45秒篮球倒计时数电课程设计.pdfVIP

摘要

本电路主要由五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、把

握电路和报警电路，主要承受555作为振荡电路,由74LS192、74LS48和七段

共阴LED数码管构成计时显示电路,具有直接把握计数器启动计数、暂停/连续

计数、清零、译码显示电路的显示等功能。当把握电路的置数开关闭合时，在数

码管上显示数字45，每当一个秒脉信号输入到计数器时，数码管上的数字就会

自动减1，当计时器递减到零时，报警电路发出光电报警信号。整个电路的设计

借助于Multisim11.0仿真软件和数字规律电路相关理论学问，并在Multisim

11.0下设计和进展仿真，得到了预期的结果。

设计内容及要求：

本设计主要能完成：显示45秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，把握

计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部

显示为“0”；计时器为45秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零

时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。

方案论证及比较：

方案一：用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲，即输

出周期为1秒的方波，接着将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,

再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输

出，这样加在LED七段数码管上显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或把

握电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、报警等功能。

方案二:由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法

计数器CD4518构成的秒信号发生器。电路中利用CD4060组成两局部电路。一

局部是14级分频器，其最高分频数为16384；另一局部是由外接电子表用石英

晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。震荡器输出经14级分频

后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2CD4518构成的二分频器，分频

后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。接着将该信号送到计数器74LS192的CP减

计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”

成七段输出，这样加在LED七段数码管上显示十进制数，然后在适当的位置设置开

关或把握电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、报警等功能。

方案三：用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，再

将该脉冲信号加到由74LS161构即周期为1秒，接着将该信号送到计数器

74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内

部作和电路“翻译”成七段输出，这样加在LED七段数码管上显示十进制数，然

后在适当的位置设置开关或把握电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/

连续、报警等功能。

方案选择:

本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高，并且方案二中用

CD4060和分频器构成的基准秒脉冲发生电路较于前者要简洁的多，而CD4060且

和CD4518我们寻常很少用，对其功能和引脚信息了解不多；虽然方案三的秒脉冲

会稳定些，但由于电路参与了74LS161用于异步清零法分频而使电路变得简洁很

多，为了更简洁、便利、易于实现和各个功能，我们选用了方案一。

单元设计

3.1时间脉冲产生电路的设计

产生1Hz时间脉冲的电路图

由于R=15kΩ,R=68kΩ,C=10μF,C=10nFT=(R1+2R2)C㏑2，算得T=1s

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3.2计数电路的设计

计数器是一个用以实现计数功能的时序规律部件，它不仅可以用来对脉冲

进展计数，还常用做数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他