篮球秒倒计时的设计.docVIP

附件1： 学 号： 0121210340515 课 程 设 计 题 目 篮球24秒计时器的设计与制作 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师 2014 年 06 月 24 日 目录 目录 2 篮球24秒计时器的设计与制作 3 1设计任务及要求 3 1.1设计任务 3 1.2基本要求 3 2设计原理与方案选择 ....................................................................................................................4 2.1 设计原理 4 2.2设计方案 4 2.3 方案的选择 5 2.4 方案论证 7 3 单元模块的工作原理 8 3.1 8421BCD码递减计数器模块 8 3.2 时钟模块 10 3.3 24进制计数器 11 3.4 译码显示电路 13 3.5控制电路 14 3.6声光报警电路 14 4. 仿真与调试 16 4.1仿真 16 4.2调试方法 16 4.3调试步骤 17 4.4调试中出现的问题及解决方案 17 4.5调试结果 17 参考文献 19 篮球24秒计时器的设计与制作 1设计任务及要求 1.1设计任务 本设计主要能完成： 1.2基本要求 1.2.1初始条件： 具备显示24秒记时功能 计时器为递减工作，间隔为1S 递减到0时发声光报警信号 设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 1.2.2要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 设计任务及要求 方案比较及认证 系统框图，原理说明 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 调试记录及结果分析 对成果的评价及改进方法 总结（收获及体会） 参考资料 2 设计原理与方案选择 2.1 设计原理 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（简称控制电路）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/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。 译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。 图2-1 24秒计时器系统设计框图 2.2设计方案 该篮球竞赛倒计时电路的最重要的部分是24进制计数器，用 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。根据设计要求，本课程设计采用555定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。设计的电路图如下所示： 选取的减计数器电路原理图 2.3 方案的选择 方案一（如图2-1）： 优点：设计思路及电路连接简单，工作速度快，各部分反应灵敏。 缺点：电路稳定性差，信号发生器易受外界干扰输出不稳定波形，有开关抖动，暂停后再计数会产生跃变，集成数码管不稳定。 图2-1 方案一电路原理图 方案二（电路原理图）： 优点：电路稳定性高，大大削弱了开关抖动带来的计数跃变。 缺点：电路较为复杂，易出错。 图2-2 方案二电路原理图 2.4 方案论证 经过对电路功能的分析，整个24秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成。 其中方案一没有消抖模块，在人为使用机械按钮进行操作时会产生机械抖动，而使得数码管显示数值不稳定，但还是可以达到最终目的即最终数值。 方案二的稳定性更高，加入了消抖木块，由电容，电阻连接而成，消除机械抖动，达到高的稳定性。 由于方案一与方案二的其他组成部分大致相同，故选择稳定性更高的方案厄二为最佳方案。  3 单元模块的工作原理 3.1 8421BCD码递减计数器模块 计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加锁计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。 图3-1是74LS192外引脚及时序波形图。图中、是异步并行置数控制端（低电平有效）， 、分别是进位、借位输出端（低电平有效），CR是异步清零端，D3-D0是并行数据输