态。开关B操纵电路的置数/停止状态，当开关打在左侧时，电路处于置数状态，即“1节12分00秒”，当开关打在右边时，电路处于停止状态。2、电路仿真依如实验要求及任务在软件multisim上设计电路，并利用软件进行仿真。打开电源，将空格按钮至于置数端时，电路显示为“1节12分00秒”，将空格按钮置于非置数端时，电路进入倒计时状态；将A按钮置于暂停端时，系统处于暂停状态，将A按钮置于持续端时，系统继续进入倒计时状态。当分和秒进入“00分00秒”的状态时，系统节数自加1,同时系统的闪灯报警系统闪灯。3、实验整体电路38do . 09 5U 8» 33*74LS04NSS!58 - SS,至二M: 百。33,74LS06J17