實(shí)驗(yàn)二十六籃球競賽24秒定時(shí)電路

1、 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)二十六 籃球競賽24秒定時(shí)電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握常用信號(hào)的產(chǎn)生原理。2 了解籃球競賽24秒定時(shí)電路的基本原理。3 掌握集成同步十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器的基本原理。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的籃球競賽24秒定時(shí)電路的功能是： 具有顯示24秒計(jì)時(shí)功能； 設(shè)置外部操作開關(guān)，控制定時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能； 計(jì)時(shí)器為24秒遞減計(jì)時(shí)器，其計(jì)時(shí)間隔為1秒； 計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 籃球競賽24秒定時(shí)電路的總體框圖為：圖26-1 籃球競賽24秒定時(shí)電路的總體框圖由上圖可以看出，籃球競賽24秒定時(shí)電路一般由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時(shí)序控制

2、電路（簡稱控制電路）和報(bào)警電路等5個(gè)部分組成。其中，計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要部分。計(jì)數(shù)器完成24秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路完成計(jì)數(shù)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時(shí)時(shí)間到報(bào)警等功能。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，在本實(shí)驗(yàn)中，對此沒有很高的要求，秒脈沖產(chǎn)生電路可以由555集成電路或多諧振蕩器來產(chǎn)生。還可以使用實(shí)驗(yàn)箱中信號(hào)源部分的1HZ秒脈沖信號(hào)。譯碼顯示電路用74LS248和共陰的七段數(shù)碼管組成。報(bào)警電路采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74121加外圍電路組成。1 8421BCD碼遞減計(jì)數(shù)器74LS192圖26-2 74LS192管腳分布圖。74LS192

3、的具體用法參見實(shí)驗(yàn)十五的實(shí)驗(yàn)原理部分。2 8421BCD碼24進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器圖26-3 24進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器原理圖它是由兩片8421BCD碼遞減計(jì)數(shù)器74LS192組成的，如上圖所示。24進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)為（0010|0100）8421BCD=（2|4）D。它的計(jì)數(shù)原理是：只有當(dāng)?shù)臀坏亩税l(fā)出借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零，且為零時(shí)，置數(shù)端=0，計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù)，在端的輸入時(shí)鐘脈沖的作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。3 控制電路 置數(shù)控制電路電路圖如圖26-3，接74LS192的預(yù)置數(shù)控制端，當(dāng)開關(guān)S1合上時(shí)，=0，74LS192進(jìn)行置數(shù)；當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí)，

4、=1，74LS192處于計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了閉合“啟動(dòng)”開關(guān)計(jì)數(shù)器置數(shù)和斷開“啟動(dòng)”開關(guān)計(jì)數(shù)器開始減計(jì)數(shù)的功能。圖26-4 置數(shù)控制電路 圖26-5 時(shí)鐘信號(hào)控制電路 時(shí)鐘信號(hào)控制電路電路圖如右上角，它控制1Hz信號(hào)的放行與通過。當(dāng)定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，74LS192（2）的借位輸出信號(hào)=1，則1Hz信號(hào)受“暫停/連續(xù)”開關(guān)S2的控制，當(dāng)開關(guān)S2處于“暫停”狀態(tài)時(shí)，G3輸出0，G2關(guān)閉，封鎖1Hz信號(hào)，計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)；當(dāng)開關(guān)S2處于“連續(xù)”狀態(tài)時(shí)，G3輸出1，G2打開，放行1Hz信號(hào)，計(jì)數(shù)器在1Hz信號(hào)的作用下，繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，=0，G2關(guān)閉，封鎖1Hz信號(hào)，計(jì)數(shù)器保持0狀態(tài)不變

5、。從而實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘信號(hào)控制的功能。4、報(bào)警電路圖26-6 告警電路圖三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材1 脈沖源（可以使用實(shí)驗(yàn)箱信號(hào)源單元的1HZ脈沖信號(hào)和1KHZ信號(hào)）。2 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)箱。3 萬用表等實(shí)驗(yàn)室常備實(shí)驗(yàn)工具四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 測試各觸發(fā)器及各邏輯門的邏輯功能。2 測試集成同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS192的邏輯功能。3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書將24秒遞減計(jì)數(shù)器與譯碼顯示電路，控制電路，報(bào)警電路連成一個(gè)完整的24秒定時(shí)電路，并畫出完整的電路圖。4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)，并用萬用表測試74LS192典型管腳的電平變化情況，并寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、 將“清零”，“置數(shù)”插孔接任意一個(gè)撥位開關(guān)

6、輸出孔?！岸〞r(shí)脈沖”接信號(hào)源單元的1HZ秒脈沖信號(hào)?！?KHZ”告警音接信號(hào)源單元的1KHZ脈沖信號(hào)?！皥?bào)警輸出”接揚(yáng)聲器的輸入端。2、 按下POW101，POW501，使信號(hào)源單元和24秒定時(shí)實(shí)驗(yàn)上電。3、 將“清零”所對應(yīng)的撥位開關(guān)撥成低電平；“置數(shù)”撥成低電平，完成置數(shù)，置數(shù)完 成后將其置于高電平，則在秒脈沖的作用下，開始從24減計(jì)時(shí)。將“清零”所對應(yīng)的撥位開關(guān)撥成高電平，則完成清零功能，此時(shí)在數(shù)碼管上顯示00。此時(shí)重新置數(shù)，然后進(jìn)行24秒減計(jì)時(shí)。在減計(jì)時(shí)的過程中，當(dāng)按下S501時(shí)，即暫停計(jì)時(shí)，將雙刀雙擲開關(guān)彈起，則繼續(xù)減計(jì)時(shí)。當(dāng)減計(jì)時(shí)到0時(shí)，揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出短暫的告警提示音，以提醒裁判和球員進(jìn)攻時(shí)間到。六、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1 復(fù)習(xí)集成同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器的工作原理。2 若用555電路產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)，如何實(shí)現(xiàn)？3 仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析籃球競賽24秒定時(shí)電路的工作原理，畫出各部分的電路圖。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 繪出完整的實(shí)驗(yàn)線路圖，分析、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2 說明圖26-4中，G1與