篮球24秒倒计时器设计
篮球比赛24秒计时器设计.
课程设计题目篮球比赛24秒计时器设计学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师年月日目录引言1 设计意义及要求 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2.1 设计思路 (3)2.1.1电路要求 (3)2.1.2方案一电路设计原理 (3)2.1.3 工作原理 (4)2.1.4方案二电路设计原理 (5)2.3方案比较 (6)3部分电路设计 (7)3.1 时钟脉冲电路 (7)3.2 计时电路 (8)3.3 停止控制电路 (9)3.4 警报提示装置 (10)4 调试与检测 (11)4.1 调试中故障及解决办法 (11)4.2 调试与运行结果 (11)5 仿真操作步骤及使用说明 (13)结束语 (14)参考文献 (14)附录电路图 (15)本科生课程设计成绩评定表引言很多人都看过篮球比赛,篮球比赛时,我们会发现每次进攻都会进行24秒倒计时,当计时到零时就会出现声光报警。
篮球的24秒计时器只是计时器的一种。
在生活中,我们经常会看见各种计时器,例如,在十字路口的红绿灯上我们会看到一个34秒计时器;我们经常看到的电子表也是计数器的一种;在体育课上老师用的秒表也是一种计时器。
计时器给我们的生活带来了很大的方便,可以说我们的生活离不开计数器。
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计了篮球竞赛24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。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便地实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。
本设计完成的中途计时功能,实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能,在社会生活中也具有广泛的实用价值。
通过本次课程设计,可以了解计时器的组成和原理以及许多应用,为设计更复杂的计时器打好基础。
同时通过本次课程设计也能提高学生的设计电路,排查故障,思考问题等多种能力。
1 设计意义和要求1.1设计意义生活中很多地方都用到计时器,例如交通信号灯上有34秒倒计时装置,我们经常用的数字手表也是计时器的一种。
篮球竞赛24秒倒计时器
目录第一章:设计任务及要求、目标 (2)第二章:设计原理、电路设计及仿真 (2)2.1 设计原理及方案 (2)2.2 单元模块设计及仿真 (3)2.2.1 秒信号源设计与仿真 (3)2.2.2 74LS192设计与仿真 (4)第三章:电路的仿真、安装与调试 (6)第四章:问题及分析、解决及总结 (7)附录一: (9)附录二: (10)篮球竞赛24秒倒计时器第一章:设计任务及要求、目标1.1,设计任务及要求1)具有准确的24 s倒计时显示功能,计时器为24 s递减计数;2)设置外部操作开关,启动和暂停/连续功能,3)计时器为24 s递减计时器,计时时间间隔为1s;4)计时器递减计时至0时,能发出光电警报信号。
1.2,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模块的管脚及其功能;(3)进行电路的安装、测试,知道电路能达到设计目标;(4)写出完整、详细的课程设计报告。
第二章:设计原理、电路设计及仿真:2.1,篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。
图(1)图(2)根据原理图,进行仿真实验,图(2)是我们仿真时的连线图(1);计数译码显示部分:计数器构成8421BCD码24进制递减计数器,用74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。
(2);秒信号源产生电路:用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。
(3);时序控制部分:工作时,启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲(CP),与此同时,产生预置信号,使数码管显示24字样。
启动开关断开,开始递减计数。
当开关2断开时,此时暂停计数;并处于保持状态;当开关2闭合时,计数器继续递减计数。
当计数到零时,LED警报灯亮,停止计数。
2.2 单元模块的设计及仿真在本次课程设计中,我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。
下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。
2.2.1 秒信号源的设计与仿真为产生秒信号,所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路,通过计算可以确定参数的取值:110R K =Ω,22R K =Ω,2110,1;C F C nF μ==因此,产生的脉冲周期为:()1220.720.0980.1T R R C s s =+=≈,再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频,使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s 。
篮球比赛24秒计时器设计报告
篮球比赛24秒计时器设计报告篮球比赛中的24秒计时器是指用于计时进攻方在进攻时所剩时间的设备。
它是篮球比赛中重要的计时工具之一,对比赛的进行起着关键的作用。
本设计报告将对篮球比赛24秒计时器的设计进行详细介绍。
1.设计目标:本设计的目标是设计一款功能完善、易于操作、准确可靠的篮球比赛24秒计时器。
它应具备以下特点:(1)界面简洁直观,便于比赛工作人员和观众使用;(2)计时准确可靠,能够精确显示剩余时间;(3)操作简便,能够方便地启动、暂停和重置计时器;(4)耐用性强,能够长时间稳定工作。
2.系统组成:本设计的篮球比赛24秒计时器由以下几个主要部分组成:(1)显示屏幕:采用LED或LCD显示屏,能够清晰、直观地显示剩余时间;(2)控制面板:包括启动按钮、暂停按钮、重置按钮等,用于控制计时器的启动、暂停和重置操作;(3)倒计时控制模块:用于计时功能的实现,能够按照设定的时间进行倒计时,并在倒计时结束后发出警示信号;(4)供电模块:提供计时器所需的电源。
3.设计原理:(1)启动和暂停功能:通过控制面板上的启动按钮和暂停按钮实现。
(2)重置功能:通过控制面板上的重置按钮实现,将计时器恢复到初始状态。
(3)倒计时功能:倒计时控制模块根据设定的时间进行倒计时,每秒更新显示屏上的剩余时间,并在倒计时结束时发出警示信号。
(4)警示信号:在倒计时结束后,发出蜂鸣器声音或闪烁的警示灯,提醒比赛工作人员和观众时间已经用完。
4.设计细节:(1)显示屏幕的设计:选择合适的LED或LCD显示屏,确保显示效果清晰、亮度适中。
(2)控制面板的设计:控制面板上的按钮应具备良好的触感,操作简便、可靠。
(3)倒计时控制模块的设计:采用微控制器或计时芯片实现倒计时功能,并与显示屏和控制面板进行适配。
(4)供电模块的设计:选择合适的电源适配器或电池供电,确保供电稳定可靠。
5.总结与展望:通过对篮球比赛24秒计时器的设计,实现了上述目标,并对各个部分的设计细节进行了详细阐述。
篮球比赛24秒计时器的设计
赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名:班级:电子信息工程09级学号:时间:2011年 6 月15日图1-1 24秒计时器系统设计框图1.2 单元电路设计1.2.1秒脉冲发生器用555与74LS161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。
公式计算:T1=(R1+R2)Cln2;T2=R2Cln2;振荡周期T = T1+T2=0.7 ( R1 + 2R2) C =0.1 (s)若取C=10μF,结合实际选取电阻为R1=5.1K,R2=4.7K再通过74LS161计数产生秒脉冲图1-2 555多谐振荡电路图1.2.2 计数电路计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计,74LS192是十进制计数器,具有“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(0001 1000)=(24)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CP D脚,当减计数到零时,个位74LS192的CO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,CPD(DWN)端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下次循环减计数。
课程设计-篮球24秒计时器设计
课程设计-篮球24秒计时器设计1. 引言篮球是一项流行的运动项目,而篮球比赛中的24秒计时器被广泛应用。
24秒计时器的作用是规定进攻球队必须在24秒内射门。
本文将详细介绍篮球24秒计时器的设计思路和实现方法。
2. 设计目标本课程设计的目标是设计一个实时计时的24秒计时器,要求能够准确地显示剩余时间,并提供简单的控制功能。
3. 设计思路3.1 硬件部分为了实现一个可靠的24秒计时器,我们需要选用合适的硬件组件。
以下是主要的硬件组件和功能设计: - 显示屏:用于显示计时器的剩余时间。
- 开始/停止按钮:用于开始或停止计时器。
- 复位按钮:用于将计时器复位为24秒。
- 蜂鸣器:用于发出警报声,提醒比赛方双方。
3.2 软件部分在硬件部分的基础上,我们需要编写相应的软件代码来实现计时器的功能。
以下是主要的软件设计思路: - 初始化:启动计时器时,显示屏显示24秒,计时器停止。
- 开始计时:按下开始按钮后,计时器开始倒数计时,显示屏实时更新倒计时的剩余时间。
- 停止计时:按下停止按钮后,计时器停止计时,显示屏停止更新。
- 复位计时:按下复位按钮后,计时器复位为24秒,显示屏重新显示24秒。
- 警报:当计时器倒计时为0秒时,蜂鸣器发出警报声,提醒比赛方双方。
4. 实现方法4.1 硬件实现硬件实现主要包括连接各个硬件组件,以及编写相应的硬件控制代码。
以下是硬件实现的步骤:1. 连接显示屏和主板,确保显示屏能够正常工作。
2. 连接开始/停止按钮和主板,通过按下按钮来控制计时器的启动和停止。
3. 连接复位按钮和主板,通过按下复位按钮来复位计时器。
4. 连接蜂鸣器和主板,确保能够正常发出警报声。
4.2 软件实现软件实现主要包括编写相应的代码来控制硬件组件的工作。
以下是软件实现的步骤: 1. 初始化计时器,设置剩余时间为24秒,并停止计时。
2. 监听开始/停止按钮的按下事件,根据按钮状态来控制计时器的启动和停止。
篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析
24秒倒计时器的设计与仿真分析篮球比赛1.电路设计分析为了加快比赛篮球比赛中除了有总时间倒计时外,计时器在许多领域均有普遍的应用,秒内有一次投篮动作,否则视为违例。
节奏,新的规则还要求进攻方在24秒倒计时器”从数字电路角度讨论,实际上就是一个二十24本设计题目的“篮球比赛四进制递减的计数器。
电路设计技术指标⑴①能完成24秒倒计时功能。
②完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。
⑵方案论证秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码经过对电路功能的分析,整个24 器、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成,如图4 - 38所示。
方案实现(3) ①秒脉冲发生器。
、C构成多谐振荡器。
秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R21f?。
,即Hz1经过计算得到输出脉冲的频率为秒(1 s)所示。
4 - 24本例中的秒脉冲发生器采用应用电路二中的秒脉冲发生器电路即可,如图因为技术指标是一样的,不用再重新设计。
②计数器。
同步十进制可计数器由两片74LSl92 逆计数器构成。
功能简介如下:具有清除和74LSl92其引脚排列及逻辑符号如图置数等功能,PL为加其中为置数端,CP4 - 39所示。
U TC 为非同步CP为减计数端,计数端,D U TC为非同步借位输出端,进位输出端,D为MRP3为计数器输入端,P2P0、P1、、Q3为数据输出端。
、、、清除端,Q0Q1Q24/ 1所示。
74LSl92的图形符号如图4 - 40仿真软件Multisim 10中为加计UP为置数控制端,CLR 为清零端,C、D为置数输入端,~LOAD其中A、B、~为非同步进位输出端,~CO、QC、QD为数据输出端,数端,DOWN为减计数端,QA、QB 为非同步借位输出端。
BO本例为利用减计数端输入秒脉冲信号,进行减法计数,也就是倒计时。
这时计数器按端连接,实现DOWN74LSl92的842l码递减进行减计数。
利用借位输出端~BO与下一级计数器之间的级联。
单片机的篮球24秒计时器开发设计及电路图
目录摘要 (I)1篮球计时器概述 (1)1.1 篮球竞赛24秒计时器功能 (1)1.2篮球计时器实物图 (1)1.3 主要参考器件 (2)1.4 单片机的概述 (2)1.4.1 AT89C51单片机简介 (2)1.4.2 AT89C51单片机引脚功能简介 (2)2 硬件设计 (4)2.1 设计原理 (4)2.2 硬件设计流程图 (4)2.2.1功能单元模块 (5)2.3 硬件设计电路图 (7)3 软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2程序设计 (10)3.3 仿真及仿真结果 (13)4 课程设计体会 (15)参考文献 (16)摘要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24秒内有一次投篮动作,否则视为违例。
以下为一个篮球比赛计时器,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。
本课程设计介绍了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计,包括AT89C51、6个八段显示LED、上电复位电路、时钟发生电路等基本模块的设计。
其功能主要有:一场篮球比赛共分四节,每节12分;每次进攻为24秒,计时器的显示均为倒计时方式,24秒计时用两位数码管显示;所有的计时都要具有暂停、继续、清零;当球员的持球时间超过24秒时,24秒倒计时减为零且有声光提示。
本次课程设计是采用单片机汇编语言实现倒计时24秒篮球比赛计时器。
关键词:AT89C51;LED数码管;按键;模块1 篮球计时器概述1.1 篮球竞赛24秒计时器功能随着信息时代的到来,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中不可缺少的一部分。
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。
大多数篮球计时器的主控芯片为AT89C51,采用12MHz晶振,P0.0-P0.7作键盘输入。
24秒计时开始,A3为24S复位开启键(投篮或交换控球时按下此键); A4为24秒计时停止键(没有违例);A5为24秒计时同时启动键;A6为总计时和24S计时同时停止键。
篮球24秒倒计时器课程设计报告
篮球24秒倒计时器课程设计报告篮球24秒倒计时器课程设计报告一、引言篮球24秒倒计时器是一种用于控制比赛时间的装置,它在篮球比赛中起着至关重要的作用。
本课程设计旨在让学生了解并掌握篮球比赛中倒计时器的原理、构造和使用方法,培养学生的实践能力和团队合作能力。
二、课程目标1. 理解篮球比赛中倒计时器的作用和原理;2. 掌握篮球倒计时器的构造和基本原理;3. 学会使用篮球倒计时器进行比赛时间的控制;4. 培养学生的实践动手能力和团队合作能力;5. 培养学生的创新思维和问题解决能力。
三、课程内容1. 倒计时器的作用和原理1.1 球场上的时间控制需求1.2 倒计时器的基本原理和工作原理2. 倒计时器的构造与组成2.1 电路设计原理2.2 显示屏和控制按钮的安装与连接2.3 电源供应和保护措施3. 篮球倒计时器的使用方法3.1 倒计时器的开机和设置3.2 倒计时、暂停和复位功能的操作3.3 倒计时结束后的提示和处理4. 实践操作与应用4.1 学生分组进行倒计时器的组装和调试4.2 学生进行实际比赛时的倒计时器操作4.3 学生团队合作,解决倒计时器故障和问题四、教学方法1. 理论与实践相结合的教学方法,讲解篮球倒计时器的原理和构造,并进行实际组装和操作演示;2. 学生分组进行实践操作,培养学生的实践动手能力和团队合作意识;3. 开展小组讨论和展示,让学生分享倒计时器使用的心得和体会;4. 引导学生运用所学知识解决倒计时器故障和问题,培养学生的问题解决能力。
五、教学评估与考核1. 实践操作评估:对学生进行倒计时器的组装和调试评估;2. 操作演示评分:对学生进行倒计时器的操作演示,评估其操作技巧和熟练程度;3. 问题解决评估:对学生解决倒计时器故障和问题的能力进行评估;4. 课程设计报告评分:对学生提交的课程设计报告进行评分。
六、总结通过本课程设计,学生将能够全面了解篮球24秒倒计时器的作用和原理,掌握其构造和基本原理,并能够熟练使用倒计时器进行比赛时间的控制。
基于AHDL语言的篮球赛24秒倒计时器设计
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 65【关键词】AHDL 语言 倒计时器 Quartus Ⅱ CPLD1 引言随着篮球运动的普及和NBA 比赛在世界的风靡,篮球比赛的24秒倒计时器已被广泛采用。
AHDL 语言是一种支持Altera 公司器件的硬件描述语言,是一种模块化的高级语言。
AHDL 语言易学、易用且功能强大,对于复杂组合逻辑电路设计与时序逻辑电路设计都完全胜任。
Quartus Ⅱ是Altera 公司的综合性CPLD/FPGA 开发软件,拥有AHDL 、VHDL 、VerilogHDL 以及原理图等多种设计输入形式,功能强大,界面友好,内嵌自带的综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD 设计流程。
本文基于AHDL 语言在Quartus Ⅱ软件中设计了篮球赛24秒倒计时器。
2 总体方案设计篮球赛24秒倒计时器的总体方案结构如图1所示,包括高频率脉冲信号、分频电路模块、递减计数器电路模块、声光报警装置、2个译码电路模块、数码管动态扫描驱动电路模块和数码管等。
高频率的脉冲信号通过分频电路模块进行分频,输出频率为1Hz 的脉冲信号(周期为1s ),作为递减计数器电路模块的脉冲信号。
递减计数器电路模块的输出端与译码电路模块的输入端相连,进行BCD 译码,最终由动态数码管显示倒计时的时间。
当显示的数字为00时,发出声光报警信号。
使用AHDL 语言在Quartus Ⅱ软件中设计分频电路模块、递减计数器电路模块、译码电路模块和数码管动态扫描驱动电路模块,并实现以下基于AHDL 语言的篮球赛24秒倒计时器设计文/钟鹏程功能:(1)24秒倒计时显示功能,采用动态数码管显示;(2)设置外部控制开关,控制计数器的重置24秒功能;(3)计数器递减至0时,数码管显示“00”,同时发出声光报警信号。
篮球比赛24秒计时器设计以及简单说明
篮球比赛24秒计时器设计
一、各部件说明:
1、开关KA:清零功能。
当开关KA置高电平时,不管计数器处于什么状态,直接清零。
2、开关KB:置数功能。
清零开关KA置低电平情况下,当KB处于低电平时,计数器置数,数码管显示“24”,处于等待状态。
3、开关KC:暂停/继续计数功能。
计数器开始递减计数过程中,当开关KC处于低电平时,数码管保持当前状态;当开关置为高电平时,计数器继续递减计数。
4、LED-D1:发光二极管。
当计数器递减为零的同时,D1发光。
5、SPEAKER-LS1:声音报警器。
当计数器递减为零的同时,LS1配合D1完成声光报警功能。
二、操作说明:
1、开始时,开关KA、KB均置低电平,KA置为高电平。
开关KA为高电平,完成清零操作,再置为低电平。
此时数码管显示“24”,预示比赛即将开始。
2、计数器开始递减计数过程中,若有球员犯规需暂停计时,则开关KC置为低电平;继续比赛,则置为高电平。
3、若球员在24s内完成进攻,则将KC置为低电平,即本次进攻结束,准备下次进攻。
开关KC重新置为高电平时,预示下次进攻开始。
4、若球员在24s内无法完成进攻,则计数器递减为零时,声光报警器工作,表明进攻违例。
篮球24秒计时器设计
篮球24秒计时器1设计内容及要求1.1具备显示24秒计时功能1.2计时器为递减工作,间隔为1S1.3递减到0时发声光报警信号1.4设置外部开关,控制计时器的清0,启动及暂停2方案选择和电路工作原理2.1分析要求,画原理框图24秒计时器的总体方框图如图2.1所示。
它包括秒脉冲发生器,计数器,译码显示电路,报警电路和控制电路等五个部分组成。
其中计数电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的清零,启动,暂停等功图2.1原理框图能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。
图2.2.1方案一电路图2.2方案选择2.2.1方案一电路如图2.2.1,该方案的计数部分是由具有十进制加计数功能的74LS90芯片和具有十六进制加计数功能的74LS161芯片等组成的减计数电路。
接通电源后,打开555多谐振荡电路发出秒脉冲。
将S2拨向连续,当S1置于“置数”位置时74LS90立刻置9,此时十位显示器显示数字2,而当脉冲上升沿输入74LS161时,该芯片第一次置数“11”,由于反向器作用,显示器显示”4”。
将S1拨向“计时”,电路开始倒计时。
当个位显示9后,LD的输入变为高电平,使161自动第二次置数15,个位显示0,同时74LS90计数加一,十位显示减一。
十位上的译码器的接线,使其只能在0,1,2之间循环。
当显示变为00时,自动停止计数,同时发出声光报警信号。
S2拨向“暂停”时,能实现即时暂停。
接通电源时,需注意将J1拨向置数位置,否则低位将会从F开始递减。
2.2.2方案二电路如图2.2.2,该方案计数部分有两片74LS192十进制可编程加/减计数器等组成。
它的计数原理是:只有当低位BO1端发出借位脉冲时,高位计数器才作减计数。
当高低位计数器全处于零,且低位没有脉冲输入时,置数端LD=0, 计数器完成并行置数,在低位有时钟输入的情况下,计数器再进行下一次减计数。
篮球24s计时器设计与制作
篮球24s计时器设计与制作设计要求篮球比赛24秒倒计时器的设计1、具有显示 24s 倒计时功能:用两个共阴数码管显示,其计时间隔为1s。
2、分别设置启动键和暂停/继续键,控制两个计时器的直接启动计数,暂停/继续计数功能。
3、设置复位键:按复位键可随时返回初始状态,即进攻方计时器返回到24s。
4、计时器递减计数到“00”时,计时器跳回“24”停止工作,并给出声音和发光提示,即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。
总体设计思路、基本原理和框图1.设计思路本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计了篮球竞赛24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。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以方便地实现断点计时功能,当计时器递减到零时,会发出光电报警信号。
本设计完成的中途计时功能,实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能,在社会生活中也具有广泛的实用价值。
篮球竞赛记时系统的主要功能包括:进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。
攻方24秒倒计时,当比赛准备开始时,屏幕上显示24秒字样,当比赛开始后,倒计时从24逐秒倒数到00。
这一模块主要是利用双向计数器74LS192来实现;警报提示:当计数器计时到零时,给出提示音。
这部分电路主要通过移位寄存器和一些门电路来实现。
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、报警为主要功能,在此结构的基础上,构造主体电路和辅助电路两个部分。
2.基本原理24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路(简称控制电路)等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作
篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:一、电路组成电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路五部分组成,见图1。
其整机电路如图2所示,印制板电路如图3所示。
1.秒脉冲发生器秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、c构成多谐振荡器。
输出脉冲的频率为:经过计算得到.f≈IHz,即1秒。
2.计数器计数器由两片74Lsl92同步十进制可逆计数器构成。
利用减计数利用预置数,实现计数器按8421码递减进行减计数。
利用借位输出端与下一级的cP。
连接,实现计数器之间的级联。
利用预置数端实现异步置数。
当R。
=0,且时,不管cPU和cPD时钟输入端的状态如何,将使计数器的输出等于并行输入数据,即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。
3.译码及显示电路本电路由译码驱动74Ls48和7段共阴数码管组成。
74Ls48译码驱动器具有以下特点:内部上拉输出驱动,有效高电平输出,内部有升压电阻而无需外接电阻。
4.控制电路完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。
控制电路由Ic5组成。
Ic5B受计数器的控制。
Ic5c、Ic5D组成Rs触发器,实现计数器的复位、计数和保持"24"、以及声、光报警的功能。
(1)K1:启动按钮。
K1处于断开位置时,当计数器递减计数到零时,控制电路发出声、光报警信号,计数器保持"24"状态不变,处于等待状态。
当K1闭合时,计数器开始计数。
(2)K2:手动复位按钮。
当按下I(2时,不管计数器工作于什么状态,计数器立即复位到预置数值,即"24"。
当松开K2时,计数器从24开始计数。
(3)K3:暂停按钮。
当"暂停/连续"开关处于"暂停"时,计数器暂停计数,显示器保持不变,当此开关处于"连续"开关,计数器继续累计计数。
NBA篮球竞赛24秒计时器的设计
NBA篮球竞赛24秒计时器的设计
一. 任务及要求
要求:设计一个24秒计时器显示报警系统:
1、电路启动后开始倒计时,计时间隔为1s,并要求由555定时器构成的多谐振荡器产生周期为1s的脉冲信号,
2、作为计数器的时钟脉冲, 二位7段显示秒,倒计时至0秒时,电路报警。
3、报警声持续3S,显示器不能灭灯.
4、计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能利用外部开关控制。
二.系统设计结构框图
根据给定设计任务及要求,确定系统原理框图如图1所示。
图中,计数器完成24秒倒计时功能, 控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计时,译码显示电路的显示与熄灭、定时时间到报警功能。
图1.系统设计结构框图
三.参考资料
《数字电子技术实验任务书》实验四及实验六
《电子技术基础》课程设计资料。
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湖南工业大学课程设计资料袋电气与信息工程学院(系、部)2016~2017 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计指导教师黄卓冕职称讲师学生姓名谢富专业班级电气工程1401 学号14401300114题目篮球比赛24秒计时器设计成绩起止日期2016 年11 月14 日~2016 年11 月18 日目录清单湖南工业大学课程设计任务书2016年~2017学年第1 学期电气与信息工程学院(系、部)电气工程专业1401 班级课程名称:电子技术课程设计设计题目:篮球比赛24秒计时器设计完成期限:自2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日共 1 周安排2016.11.15--17 学生进行设计2015.11.18 学生修改、打印设计报告主要参考资料[1] 康华光电子技术基础模拟部分(第五版)高等教育出版社 2007年[2] 欧伟明. 实用数字电子技术. 北京:电子工业出版社,2012[3] 陆应华. 电子系统设计教程. 北京:国防工业出版社,2005[4] 李忠波等. 电子技术仿真与实践. 北京:机械工业出版社,2004指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日电子技术课程设计设计说明书起止日期:2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日篮球比赛24秒计时器设计学生姓名谢富班级电气工程1401学号14401300114成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院(部)篮球比赛24秒计时器设计设计目的及要求一、设计要求(1)设计指标1、具有24秒计时功能。
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、在直接清零时,要求数码显示器灭灯。
4、计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。
5、计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,同时发出光电报警信号。
6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器,试问电路要作哪些相应的改动。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等五个部分组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。
为保证系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系:1.操作直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯。
2.当启动开关闭合时,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,数码显示器显示24秒字样;当启动开关断开时,计数器开始计数。
3.当暂停/连续开关闭合时,控制电路封锁时钟信号CP,计数器处于锁存状态;当暂停/连续开关断开时,计数器继续累计计数。
(2)设计要求1、画出电路原理图(或仿真电路图);2、元器件及参数选择;3、列出实验数据和时序波形。
4、电路仿真与调试(用EWB软件);设计任务一、计时器概述1、计时器的特点及应用在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育比赛,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机,还可以用来做为各种药丸、药片,胶囊在指定时间提醒用药等等,由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。
在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过24秒,否则就违例了。
本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”,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违例。
二、电路设计原理及单元模块1、设计原理24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路(简称控制电路)等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不太高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路在实验中可用发光二极管代替。
主体电路:24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关,比赛开始后,24秒的置数端无效,24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时,逐秒倒计到零。
选取“00”这个状态,通过组合逻辑电路给出截断信号,让该信号与时钟脉冲信号通过一个与门将时钟截断,使计时器在计数到零时停住。
2、设计方案图1、电路框图总体电路说明:倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现,同时利用反馈和置数实现进制的转换,以适合分和秒的不同需要。
由于该系统特殊的需要,到计时器到零时,通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。
3、单元模块3.1、所用各个芯片功能3.1.1、555定时器555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555 定时器的内部电路框图如右图所示。
图2、555定时器内部结构它内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS 触发器,一个放电管T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器C1 的反相输入端的电压为2VCC /3,C2 的同相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3,则比较器C2 的输出为0,可使RS 触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3,同时TR 端的电压大于VCC /3,则C1 的输出为0,C2 的输出为1,可将RS 触发器置0,使输出为低电平。
表6—1 555定时器的功能表清零端高触发端TH低触发端TRQ放电管T 功能0 ××0 导通直接清零1 0 1 x保持上一状态保持上一状态1 1 0 1 截止置11 0 0 1 截止置11 1 1 0 导通清零表1 555定时器的功能表3.1.2、74LS487448是7段显示译码器,输出高电平有效的译码器。
工作电压为5V,用于驱动共阴极数码管,7448除了有实现8段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端外,7448还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI),以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出(BI/RBO)端。
功能或数字输入输出显示字形a b c d e f g灭灯××××××0 0 0 0 0 0 0 0 灭灯试灯0 ××××× 1 1 1 1 1 1 1 1 8动态灭灯 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 灭灯0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 01 1 ×0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 12 1 ×0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 23 1 ×0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 34 1 ×0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 45 1 ×0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 56 1 ×0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 67 1 ×0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 78 1 × 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 89 1 × 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 910 1 × 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 无效输出11 1 × 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 112 1 × 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 113 1 × 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 114 1 × 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 115 1 × 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0表2、74LS48功能表3.1.3、74LS19274LS192是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置数等功能,其引脚排列及逻辑符号如下所示:图中:为置数端,为加计数端,为减计数端,为非同步进位输出端,为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,为清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如下:3.1.4、数码管数码管也称LED数码管,晶美、光电、不同行业人士对数码管的称呼不一样,其实都是同样的产品。
数码管按段数可分为七段数码管和八CP U CP D LD CR操作××× 1 清零××0 0 置数↑ 1 1 0 加计数1 ↑ 1 0 减计数1 1 1 0 保持段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元,也就是多一个小数点(DP)这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容;按能显示多少个(8)可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管,共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。
LED数码管引脚定义3.2、各单元电路3.2.1、秒脉冲发生电路秒脉冲的产生由555定时器所组成的多谐振荡电路完成。
电路图如下图所示。
当开关断开时,两电阻阻值设置为20K与62K,使得555定时器产生周期为1s的脉冲。
3.2.2、倒计时电路24秒倒计时电路。
这部分电路的主体部分在时钟脉冲的输入情况下工作,下面进行具体分析。
计数器的倒计时功能。
用两片74LS192分别做个位(低位)和十位(高位)的倒计时计数器,将低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲,同时将外界时钟脉冲信号输入到个位(低位)的down端,实现电路的倒计时功能。