篮球比赛30秒倒计时电路设计.docVIP

篮球竞赛30s倒计时的设计 1课程设计背景 二十一世纪，人类迈入信息时代，电子科学技术在人们生活中的运用越来越普遍。运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。 （2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能； （3）计时器为30S递减计时器，其计时间隔为1S； （4）计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号 3设计任务及目标 （1）根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的安装、调试，直到电路能达到规定的设计目标； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 4课题设计框图 5电路设计 5.1设计原理 分析设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。为满足设计要求，设计控制电路及控制开关时，应该正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零时，要求计数器清零，数码显示器为零。当置数开关闭合时，控制电路应该封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样。当启动开关闭合时，计数器开始进行递减计数；当暂停/连续开关断开计数器停止计数，处于保持状态；当暂停/连续开关闭合时，计数器继续递减计数。当计数器递减计数到零时（即定时时间到），控制电路发出报警信号。 5.2设计方案 用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲，即输出周期为1秒的方波。利用2个74LS192作为计数模块，最后通过两个带有译码功能的数码管显示。 6单元模块 6.1脉冲模块 利用555集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压下降到1/3Vcc，比较器C2工作输出电压变为高电平，C放电终止，Vcc通过R1、R2又开始充电；周而复始，形成振荡。则其振荡周期与充放电时间有关，也就是与外接元件有关，不受电源电压变化影响 计算公式（T1 电容C充电时间，T2 电容C放电时间， q占空比） T1=R1Cln2 T2=R2Cln2 q=R1/R1+R2 T=T1+T2 为使占空比达50%、T=1s两个电阻应当取值一致，C依经验取值10uf，抗干扰电 容C2 去0.1uf，则通过计算R1 R2 应当取值为72KΩ。 555多谐振荡电路图 秒脉冲仿真图 芯片NE555 NE555是时基集成电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。? NE555内部管脚图 6.2计数模块 倒计时模块设计原理图如下图 计数电路选用两片74LS192进行设计，74LS192是十进制计数器，有“异步清零”和“异步置数”功能，且有进位和借位输出端。两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（0011 0000）=（30）10，只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。1片74LS192构成1秒减计数电路（即个位）。74LS192的引脚图和功能表如图所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPu=1，计数脉冲加入个位74LS192引脚CPD脚，当减计数到零时，个位 74LS192的端发出错位脉冲，使十位计数器减计数，当高、低位计数器处于全零时，在芯片74LS04和74LS03的作用下锁住不在计时。 倒计时模块设计原理图 设计原理如下： （1）电阻 74LS192芯片的最大工作电流是34mA,最小电流不定，所以在于“清零”“启动”开关J1、J2串联的电阻不应小于147Ω,故我选取常见的1k电阻。 （2）开关J1 开关J1的作用是置数和启动，当开关拨向VCC端，芯片开始减数；拨向接地端，芯片预置数。 （3）开关J2 开关J2的作用是异步清零，当开关拨向VCC端芯片异步清零；当开关拨向接地端，芯片处于减数状态。 （4）开关J3 开关J3的作用是暂停和连续，当开关断开时暂停，开关闭合时连续。 （5）00状态的保持