篮球比赛s计时器.docVIP

数字电子技术课程设计 课程设计名称：篮球竞赛30S计时器 专 业：自动化 班 级：080303班 学 生 姓 名 ： 杜卓越（4号） 李宇航（14号） 唐 龙（24号） 于 涛（34号） 指 导 教 师 ：李岩 2010年7月5日——7月9日 长春工业大学电气与电子工程学院 篮球竞赛30秒计时器 一、课题名称 篮球竞赛30秒计时器 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要求进攻方在秒内有一次投篮动作，否则视为违例。设计了一个篮球比赛计时器，可对比赛总时间和各方每次控球时间计时。该计时器采用按键操作、ＬＥＤ显示，非常实用。此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 2．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。 3．计时器为30秒递减计时，其计时间隔为1秒。 4．当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。 三、设计方案 本实验的核心部分是要设计一个30s计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生器、计数器、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等4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30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。系统设计框图如图下图所示。 四、各个电路的功能分析 1、显示电路 此电路通过74LS192的输出：QA、QB、QC、QD直接连4管脚LED灯，直接输出，可以简化电路。 2、脉冲产生电路（555定时器） 电路组成及其引脚 NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在上面） 1地GND 2触发TRI 3输出OUT 4复位RST 5控制电压CON 6门限(阈值)THR 7放电DIS 8电源电压Vcc 555的工作原理 它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器1同相比较端和低电平比较器2的反相输入端的参考电平为和。1和2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接。Vco是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路 触发 阈值 复位 IS 放电端 输出 H 导通 L H 原状态 × H 截止 H × × L 导通 L 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。 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(b)所示。 输出信号uO的脉宽tW1、tW2、周期T的计算公式如下: tW1＝0.7(