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1、学 号： 课 程 设 计题 目篮球竞赛24秒计时器学 院自动化学院专 业自动化班 级自动化0902姓 名李鑫指导教师杨莉 林伟2011年6月30日目录摘 要2ABSTRACT3第1章 设计任务及基本要求41.1设计任务41.2基本要求4第2章 电路框图及工作原理42.1电路框图42.2 设计方案5第3章各单元电路的设计53.1 24进制计数器的设计53.2数码显示电路的设计73.3秒脉冲的设计83.4各控制开关的设计93.5报警电路的设计113.6整机工作原理12第4章 电路仿真12第5章 数字电路的连接与调试14结论15参考文献16附录一 篮球竞赛24秒计时器总电路原理图17附录二 原器件清
2、单表18摘要电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识与实践能力相结合的重要环节，是真正锻炼学生能力的环节。为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。 本设计主要能完成：电路具有24秒时间显示功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的置数、启动/连续和暂停功能；计数过程中，无论处于何种状态，当按下置数键时，计数重新开始；计时器为递减计时，其计时间
3、隔为1秒；当计时器递减计时到零时，显示器显示00，同时发出CP同步闪烁报警信号等。整个电路的设计借助于Proteus仿真软件以及数字电路相关理论知识，得到了预期的结果。关键词：24秒计数 报警 清零 暂停 ABSTRACTElectronic course design of electronic technology is very important in the study of a link, the theory and practice is an important link of combining ability, is the real exercise students
4、ability link. For in the future of the complex electronic system integrated design and commissioning to lay the foundation.In many fields are the timer used widely, such as in sports, timing alarm, the game down the traffic signal lights, and when the traffic lights, traffic lights, QianHao control
5、machine, still can be used as all kinds of pills, tablets, capsules in the specified time remind drug use and so on, from this visible timer in the application of the modern society is a very common.This design main can finish: circuit has 24 seconds time display function; External operation switch
6、system Settings, control the timer for number, start/continuous and suspension function; Counting process, in whatever state, when you press the number keys, count for start again; Timer for the timing, the time interval diminishing for 1 second; When the timer diminishing the house of time, display
7、, also issued CP synchronous flash alarm signals, etc. The whole circuit design of Proteus by simulation software and digital circuit related theory knowledge, got the expected results.1设计任务及要求 1.1设计任务本设计主要能完成：在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，
8、它就自动报警从而判定此球员的犯规。1.2基本要求 1 电路具有时间显示功能；2 要求电路为24秒递减计时，每隔1秒钟，计时器减1；3 要有外部开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时功能；4 当计时器倒计时为零时，即定时时间倒，显示为零，同时发出声光报警信号。5 严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。2 电路框图及工作原理2.1电路框图24秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。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
9、计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但是设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路组成的多谐振荡器构成。译码显示电路由74LS48(译码器)和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在试验中可用发光二极管与蜂鸣器组成。秒脉冲发生器计数器译码显示控制电路报警电路外部操作开关图2-1 24秒计时器系统设计框图2.2设计方案本设计中， 24进制计数器是整个电路的核心部分，我们选择74LS192进行24进制同步减法计数。同时选择74LS48作为BCD码译码器来对7段数码显示管进行译码驱动，选择两个七段数码显示管进行显示。根据
10、设计要求，本课程设计采用555计时器制成的多谐振荡器，对24进制计数器进行秒脉冲的输入。在本设计中，因为我们需要对其进行暂停、清零、报警等控制，所以我们使用了三个开关来控制计数器的各功能的实现，同时为了实现蜂鸣器的正常报警，我们同时选用555计时器对三极管实现高频率脉冲输入。从而实现了各种功能的。3 单元电路的设计 3.1 24进制计数器的设计根据设计要求，本设计需要实现24进制递减功能，所以本设计采用十进制同步减法计数，因此使用2片74LS192集成芯片来实现计数功能。十进制可逆计数器74LS192引脚排列及逻辑符号如图3-1-1（a）、（b）所示，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能。
11、图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。其功能表如下图3-1-2所示：（a）引脚排列 (b) 逻辑符号图3-1-1 74LS192的引脚排列及逻辑符号? 输入? 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0?1?0000?0?0?dcbadcba?0?11? 加计数?0?1?1? 减计数?图3-1-2 74LS192的功能表在本次设计中，因为我们要实现24进制计数功能，所以我们首先应该对计数器进行置数，由于（24）10=（00100100）8421BCD所以要先对741192
12、两芯片进行置数，令第一块集成块的置数端Q3Q2Q1Q0=0010，令第二块的为Q3Q2Q1Q0=0100。把 第二块芯片的借位端 与第一块芯片的脉冲输入端相连，从而进行实现借位功能。电路接线如图3-1-3图3-1-3倒计时电路3.2 数码显示电路的设计在本设计中，根据设计的要求，我使用74LS48译码器来驱动共阴极数码显示管， 74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和系统的显示系统中，下面是74LS48芯片的一些参数与应用技术等资料。74LS48的引脚图和功能表分别如图3-2-1和表3-2-2所示。 图3-2-1 表3-2-2 74LS48的功能表输入输出字形数
13、字LTRBID C B ABI/RBOa b c d e f g012345678911111111111XXXXXXXXX0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 111111111111 1 1 1 1 1 01 1 0 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 11 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 10123456789消隐脉冲消隐灯测试X10X0XXXX
14、X0 0 0 0XXXX0010 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 18七短数码显示管的引脚图如图3-2-3所示，其中3脚和8脚相连为公共端，在电路中接地，6脚为小数点引脚，设计中不需要对其处理。图3-2-3七短数码显示管的引脚图3.3 秒脉冲的设计根据设计要求，本电路需要产生间隔为一秒的时间脉冲，完成正确的计数功能。所以选择555定时器来设计此模块。从而产生标准的秒脉冲。1器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。2自激多谐振荡器图3-3-1所示为自激多谐振荡器电路和波形图。自激多谐振荡器用于产生连续的脉冲信号
