课程设计--篮球竞赛24秒计时器

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1、一、课题名称二、内容摘要本设计主要是完成篮球竞赛24秒计时器，显示24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，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为24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等。整个电路的设计借助于Multisim10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期的结果。关键字：计时器；数码显示器；Multisim随着信息时代的到来，

2、电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，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，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24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24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

3、器灭灯；计时器为24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等。三、设计内容及要求1.2.1基本要求(1）显示24秒计时功能。（2）控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。（3）计时器为24秒递减计时器。（4）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。1.2.2设计任务及目标（1）根据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）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；（4）写出完整、详细的课程设计报告

4、。四、方案论证及比较本设计的核心部分是要设计一、个24s倒计数器，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电路，计数器电路，译码显示电路，控制电路和电路报警电路5部分。其中，计数器电路和控制电路时系统的主要部分。计数器电路完成24s倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动记数、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

5、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24S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，出于保持状态；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（1）、（2）。（1）方案1：秒脉冲发生器计数器译码显示控制电路报警电路外部操作开关图1整体方框图一（2）方案2：秒脉冲发生器计数器控制电路报警电路译码显示外部操作开关图2整体方框图二方案一的控制电路对每一单元模块实行独立的控制，相对与方案2电路更具有稳定性，

6、所以我们选择方案1。五、单元电路的设计、参数计算和器件选择3.2.1标准脉冲发生电路的设计秒脉冲发生电路产生的信号是电路的时序脉冲和定时标准，本电路采用555集成电路构成。图3标准秒脉冲发生电路标准脉冲电路如上图所示[1]，它由555定时器组成的多谐振荡器，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和R2向电容C2充电，其上电压按指数规律上升，当UC上升至2/3VCC，使3脚输出为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C2通过R2和T放电，2脚处电压下降，当2脚处电压下

7、降到VCC/3时，3脚处电压翻转为高电平，电容C2放电所需的时间为（1）当放电结束时，T截止，VCC将通过R1，R2向电容C2充电，2处电压由VCC上升到2/3VCC所需时间为（2）当UC上升到2/3VCC时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波。定时元件为15kΩ、为68kΩ、C为10μF，产生1Hz的标准脉冲信号，振荡器振荡频率计算公式（3）3.2.2计数器电路的设计74ls192功能表图4计数器及译码显示电路计数器采用74LS192同步可逆双时钟计数器[5]，其

8、管脚引线排列图如图4所示。74LS192的UP/DOWN端分别是加/减计数器的时钟输入端。在置数控制端LOAD=1.清零端CLR=0的情况下，若DOWN=1，计数脉冲加入到UP端，则计数器在预置数的基础上完成加计数，CO端发出进位负脉冲，若UP=1，计数脉冲加入到DOWN端，则计数器在预置数的基础上完成减计数，当减计数到0时，BO借位输出端发出借位负跳变脉冲。LOAD为异步并行置数端，