篮球比赛30秒倒计时电路设计说明

1、EDA设计 1 别是在各种竞技运动中，计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球是 24 30 设计一款 30 秒计时器是非常有必要也非常有前景的。该款计时器是在原来的基础上把 24 秒制改为 30 时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过 30 秒，否则就犯规了。本 30 30 秒限制。一旦球员的持球时间超过了30 秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。本设计是 74LS192 芯片作为减数功能的 30 秒倒计时计数器。该计数器主要包括 555 模块，数码管等模块单元。经测试，计数器

2、可实现显示 30 启动功能，发出光电报警信号。该设计电路简单、使用方便，功能稳定多样，具有很强的实用价值。2 （1）具有显示 30S 的计时功能；（2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；（3）计时器为 30S 递减计时器，其计时间隔为 1S；（4）计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号3 （1）根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；（3）进行电路的安装、调试，直到电路能达到规定的设计目标；（4）写出完整、详细的课程设计报告。4 11EDA设计译码显示报警电路秒脉冲发生器控制电路外部操作开关5

3、5.1设计原理分析设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路 5 器完成 30 清零时，要求计数器清零，数码显示器为零。当置数开关闭合时，控制电路应该封锁时钟信号 CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示 30s 字样。当启动开关闭合时，计数器开始进行递减计数；当暂停/连续开关断开计数器停止计数，处于保持状态；当暂停/连续开关闭合时，计数器继续递减计数。当计数5.2设计方案用 555 时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为 1Hz 的脉冲，即输出周期为1 秒的方波。利用2 个 74LS192 作为计数模块，最后通过两个带有译码功能的数码管显示。6 6.1脉冲

4、模块利用 555 定时器应11EDA设计用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1、R向电容C充电，其上电2压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C输出翻转，输出电压为1零，同时放电管T导通，电容C通过R放电；当电容电压下降到2器C2工作输出电压变为高电平，C放电终止，Vcc通过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计算公式（T 电容C充电时间，T 电容C放电时间， q占空比）21T=RCln211T=RCln222q=R/R+R112T=T+T12为使占空比达依经验取值容C2去0.1uf，则通过计

5、算R R 应当取值为72K。21芯片NE555NE555是时基集成电路，它在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方11EDA设计 下图是 NE555 的部功能原理框图和部管脚图。6.2计数模块倒计时模块设计原理图如下图计数电路选用两片 74LS192 进行设计，74LS192 是十进制计数器，有“异步 构成预置数端 A、B、C、D 通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预 片 74LS192 构成 1 的引脚图和功能表如图所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPu=1，计数脉冲加入个11EDA设计位74LS192引脚CP 74LS192的CO 端发出错位脉冲，D使十

6、位计数器减计数，当高、低位计数器处于全零时，在芯片74LS04和74LS03的作用下锁住不在计时。倒计时模块设计原理图设计原理如下：74LS192芯片的最大工作电流是J1、J2串联的电阻不应小于147,故我选取常见的1k电阻。（2）开关J1 开关J1的作用是置数和启动，当开关拨向VCC端，芯片开始减数；拨向接地端，芯片预置数。（3）开关J2 开关J2的作用是异步清零，当开关拨向VCC端芯片异步清零；当开关拨向接地端，芯片处于减数状态。（4）开关J3 开关J3的作用是暂停和连续，当开关断开时暂停，开关闭合时连续。（5）00状态的保持当计数器减至00时在下一脉冲的到来后十位片的错位11EDA设计点

7、发出借位信号，借位信号为低电平0,0信号与脉冲信号相与非（由74lS03实1，后经取反（由74LS04实现）得到低电平0，此时无论脉冲输入什么，得到的输出都是0信号，芯片无法继续减数。图 74LS192各个管脚功能如下：（1） 15、1、10、9管脚（P0P3）:并行数据输入端（2） 13管脚（TCD）:借位输出端（低电平有效）（3） 12（4） 4管脚CPD: 减法计数时钟输入端（5） 5管脚CPU：法计数时钟输入端（6） 14管脚MR：异步清零端（低电平计数 高电平清零）（7） 11管脚 PL：异步并行置入控制端（8） 3、2、6、7 管脚：Q0Q3输出端（9） 8、16管脚：接地端和接V

8、CC端ABY11EDA设计001101110101AY10016.3译码显示模块11EDA设计此模块主要借助multisim中特有的一种数码显示管，该数码显示管区别于码器可选用如74ls47,74ls48,74ls247,74ls24874ls48译码器的相关引脚资料和译码器电路图。74LS48是七段显示译码器，其管脚图如所示。现将各管脚功能介绍如下：（1）A、B、C、D是BCD码的输入端。（2）a,b,c,d,e,f,g是输出端。（3）试灯输入端 ：低电平有效。当 0时，数码管的七段应全亮，与输入的译码信号无关。本输入端用于测试数码管的好坏。（4）动态灭零输入端 ：低电平有效。当 1、 0、

9、且译码输入为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。本输入端用于消隐无效的0。如数据0034.50可显示为34.5。（5）灭灯输入/动态灭零输出端：这是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。当作为输入使用，且0时，数码管七段全灭， 和 1且0时，0；其它情况下1。本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。本设计将 、 、都置高电平。11EDA设计共阴数码管选用限流电阻的原理：LED 根据常识我们可以知道，电流大，LED 发光强，但消耗的功率大。电流小，LED LED 不能都消耗在指示灯上， 当然还要考虑电源的功率要满足后面电路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以这个 LED 的正向电流我们选取 20mA，正向压降为3.3V。限流电阻可以根据下式计算： 要求的工作电流选取 IF=20mA，VF=3.3V，电源电压 Vcc=5V:限流电阻 =（5V-3.3V）/20mA=85 欧姆 R=100。11EDA设计在进行本课程设计时，我们可以在 multisim 软件上进行仿真，因此我们可以选择自带译码功能的理想数码管简化电路从而得到实验结果。仿真数码管显示电路如下6.4报警模块电路当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。完成报警功能在进行 multisim 仿真的时候应该给发