篮球比赛24秒倒计时电路的设计汇编

1、篮球比赛24秒倒计时电路的设计 计算机科学与技术学院 计算机112001班 张朝伟目录实验目的设计要求实验仪器和设备实验原理实验方案实验步骤实验结果分析实验心得体会参考文献实验目的 进一步提高独立分析问题和解决问题的能力 掌握数字系统分析和设计方法 对数字集成电路的综合应用有进一步的认识和理解设计要求具有两位数码显示，可分别显示24秒的个位和十位具有计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成实验仪器和设备555定时器、共阴数码管74LS192同步十进制可逆计数器、74LS48译码驱动器蜂鸣器、发光二极管电阻、电

2、容、开关实验原理 整个电路主要由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路五个部分组成。 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；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与灭灯、定时时间到报警等功能； 秒脉冲发生器可采用555定时器构成。 主体电路：24秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计一之到零。选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停止。实验方案 由55

3、5 定时器输出秒脉冲经过R3输入到计数器IC4 的CD 端, 作为减计数脉冲。当计数器计数计到0 时, IC4的( 13) 脚输出借位脉冲使十位计数器IC3 开始计数。当计数器计数到“00”时应使计数器复位并置数“24”。但这时将不会显示“00”, 而计数器从“01”直接复位。由于“00”是一个过渡时期, 不会显示出来, 所以本电路采用“99”作为计数器复位脉冲。当计数器由“00”跳变到“99” 时, 利用个位和十位的“9”即“1001”通过与非门IC5 去触发RS 触发器使电路翻转, 从11 脚输出低电平使计数器置数, 并保持为“24”, 同时D发光二极管亮, 蜂鸣器发出报警声, 即声光报警

4、。按下K1 时, RS 触发器翻转11 脚输出高电平, 计数器开始计数。若按下K2,计数器立即复位, 松开K2 计数器又开始计数。若需要暂停时, 按下K3,振荡器停止振荡, 使计数器保持不变, 断开K3后, 计数器继续计数。实验步骤（一）秒脉冲发生器 为了给计数器74LS192提供一个时序脉冲信号,使其进行 减计数,本设计采用555定时器和外接元件R1、R2、C构 成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路)。 输出的脉冲频率为： 经过计算得到 ，即1秒Hzf1CRRf*21)2(14. 1211ttf实验步骤（二）计数器 计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数， 还常用作数字系统

5、的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功、 能。结合我们所学习的各芯片特点，只有74LS19系列芯片属于可减计 数，我们选取了74LS192芯片进行实验。 利用减计数RD= 0, LD= 0, CPD=1, 实现计数器按8421 码递减进行减计 数。利用借位输出端BO 与下一级的CPD 连接, 实现计数器之间的级联。 利用预置数LD 端实现异步置数。当RD= 0, 且LD= 0 时, 不管CPU 和 CPD 时钟输入端的状态如何, 将使计数器的输出等于并行输入数据, 即 Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0。实验步骤（三）译码器与显示电路 此模块主要是由74LS48译码器和共阴极七段LE

6、D显示器组成，74LS48 译码驱动器具有以下特点: 内部上拉输出驱动, 有效高电平输出, 内部有升压电阻而无需外接电阻。通过计数器加到译码器，共阴极七段LED显示器，用发光二极管（LED）组成字型来显示数字。这个数码管的每个线段都是一个发光二极管，为了使数码管能将数码所代表的显示出来，必须将数码经译码器译出，然后经驱动器点亮对应的段。从而实现共阴极七段LED显示器从24递减到零的计数显示功能。实验步骤（四）控制电路 完成计数器的复位、启动计数、暂停/ 继续计数、声光报警等功能。控制电路由IC5 组成。IC5B 受计数器的控制。IC5C、IC5D 组成RS 触发器, 实现计数器的复位、计数和保

7、持“24”、以及声、光报警的功能。 (1) K1: 启动按钮。K1 处于断开位置时, 当计数器递减计数到零时, 控制电路发出声、光报警信号, 计数器保持“24”状态不变, 处于等待状态。当K1 闭合时, 计数器开始计数。 (2) K2: 手动复位按钮。当按下K2 时, 不管计数器工作于什么状态, 计数器立即复位到预置数值, 即“24”。当松开K2 时, 计数器从24 开始计数。 (3) K3: 暂停按钮。当“暂停/ 连续”开关处于“暂停”时, 计数器暂停计数, 显示器保持不变, 当此开关处于“连续”开关, 计数器继续累计计数。实验步骤（五）报警电路 当IC5D 输出为低电平时, 发光二极管D

8、发光, 同时蜂鸣器发出报警。如图所示 整 机 电 路实验结果分析 故障1：完成秒脉冲发生器电路后，不能产生脉冲信号。 解决：仔细检查电路，用万用表逐一排查引脚，最后发现是555芯片构成的振荡电路中1引脚跟2引脚中接的电容有问题，重新换了新电容后依旧故障，后来又仔细检查后才发现是电容正反接错了，换过了后电路正常了。 故障2：搭建完全部电路后，按下拨动开关，显示电路显示数值不发生改变。 解决：在对控制电路所有的电路连接方式，元器件的单独检查，跟完成品的联合检测，最终发现故障为控制电路所处74LS10芯片构成的与非门没有正常连接进电路，把10芯片拔出来才发现原来10芯片的第7脚被折弯，没有插进电路板

9、，导致10芯片没有接地从而导致电路故障，换了芯片后故障排除。心得体会通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作