可控二十四秒倒计时报警及其显示电路设计

1、设计课题：篮球比赛二十四秒倒计时及其报警篮球比赛二十四秒倒计时及其报警一、 设计任务与要求1. 本设计只要用于篮球比赛中的24秒倒计时及其报警。2. 在设计完成后应该实现这样的功能：首先，按下“手动复位”弹键，使计数器回归24，当按下“手动开始”弹键时，计数器开始从24秒倒计时，直到计数为0时，报警器开始工作，此时若按下“手动复位”弹键，则报警器停止工作，计数器回归24秒。若在计数中按下“手动复位”弹键，则计数器回归24秒，当再次按下“手动开始”弹键时，计数器再次工作。3. 总的来说，计时器的功能包括：计数、复位、暂停、报警。二、 方案设计与论证计时器主要分为四个模块：计数模块、显示模块、报警

2、模块以及1Hz脉冲输出模块。设计思路：采用74LS192芯片的倒计数端实现二十四数制的倒计。先利用一块NE555芯片搭建多谐振荡器，使其输出信号的频率为1Hz，这正好可以作为74LS192的输入时钟信号，则此时的二十四数制的计数器就变成了二十四秒计时器了。显示模块采用74LS48芯片，其主要功能为将二进制编码编译为可以在7段数码管上显示数字的编码。报警模块是由一个蜂鸣器和控制端组成。蜂鸣器计数器计数脉冲显示器基本构想框图三、 单元电路设计、参数计算、元器件的选择1. 总体框图及其思路根据前面提到的设计思路可先画出总设计的基本构想框图，如上所示。由总体框图可以清楚的看到本设计由四个最基本的模块组

3、成，分别为：计数模块、显示模块、报警模块以及1Hz脉冲输出模块。基本原理：计数脉冲负责产生一个频率为1Hz的脉冲信号，此信号作为计数器计数脉冲，因此，计数器就成为了最小单位为1秒的计时器了；计数器采用置数法连接，每当循环一周即24秒之后置数端有效，从而实现24秒的计时；当计时器从24倒计到0时，利用此时的输出信号特点可以控制蜂鸣器工作，从而实现报警；显示部分包括对二进制数的重新编码和显示，74LS48用来对二进制数重新编码，而此时可以用七段数码管作为显示。综合起来就可以完成计时和报警等功能。2. 各个模块设计计数模块的设计计数模块设计原理图基本原理：首先预置数，令置数状态时输出为24。PL端为

4、置数端，当PL为0时，计数器输出为24。将U1的DN端（计数脉冲输入端）与U2 的TCD端（借位输出端）相连，此时U1输出为十位，U2输出为个位。MR为清零端，计数时应保持为0状态。计数脉冲由U2的DN端输入。1Hz脉冲输出模块的设计1Hz脉冲输出电路基本原理：输出脉冲由NE555芯片对外部电容C2的充放电产生，C1为耦合电容，作为滤波之用，输出脉冲的频率由R1和R2以及C2控制，其周期为T=0.7(R1+R2)C2+0.7R2C2。输出脉冲由管脚3输出。显示模块的设计显示模块设计原理图基本原理：此模块主要利用了74LS48对二进制数的重新编码的功能，例如，当输入端DBCA分别为0101时，输

5、出端QAQG分别为1011011，此时在七段数码管上显示为“5”。35管脚为控制端，实验中接高电平即可。报警模块蜂鸣器由与非门控制，2管脚接高电平，则1管脚为控制端，当1管脚输入高电平时，蜂鸣器开始工作；当1管脚输入低电平时，蜂鸣器停止工作。报警模块示意图四、总原理图及元器件清单1.总原理图总原理图基本原理：，电路运行时，若按下“手动复位”键，则JK触发器的Q端翻转为0，此时计数器的PL端（置数端为低电平有效）即为0状态，计数器处于置数状态；，当电路处于复位状态时，按下“手动开始”键，则JK触发器A的Q端翻转为1，则计数器的PL端为1，此时计数器在计数脉冲的作用下开始工作；，从555芯片的3管输出的计数脉冲，在这根线上接入一个开关，就可以作为暂停开关，断开开关，计数器就会暂停工作；，当计数器输出从0跃变到99时，JK触发器B的CLK端，会产生一个从1到0的下降沿，则其Q端翻转为1，此时的计数器MR端（清零端，高电平有效）保持1状态，计数器保持清零状态，直到按下“手动复位”键，计数器重新回归24；，同一样，当计数器输出从0跃变到99时，JK触发器B的CLK端，会产生一个从1到0的下降沿，则其Q端翻转为1，这个高电平传递到报警模块的控制端，蜂鸣器便开始工作，直到控制端的高电平消失。2. 原件清单元件序号型号主要参数数量备注C10.0.1uF1C210uF1R162k1R220k174