實驗二十六籃球競賽24秒定時電路

1、 數(shù)字電路實驗二十六 籃球競賽24秒定時電路一、實驗目的1 掌握常用信號的產(chǎn)生原理。2 了解籃球競賽24秒定時電路的基本原理。3 掌握集成同步十進制加減計數(shù)器的基本原理。二、實驗原理本實驗要實現(xiàn)的籃球競賽24秒定時電路的功能是： 具有顯示24秒計時功能； 設置外部操作開關，控制定時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能； 計時器為24秒遞減計時器，其計時間隔為1秒； 計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出報警信號。 籃球競賽24秒定時電路的總體框圖為：圖26-1 籃球競賽24秒定時電路的總體框圖由上圖可以看出，籃球競賽24秒定時電路一般由秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時序控制

2、電路（簡稱控制電路）和報警電路等5個部分組成。其中，計數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計數(shù)器完成24秒計時功能，而控制電路完成計數(shù)器的直接清零、啟動計數(shù)、暫停/連續(xù)計數(shù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時時間到報警等功能。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號是電路的時鐘脈沖和定時標準，在本實驗中，對此沒有很高的要求，秒脈沖產(chǎn)生電路可以由555集成電路或多諧振蕩器來產(chǎn)生。還可以使用實驗箱中信號源部分的1HZ秒脈沖信號。譯碼顯示電路用74LS248和共陰的七段數(shù)碼管組成。報警電路采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121加外圍電路組成。1 8421BCD碼遞減計數(shù)器74LS192圖26-2 74LS192管腳分布圖。74LS192

3、的具體用法參見實驗十五的實驗原理部分。2 8421BCD碼24進制遞減計數(shù)器圖26-3 24進制遞減計數(shù)器原理圖它是由兩片8421BCD碼遞減計數(shù)器74LS192組成的，如上圖所示。24進制遞減計數(shù)器的預置數(shù)為（0010|0100）8421BCD=（2|4）D。它的計數(shù)原理是：只有當?shù)臀坏亩税l(fā)出借位脈沖時，高位計數(shù)器才作減計數(shù)。當高、低位計數(shù)器處于全零，且為零時，置數(shù)端=0，計數(shù)器完成并行置數(shù)，在端的輸入時鐘脈沖的作用下，計數(shù)器再次進入下一循環(huán)減計數(shù)。3 控制電路 置數(shù)控制電路電路圖如圖26-3，接74LS192的預置數(shù)控制端，當開關S1合上時，=0，74LS192進行置數(shù)；當開關S1斷開時，

4、=1，74LS192處于計數(shù)器工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)了閉合“啟動”開關計數(shù)器置數(shù)和斷開“啟動”開關計數(shù)器開始減計數(shù)的功能。圖26-4 置數(shù)控制電路 圖26-5 時鐘信號控制電路 時鐘信號控制電路電路圖如右上角，它控制1Hz信號的放行與通過。當定時時間未到時，74LS192（2）的借位輸出信號=1，則1Hz信號受“暫停/連續(xù)”開關S2的控制，當開關S2處于“暫停”狀態(tài)時，G3輸出0，G2關閉，封鎖1Hz信號，計數(shù)器暫停計數(shù)；當開關S2處于“連續(xù)”狀態(tài)時，G3輸出1，G2打開，放行1Hz信號，計數(shù)器在1Hz信號的作用下，繼續(xù)累計計數(shù)。當定時時間到時，=0，G2關閉，封鎖1Hz信號，計數(shù)器保持0狀態(tài)不變

5、。從而實現(xiàn)了時鐘信號控制的功能。4、報警電路圖26-6 告警電路圖三、實驗設備與器材1 脈沖源（可以使用實驗箱信號源單元的1HZ脈沖信號和1KHZ信號）。2 數(shù)字邏輯電路實驗箱。3 萬用表等實驗室常備實驗工具四、實驗內容1 測試各觸發(fā)器及各邏輯門的邏輯功能。2 測試集成同步十進制加/減計數(shù)器74LS192的邏輯功能。3 根據(jù)實驗指導書將24秒遞減計數(shù)器與譯碼顯示電路，控制電路，報警電路連成一個完整的24秒定時電路，并畫出完整的電路圖。4 根據(jù)實驗指導書完成實驗，并用萬用表測試74LS192典型管腳的電平變化情況，并寫出詳細的實驗報告。五、實驗步驟1、 將“清零”，“置數(shù)”插孔接任意一個撥位開關

6、輸出孔?！岸〞r脈沖”接信號源單元的1HZ秒脈沖信號。“1KHZ”告警音接信號源單元的1KHZ脈沖信號?！皥缶敵觥苯訐P聲器的輸入端。2、 按下POW101，POW501，使信號源單元和24秒定時實驗上電。3、 將“清零”所對應的撥位開關撥成低電平；“置數(shù)”撥成低電平，完成置數(shù)，置數(shù)完 成后將其置于高電平，則在秒脈沖的作用下，開始從24減計時。將“清零”所對應的撥位開關撥成高電平，則完成清零功能，此時在數(shù)碼管上顯示00。此時重新置數(shù)，然后進行24秒減計時。在減計時的過程中，當按下S501時，即暫停計時，將雙刀雙擲開關彈起，則繼續(xù)減計時。當減計時到0時，揚聲器會發(fā)出短暫的告警提示音，以提醒裁判和球員進攻時間到。六、實驗預習要求1 復習集成同步十進制加/減計數(shù)器的工作原理。2 若用555電路產(chǎn)生秒脈沖信號，如何實現(xiàn)？3 仔細閱讀實驗指導書，分析籃球競賽24秒定時電路的工作原理，畫出各部分的電路圖。七、實驗報告要求1 繪出完整的實驗線路圖，分析、總結實驗結果。2 說明圖26-4中，G1與