篮球24秒倒计时器课程设计教材.doc

目录 前言 2 1、设计任务与要求 3 1.1设计思路 4 1.2 设计原理和功能 4 1.2.1 基本功能 4 1.3总体设计框图 5 2、方案分析与论证 6 2.1 各芯片的用法和功能 6 2.1.1 74LS00 6 2.1.2 74LS08 6 2.1.3 555定时器……………………………………………………………………..7 2.1.4 74LS192 8 2.2单元模块 9 2.2.1 秒脉冲发生模块 9 2.2.2 倒计时模块 10 2.2.3 控制电路模块 11 2.2.4 报警提示模块 12 3、电路仿真调试（总电路图）与故障分析 13 3.1 总电路图 13 3.2 仿真调试 14 3.2.1 启动功能 14 3.2.2 复位功能 15 3.2.3 暂停功能 16 3.2.4 自动停止、复位功能 17 3.3 故障分析和解决 18 3.4 电路改进 19 4、总结与心得 20 5、参考文献 20 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 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，它自动报警从而判定此球员的违例。 本设计主要能完成一下功能：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接复位、启动和暂停/继续功能；在直接复位时，数码管显示为“24”；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“00”时，数码显示器不灭灯，并且直接回到“24”，同时报警电路发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 1、总体设计任务与要求 1.1设计思路 ? 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球比赛24秒倒计时器。此计时器功能齐全，具有直接复位、启动、暂停|继续以及光电报警功能，同时使用了两个共阴极数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和继续功能，可以方便地在中途实现暂停计时功能。当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下5个部分组：秒信号产生模块、计时模块、控制模块、译码显示模块以及报警电路模块。在设计此倒计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。? 篮球比赛24秒倒计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。秒信号产生电路由555定时器构成的多谐振荡器和74LS90构成的分频器构成，为计数电路提供计数秒脉冲。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。这一计时模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；控制电路主要利用SR锁存器的锁存功能和计时电路的反馈信息来控制电路的计时模块，以实现倒计时器的多项功能。当计数器计时到零时，警报电路给出发光提示和提示音。这部分电路主要通过一些门电路来实现。 1.2 设计原理和功能 篮球比赛24秒倒计时器的总体电路包括秒脉冲发生电路、计数电路、显示电路、报警电路和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复位、启动计数、暂停/继续计数、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，本电路采用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲信号。 显示电路采用共阴极数码管对计数器的输出信号直接进行译码显示。报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器代替。??????????????? 主体电路： 24秒倒计时部分由74LS192计数器组成的计数电路完成。计数芯片清零端接低电平，并使计数器工作在减计数状态。系统启动后，计数器的置数端无效，24秒倒计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。利用计数器减计数到“00”状态后将自动跳变到“99”状态继续进行倒计时这一特点，将短暂出现的“99”状态信息通过与非门反馈到控制电路，使控制电路控制计数器的置数端持续有效，电路回到“24”状态并停止计时。另外，在控制电路中还设置了控制开关来实现电路的启动、直接复位以及暂停/继续等