课程设计—24s计时器

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1、电子课程设计——篮球24S计时器学院：电子信息工程学院班级：自动化091501姓名：吕文波学号：200915040120指导老师：柴婷婷2011年12月14目录：一、设计任务及要求3二、总体框图3三、选择器件5四、功能模块7五、总体设计电路图11六、参考文献13七、心得体会1414篮球24S计时器一．设计任务与要求1、有显示24秒的计时功能2、置外部操作开关，控制计时器的直接清零，起碇和暂停连续功能3、计时器喂24秒递减计时器，其间隔为1秒4、计时器递减计时到0时，数码显示器不能灭灯应发出光电报警信号二．总体框图1、设计框图图1总体框图2、秒脉冲发生器秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度

2、的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555定时器构成等。14不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。在设计中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的频率很低的振荡器有一定的难度工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。3、24秒减法计数器：

3、24秒减法计数器可以采用74LS160或者74LS192进行设计，在本设计中采用74LS192设计，74LS192是十进制同步加法

4、减法计数器，具有直接清零异步置数功能。(74LS192功能表如图1所示)表174LS192功能表：CPUCPDLD'CR操作××00置数↑110加计数1↑10减计数×××1清零4、控制电路按照系统的要求，电路应该完成以下4个功能；1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。2）当启动按键闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，显示器显示24秒字样。当启动按键释放时，计数器开始减法计数。3）当暂停连续开关处于暂停状态时，控制电路封

5、锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持状态不变。5、显示电路在设计过程中采用四输入数码管，来显示数字变化。6、报警电路14采用发光二极管作为报警灯，当灯亮时视为报警信号。三、选择器件各器件介绍：1).74LS192:为可预置的同步十进制双时钟加减法计数器，它具有上升沿有效地加计数时钟端UP和减计数时钟端DOWN；该计数器具有异步清零端，当清零信号CLR为高电平时，实现清零功能；该计数还有异步置数

6、功能，当置数信号LOAD为低电平时，实现预置数；当计数器加计数，且计数值为9时，进位端CO输出宽度等于加计数脉冲UP的低电平脉冲，当计数器减计数，且计数值为0时借位端BO输出宽度等于减计数脉冲DOWN的低电平.2).555定时器555定时器可以组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。3).非门74LS04144).三输入与门74LS105).二输入与门74LS006).四输入显示器7).LED灯148).电阻表2器件列表序列号名称型号备注序列号名称型号备注1G174LS049R110KΩ1/8W2G274LS1010R210KΩ1/8W3G374LS0011R310KΩ1/8W4G47

7、4LS0012R410KΩ1/8W5N574LS19213R5100Ω1/8W6N674LS19214S1开关7LEDD1红色15S2开关855516S3开关单刀双掷四、功能模块1.秒脉冲发生器的工作原理它由比较器1和比较器2非门G1G2组成的SR锁存器和放电三极管Q1组成。比较器1的反相端是阈值输入端；若是同相端不外接控制信号，则是电阻分压得到的参考电压三分之二Vcc。比较器2的同相端是触发端；反相端是电阻分压得到的参考电压三分之一Vcc。当放电晶体管导通时，放电端于地相连。14在复位端加低电平信号，锁存器复位，可以使输出Vo低电平。正常工作时，复位端应该加高电平。控制端所加电压可以改变

8、比较器1同相端，比较器2反向端的电压值，因此也就改变了比较器1反相端的阈值电压和比较器2同相端触发电压。若是控制端不外接电压，则比较器1同相端的电压为三分之二Vcc，比较器2反相端的电压为三分之一Vcc。为了提高电路的负载能力，输出端设置了缓冲器G4。双极性定时器555的电源电压范围是5～16V，最大负载电流达200mA，CMOS型定时器555的电源范围是3～18V，最大负载电流为4mA。定时器555的输出高电平近似等于