篮球比赛秒计时器

篮球比赛秒计时器

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

湖南工业大学

数字电路课程设计

指导老师:张学毅

学院:电气与信息工程

班级:电气工程1００1

姓名:席献斌

学号：１0401701００8

ﻬ

一、 制作任务

制作一个时间计时器,用于篮球赛控制时间的限时警示电路。

二、 设计要求

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。

三、总体参考方案

时间计时器原

秒脉冲

计数译码

外部

控制灯管

包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路)等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔１秒钟，计时器减1。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,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停／连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。当计时器递减计时到零（既定时时间到)时，显示器上显示００，同时二极管闪亮。

设计思路:秒脉冲信号经过递减计数器，译码器,再由数码管显示出来，中间包括控制电路。

四、主要元器件原理介绍

1、共阴极数码管

数码显示器可显示系统的运行状态及工作数据，我们所选用的是发光二极管（LE Ｄ）显示器,它分为两种,共阴极(BS20１/２02)与共阳极(BS211/2１2)，我们所选的是共阴极，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共极,当驱动信号为高电平时，阴极必须接低电平,才能够发光显示。共阴极数码管的外引脚及内部电路如下图:

2、七段显示译码器７4LS４8

驱动共阴极显示器的译码器输出为高电平有效,所以选用74LS4８驱动共阴极的发光二极管显示器。

下图是74LS４8外引线排列图与功能表：

74LS48工作原理：译码器输入端为二进制码,经译码器后,输出端分别与七段显示器的的输入端对应连接。⑴消隐（灭灯）输入端BI为低电平有效。当消隐(灭灯）输入端ＢI =0 时,不论其余输入端状态如何，所有输出为零,数码管七段全暗，无任何显示；当消隐输入端ＢI =1 时译码器译码。⑵灯测试(试灯）输入端LＴ为低电平有效。当灯测试(试灯）输入端=0（/ ＝1）时，不论其余输入端状态如何,所有输出为1,数码管七段全亮,显示8。可用来检查数码管、译码器有无故障；当灯测试输入端LＴ=１时译码器译码。⑶脉冲消隐（动态灭灯)输入RＢＩ为低电平有效。当RＢI=1时,对译码器无影响；当ＢI=LT =1时,若ＲＢI =０,输入数码是十进制的零时，数码管七段全暗，不显示;输入数码不为零时,则照常显示。在实际使用中有些零是可以不显示的,如0０４.５０中的百位的零可不显示；若百位的零可不显示，则十位的零也可不显示;小数点后第二位的零，不考虑有效位时也可不显示。脉冲消隐输入ＲBI=0 时,可使不显示的零消隐。

３、842１BCD码递减计数器

计数器选用中规模集成电路74LＳ19２进行设计较为简便。7４LS１9２是十进制可编程同步加锁计数器,它采用８421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。其中CP U、CP D分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端(上升沿有效)。LD 是异步并行置数控制端(低电平有效），ＣＯ、BO分别是进位、借位输出端(低电平有效),CＲ是异步清除端,Ｄ

~D3是并\行数据输入端,Q３~Q０是输出端。我们将用到的是

０

它的减计数功能。下图是74LＳ１９２外引线排列图与功能表：

74LS192的工作原理是:当/LD =1,CＲ=0时，若时钟脉冲加入到CP U端，且CP 置数=1,则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,/CO端发出进位下跳变脉冲;若时钟脉冲加入到CP D端,且CP U=１，则计数器在预置数的基础上完成减计数功能，当减计数到0时,/BＯ端发出借位下跳变脉冲。由７4ＬS1９2 构成的24递减

＝(24)1０。它的计数原理是:只有当低位计数器其预置数为N＝（00１００１００)842

１ＢCD

/BO1端发出借位脉冲时,高位计数器才作减计数。当高、低位计数器处于全零,且CP D为0时,置数端/LD2＝0，计数器完成并行置数,在ＣP D端的输入时钟脉冲作用下,计数器再次进入下一循环减计数。

4、555振荡模块

如下图,由NE555构成的多谐振振荡器,接通电源后,电容C1被充电，V C上升，当V C 上升到２／3V

ＣＣ

时,触发器被复位,同时放电BＪTＴ导通，此时Ｖ0为低电平,电容Ｃ通过Ｒ2和T放电,使V C下降，当下降至1/3 V CC时，触发器又被置位，Ｖ0翻转为高电平。

当Ｃ放电结束时,Ｔ截止,V CC将通过R2和Ｒ

１、Ｒ

Ｅ

向电容器充电,V C由1/３V CC上升到

2/3V CC。当V C上升到２/3V CＣ时,触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为：f=1.４3/［(R

１

+2R2)C]。

在这里我们选择R2＝68Ｋ，C1=１0uf,只要用一个可变电阻器代替R

１

，并将它调至7K 即可输出1HZ,达到要求。

5、篮球竞赛２4秒计时器总电路图、

五、所用元器件的编号列表

元件名称型号数量备注

数码管共阴极２

七段译码显示器74ＬS48 2 16脚84２1BCD码计数器74LＳ192 ２１6脚脉冲电路5５5 1 ８脚

三输入与非门7４LS10 1

反相器7４ＬＳ０4 1

电容电解若干

色环电阻Rest 若干

发光二极管LED 1

开关按键、拨动 2

电线若干