篮球竞赛24s计时器

电子课程设计

——篮球竞赛24s计时器

学院：电子信息工程学院

专业：

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学号：

指导教师：

2014年12月

目录

一、设计任务与要求----------------------------3

二、总体框图----------------------------------3

三、选择器件----------------------------------4

四、功能模块---------------------------------10

五、总体设计电路图---------------------------14

六、硬件调试---------------------------------17

七、心得与总结-------------------------------17

篮球竞赛24s 计时器

一 、设计任务与要求

1、设计一个具有显示24S 计时功能的篮球竞赛计时器。

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、计时器为24S 递减计时器，其时间间隔为0.01秒。

4、计时器减计时到零时，发出报警信号。

二 、基本原理与电路框图

1. 电路框图

篮球竞赛24秒计时器的电路框图如图2-1所示。

图2-1 电路框图

2. 基本原理

(1) 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。

(2) 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。

(3) 译码显示器是DCD_HEX七段发光二极管。报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器组成。

三、选择器件

1.原件清单

该设计所用的器件如表3-1所示。

表3-1元器件清单

2. 元件介绍

（1）74LS192

74LS192为可置数的同步十进制双时钟加减计数器，如图3-1所示它具有上升沿有效的加计数时钟端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；该计数器还有异步置数功能，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DONW 的低电平脉冲。执行加数功能时，减计数端DOWN 接高低电平，计数脉冲由UP 端输入；执行减数功能时，加数端UP 接高电平，计数脉冲由减数端DOWN 输入。74LS192的管脚图如图3-1所示。74LS192的功能表如表3-2所示。

U1

74LS192D

A 15

B 1

C 10D

9

UP 5QA 3QB 2QC 6QD

7

DOWN

4~LOAD 11~BO 13

~CO 12

CLR 14

图3-1 74LS192的管脚图

表3-2 74LS192功能表

（2）555定时器

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555。555定时器的电源电压围宽，可在 4.5V~16V 工作。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现本设计所需的单稳态触发器。它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 /3。

①其逻辑框图

555定时器的逻辑框图如图3-2所示。

图3-2 555逻辑框图

表3-3 555时基电路的功能表

清零端D R 高触发端TH

低触发端TL

Q n+1 放电管T 功能 0 ⨯

⨯

0 导通 直接清零 1 CC V 32

>

CC V 31

> 0 导通 置0 1 CC V 32

< CC V 31

< 1 截止 置1 1

CC V 3

2

< CC V 3

1

> Q n

不变

保持

（3）数码管

数码管按照其发光二极管的连接方式不同，可分为共阳极和共阴极两种。共阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电平，而阳极分别由 a 、b 、c 、d 、e 、f 输入信号驱动，当某个输入为高电平时，相应的发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它的所有发光二极管的阳极连在一起接高电平，而阴极分别由 a 、b 、c 、d 、e 、f 输入信号驱动，当某个输入为低电平时，相应的发光二极管点亮。

由于计数器输出的是8421BCD 码，数码管不能直接显示成数字，为了让数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD 码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。

本设计采用DCD_HEX 七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX 为共阴极LED 数码管。显示器引脚从左到右依次为：4,3,2,1。该显示包含了译码功能，所以无需专门的译码器。 数码管的符号如图3-4所示。

图3-4 数码管的逻辑符号