篮球竞赛30秒计时器设计

篮球竞赛30秒计时器设计

1．系统方案：

（1）。设计要求：a.具有显示30秒计时功能；

b.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；

c.计时器为30秒递减计时器其计时间隔1s；

d.计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。

（2）根据设计要求，绘制原理图

原理图如下图所示。该图包括秒脉冲发生器、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5个部分。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连接计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。

以上5个部分可实现本实验的功能。

2． 理论分析与计算

被实验中的CC40161是进行置数得到十进制计数器，可以达到实验要求输出秒脉冲。

82421BCD 码30进制数递减计数器是由74LS192构成的。30进制数递减计数器的预置数为N=（0011 0000）8421BCD=（30）D 。它的计数原理是，每当低位计数器的BO 端发出负跳变借位脉冲时，高位计数器减1计数。当高、低位计数器处于全0，同时在CP=0的期间，高位计数器BO=LD=0，计数器完成异步置数，之后BO=LD=1，计数器在CP 时钟脉冲作用下，进入下一轮减计数。

辅助时序控制电路，由与非门电路控制时钟信号CP 的放行与禁止。本实验设计要求计时间隔要为1s ，所以其脉冲频率要为10Hz 。则555时钟脉冲发生器输出的脉冲信号为10Hz ，令电容1C 为10uF ，由()1650243.1C R R f +≈可得Ω=⨯=+K uF Hz R R 3.14101043.1265,令Ω=K R 7.45,则Ω=K R 8.46,应用ΩK 1.5的电阻替代.10Hz 的脉冲信号经一个十进制的计数器后输出的频率为1Hz 。

3． 电路设计

由两块74LS192芯片组成计数器电路，由两个共阴极数码管和两个具有驱动共阴极数码管芯片74LS48组成显示电路，而555时钟脉冲发生器和具有可编程计数功能的芯片CC40161组成秒脉冲发生器，报警电路由门电路和发光二极管组成，控制电路由门电路和开关组成。具体的祥见附录。

4． 测试方案与测试结果

接上+5V电源，在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灯灭。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，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，计数器继续累计计数。依实验要求，计数器计数，从30，29，28……。时间间隔为1s。当计数到00时，发光二极管灯亮，发出光电报警信号。

附录：