籃球30秒倒計(jì)時(shí)器

1、前言.1一 論證.21.1 設(shè)計(jì)原理1.2 設(shè)計(jì)方案 1.3.1 計(jì)數(shù)器電路1.3.2 脈沖發(fā)生電路1.3.3 譯碼顯示電路1.3.4 控制電路1.4 仿真原理圖二 課程設(shè)計(jì)總結(jié).三 參考文獻(xiàn).附錄電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：具有數(shù)字顯示的籃球競(jìng)賽 30S 計(jì)時(shí)器1任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)籃球競(jìng)賽 30S 進(jìn)攻時(shí)間限制計(jì)時(shí)器。2性能指標(biāo)要求：（1）工作時(shí)間可在 130S 內(nèi)任意設(shè)定。（230S 1S LED數(shù)碼管顯示剩余工作時(shí)間，還能顯示到 1/10 秒。即當(dāng)計(jì)時(shí)開始時(shí)顯示出所設(shè)定的總時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí) 10個(gè) 1/10S，顯示器的數(shù)字立即減1。）減 1 計(jì)時(shí)到 7S 時(shí)，發(fā)出三聲低音預(yù)告信號(hào)。(4) 減

2、 1 計(jì)時(shí)到零時(shí)工作時(shí)間到，發(fā)出三聲高聲，并自動(dòng)停止計(jì)時(shí)。(5) 具有暫停/繼續(xù)工作、清零復(fù)位和啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能。3設(shè)計(jì)與測(cè)試按任務(wù)要求，設(shè)計(jì)電路，計(jì)算參數(shù)，選擇元器件。根據(jù)所設(shè)計(jì)電路原理圖，選擇所需元器件連接電路，并按照調(diào)試步驟進(jìn)行調(diào)試。4. 成果要求課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一本。要求：內(nèi)容完整，圖表完備，字跡工整，條理清晰，分析有據(jù)。所用元器件清單電路實(shí)體和仿真。要求：電路必須有仿真結(jié)果（可利用Multisim 實(shí)體必須是自己安裝調(diào)試通過并達(dá)到性能指標(biāo)要求的電路實(shí)體。參考器件：兩片 74LS192、74LS00，叁片 74LS48，一片 555、74LS04、CC40161，共陰 LED顯示器 3 塊，

3、電阻、蜂鳴器、發(fā)光二極管等5答辯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問題。前言能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。中的倒時(shí)器，交通信號(hào)燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機(jī)、還可以用來(lái)做時(shí)間提醒設(shè)備等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何其重要的?；@球作為一項(xiàng)全民健身項(xiàng)目，已有一定的歷史。在中國(guó)，籃球很盛行，籃球是2430設(shè)計(jì)一款30秒計(jì)時(shí)器是非常有必要也非常有前景的。該款計(jì)時(shí)器是在原來(lái)的基礎(chǔ)上把24秒制改為30時(shí)及報(bào)警功能。因此符合比賽中違例判罰的需要。在籃球比賽中，規(guī)定了球員的持球時(shí)間不能超過30秒，否則就犯規(guī)了。本3030秒限制。一旦球員的持球時(shí)間超過了30秒，它自動(dòng)的報(bào)警從而判定此球員的

4、犯規(guī)。本設(shè)計(jì)主要能完成：顯示30秒倒計(jì)時(shí)功能；系統(tǒng)設(shè)置外部操作開關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能；在直接清零時(shí)，數(shù)碼管顯示器全部30秒遞減計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為0.1秒；計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)等。整個(gè)電路的設(shè)計(jì)借助于Multisim 10.0.1仿真軟件和數(shù)字邏輯電路相關(guān)理論知識(shí)，并在Multisim 10.0.1下設(shè)計(jì)和進(jìn)行仿真，得到了預(yù)期的結(jié)果。一 電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)電路1.1 設(shè)計(jì)原理我們可以用 555 時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器來(lái)產(chǎn)生頻率為 10Hz 輸出周期為 0.1 秒的方波脈沖，將該方波脈沖信號(hào)送到計(jì)數(shù)器 74LS192 的 CP 減計(jì)

5、數(shù)脈沖端,再通過譯碼器74LS48把輸入的8421BCD成七段（a，b，c，d，e，f，g）輸出，顯示十進(jìn)制數(shù)，然后在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置開關(guān)或控制電路即可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的直接清零，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈及光電報(bào)警等功能。1.2 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)稱控制電路和報(bào)警電路等 5 個(gè)部分構(gòu)成。其中，計(jì) 30s 示器顯示零。當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，控制電路應(yīng)封鎖時(shí)鐘信號(hào) CP，同時(shí)計(jì)數(shù)器完 30s 1 1；連續(xù)開關(guān)撥在連續(xù)時(shí)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)遞減計(jì)數(shù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 1.1 所示。十位顯示譯碼器個(gè)位顯示譯碼器譯碼器報(bào)警電路計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器脈沖發(fā)生器控制電路圖 1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖在此，提出兩種方案，主要是針

6、對(duì)脈沖發(fā)生電路。方案一是采用 555 構(gòu)成.。另一種方案是用555 構(gòu)成的多諧振蕩器直接產(chǎn)生頻率為 10Hz 的秒脈沖，原理圖如圖.5。相比 74LS161 用于異步清零法分方案來(lái)產(chǎn)生 10Hz 的秒脈沖。圖 1.3 555 管腳圖用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器電路如圖 2.3(a)所示。電路沒有穩(wěn)態(tài),只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài),也不需要外加觸發(fā)信號(hào),利用電源V 通過R 和R 向電容器C充電,使uCC12C逐漸升高,升到 2V /3時(shí),u 跳變到低電平,放電端 D導(dǎo)通,這時(shí),電容器 C 通過電CCO阻 R 和 D端放電,使 u 下降,降到 V /3 時(shí),u 跳變到高電平,

7、D端截止,電源 V2CCCOCC又通過R 和R 向電容器C,振蕩不停, 電容器C在V /3和2V /312CCCC之間充電和放電,輸出連續(xù)的矩形脈沖,其波形如圖 2.3(b)所示。+VCCcR18 4V237V13R25550tt3ouoc1 5C00.01FT（b）圖 1.4 555 構(gòu)成的振蕩電路及即波形輸出信號(hào) u 的脈寬 t 、t 、周期 T 的計(jì)算公式如下:（）OW1W2t 0.7(R R )CW112t 0.7R CW22Tt t 0.7(R 2R )CW1W212根據(jù)要求，該系統(tǒng)中要使 555 構(gòu)成的多諧振蕩電路產(chǎn)生 10Hz 的脈沖，因此 我 們 可 以 令 R = 51k ，

8、 R = 49k ， C= 970nF ， 得 到 周 期12T=0.7k 249k)0.9710 0.101s，即按照?qǐng)D 2.4 連接的電路就可以產(chǎn)生610Hz 的方波脈沖。圖 1.5 555 定時(shí)器構(gòu)成的多系振蕩電路圖 1.6 74LS192管腳圖74LS192具有下述功能：3210異步置數(shù)：MR=0， ，Q Q Q Q D D D D 。32103210UD3210UD3210UD3210試燈輸入LT動(dòng)態(tài)滅零輸出 RBOBI/RBO 作為輸出使用時(shí)，受控于LT 和 RBI。當(dāng)LT1 且 RBI0，輸入代碼DCBA=0000 LT=0 或者 LT1 且 RBI1，則RBO=1。該端主要用于

9、顯示多位數(shù)字時(shí)，多個(gè)譯碼器之間的連接。對(duì)輸入代碼 0000，譯碼條件是：LT和 RBI 同時(shí)等于 1，而對(duì)其它輸入代碼則僅要求 LT1 g輸出的電平是由輸入 BCD碼決定的，并且滿足顯示字形的要求。74LS48的功能表如下：74LS48功能表DCBA0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111xxxx0000 xxxxa1011010111000100001b1111100111001000001c1101111111010000001e1010001010100010001fg0011111011111110

10、001HxxxxxxxxxxxxxxxxLx11000111011001110001021314051617081901101100HLL0H1表 1.1 74LS48的功能表321032103210圖1.12 脈沖發(fā)生電路圖2.12 30秒倒計(jì)時(shí)器整體電路圖這是該計(jì)時(shí)器的一個(gè)簡(jiǎn)單的工作流程。二 課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)需要的是活學(xué)活用所涉及的知識(shí)。在兩周與小組同學(xué)的交流中，我認(rèn)識(shí)到合作的重要性。在本次的課程設(shè)計(jì)中通過自己選題，找材料，分析、設(shè)我其它方面的能力。在設(shè)計(jì)中，我充分應(yīng)用我們所學(xué)的知識(shí)，例如：集成電路74LS系列、三極管、二極管、整定時(shí)器555等元件的應(yīng)用。這次實(shí)踐使我受益Multisim 10.0.1,由證。力。的知識(shí)，并利用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助分析和設(shè)計(jì)，這對(duì)我們是有益的。實(shí)的作風(fēng)。三 參考文獻(xiàn)1孫人杰，電路數(shù)據(jù)手冊(cè)TTL電路電子工業(yè)出版社2唐穎，數(shù)字電路重慶大學(xué)出版社4楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)（第二版）.北京：高等教育出版社5胡宴如.