数字电路-篮球比赛30秒倒计时案例.doc

《篮球竞赛30S计时器》 课程设计说明书 题 目 篮球竞赛30S计时器 学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 2 指导教师 教师职称 目录 一、设计要求··································1 二、电路设计与分析 2.1设计原理·································1 2.2单元模块·································1 1、秒脉冲信号的产生·······························1 计数器········································3 3、时钟信号控制电路······························4 4、显示模块电路·································5 5、报警电路····································6 外部操作开关·························6 设计原理图与电路总图·················6 仿真测试性能 ····························7 总结·····································9 设计要求 篮球竞赛30S计时器的基本要求： 1)具有显示30S计时功能 2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能 3)在直接清零时，要求数码显示器灭灯 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S 5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号 〖主要元器〗： NE555(1)，74LSl92(2)等 电路分析与设计 2.1设计原理 篮球竞赛30S计时器的总体设计方案如下：它主要包括秒脉冲信号，30S计数器，译码显示器部分，报警电路和外部操作开关五部分组成，其中外部操作开关包括接直接清零，启动和暂停/继续。 2.2单元模块 1、秒脉冲信号的产生 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。 NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能 1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8电压Vcc 用555定时器构成多谐振荡器： 用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC/3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2和D端放电,使uC下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环,振荡不停, 电容器C在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电,输出连续的矩形脉冲,其波形如图(b)所示。 图a 图b 输出信号uO的脉宽tW1、tW2、周期T的计算公式: tW1＝(R1＋R2)Cln2 tW2＝R2C ln2 T＝tW1＋tW2＝(R1＋2R2)Cln2 这里的脉数发生器R1 =15 KΩ, R2 = 68 KΩ,C =10 uf 周期