电子线路课程设计—篮球竞赛30秒计时器汇总.docVIP

. . 目 录 TOC \o 1-2 \h \u 27486 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 1 2154 1.1 设计课题任务 1 13119 1.2 功能要求说明 1 25353 1.3 总体方案介绍 1 24641 2 单元电路的设计 2 10885 2.1 秒脉冲发生器 2 3807 2.2 计数器 4 15756 2.3 译码显示 4 28361 2.4 控制电路 5 29173 2.5 报警电路 5 30646 2.6 电路原理图和PCB图 5 31961 3 芯片引脚及功能说明 6 7596 3.1 555定时器 6 4139 3.2 74LS161 7 18616 3.3 74LS192 7 546 3.4 74LS48 8 13096 4 仿真结果及分析 10 13563 4.1 仿真总原理图 10 10944 4.2 仿真结果 11 27109 小 结 12 21644 元件清单 13 16392 参考文献 14 20530 附 录 15 26888 附录A：电路原理图 15 16121 附录B：电路PCB图 16 . 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 设计并制作一个篮球竞赛计时器 1.2 功能要求说明 1.准确计时，具有显示30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.计时器为30s递减计时器，其计时间隔为1s； 4.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。 1.3 总体方案介绍 篮球竞赛30秒计时器的总体方案框图如图1.1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时系统的主要模块。计数器完成30秒技术功能，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、定时完成报警等功能。 图1.1 30秒计时器的总体方案框图 2 单元电路的设计 2.1 秒脉冲发生器 2.1.1 秒脉冲发生器设计原理 用555集成电路组成多谐振荡电路如图2.1所示。 电路的工作原理是：接通电源，电源经外接电阻R1和R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当电压上升至2/3VDD时，会使比较器A1翻转输出低电平，RS触发器复位，输出端U0=0，同时三极管VT导通，电容C通过R2和VT放电，当电容电压下降到1/3VDD时，比较器A2翻转输出低电平，RS触发器置位，输出端变为高电平，三极管VT截止，C放电终止又开始充电，周而复始，输出端便可获得周期性的矩形脉冲波。 电容C的放电时间t1与充电时间t2分别为 t1=R2CIN2≈0.7R2C t2=(R1+R2)CIN2≈0.7(R1+R2)C 可得输出脉冲波的频率为 f=1/(t1+t2)≈1.43/(R1+2R2)C 图2.1 555集成电路组成多谐振荡电路 2.1.2 秒脉冲发生器设计方案 一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，由于本次课程设计对精度要求不高，因此选择用555集成电路组成多谐振荡电路产生f=10Hz的周期性矩形脉冲波。555集成电路组成多谐振荡电路参数设计如图2.2所示。 图2.2 555集成电路组成多谐振荡电路参数设计 用74LS161构成10进制计数器如图2.3所示，当周期为0.1秒的脉冲信号由CLK端进入计数器时，每隔10个脉冲74LS161计数一次，所以从CO输出端输出周期为1秒的脉冲信号，完成秒脉冲的设计。 图2.3 74LS161构成10进制计数器 2.2 计数器 8421BCD码30进制递减计数器由两片74LS192构成。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。当需要进行多级扩展连接时，只要将前级的端接到下一级的CPD端，端接到下一级的CPU端即可。此计数器预置数为N=(0011 0000)8421BCD=(30)10。 它的计数原理是，只有当低位借位端发出负跳变借位脉冲时，高位计数器才做减1计数。当高，低位计数器全为0，且CPD为0时，计数器完成并行置数，之后，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器进入下一轮循环减计数。 8421BCD码30进制递减计数器如图2.4所示。 图2.4 8421BCD码30进制递减计数器 2.3 译码显示 用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。74LS48专用于驱动LED七段共阳极显示数码管。若将计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端，便可进行不同数