篮球竞赛30秒计时器实验报告.docVIP

摘要时钟是人类日常生活中必不可少的工具，本设计从日常生活中常见的事物入手，通过对计时器的设计，不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对科学的热爱。本课程设计设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电两路个部分。关键字 计时器 光电报警 模块化前言在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒（现在规定为24秒），否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号。 实现方案：应用双时钟加、减同步可逆计数器74LS192来实现倒计时功能,在功能选择过程中选择减计数功能。在显示零秒亮灯报警电路中，应用组合电路及二极管发光条件来实现该功能。显示电路用74LS48译码及7段数码管来显示倒计时。第一章 篮球三十秒计时器设计要求及方案比较1.1 设计要求[课题名称]:篮球三十秒计时器[基本要求]:1、具有显示三十秒计时功能;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、计时器为三十秒递减时,计时间隔为一秒;5、计时器递减计时到零时,数码显示不能灭灯,同时发出光电报警信号。[主要参考元器件]：NE555﹑74LS161﹑74LS192 。1.2 方案比较 本课程设计中，我们组接触到了两个脉冲信号发生电路的方案，两个方案如下：方案一是电路由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。??????????????? ?????电路中利用CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，其最高分频数为16384；另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。方案二是用555定时器构成一个多谐振荡器，为电路提供芯片工作的脉冲信号。其电路图如下： 图1-1 555构成的秒脉冲发生器方案选择:由于本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高，并且方案二中用CD4060和分频器构成的基准秒脉冲发生电路较于前者要复杂的多，并且第一种方案更具有更少的经济支出，所以，我们选用了方案二，用555定时器构成电路中的脉冲信号发生器。第二章 系统组成及工作原理2.1 系统组成本课程设计主要包括秒脉冲发生电路、计数电路、数码显示电路和报警电路、控制电路。其系统设计框图如下：LED显示脉冲发射器LED显示脉冲发射器计时器译码器清零置数暂停/继续图2-1系统设计框图2.2工作原理2.2.1脉冲发生器设计中采用NE555来产生一秒的脉冲信号。555HYPERLINK /view/281961.htm定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。其产生脉冲的原理为：用555定时器构成多谐振荡器电路如图(2-2-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,电容器C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(2-2-b)所示。8 478 476 555 321 5R1R2ucC+VDDuo0.01μFtuo0tw2tw1tuc0T 图2-2-a 图2-2-b2.2.2译码显示译码显示电路由74ls48和共阴极七段LED显示器组成。4LS48为4线－七段译码器/驱动器（BCD输入，有上拉电阻），其输出端（Ya－Yg）为高电平有效，可驱动灯缓冲器或共阴极VLED。 当要求输出0－15时，消隐输入（BI）应为