籃球24s計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)與制作

1、-.籃球 24s 計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)要求籃球比賽 24 秒倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)1、具有顯示 24s 倒計(jì)時(shí)功能：用兩個(gè)共陰數(shù)碼管顯示，其計(jì)時(shí)間隔為1s。/繼續(xù)計(jì)數(shù)功能。 24s。4、計(jì)時(shí)器遞減計(jì)數(shù)到“00”時(shí)，計(jì)時(shí)器跳回“24”停止工作，并給出聲音和發(fā)光提示，即直流振蕩器發(fā)出聲響和發(fā)光二極管發(fā)光。總體設(shè)計(jì)思路、基本原理和框圖1.設(shè)計(jì)思路本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，設(shè)計(jì)了籃球競(jìng)賽 24 秒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器功能齊全，可以直接清零、啟動(dòng)、暫停和連續(xù)以及具有光電報(bào)警功能，活中也具有廣泛的實(shí)用價(jià)值?；@球競(jìng)賽記時(shí)系統(tǒng)的主要功能包括：進(jìn)攻方 24 秒倒計(jì)時(shí)和計(jì)時(shí)結(jié)束警報(bào)提示。攻方 24 秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)比賽

2、準(zhǔn)備開(kāi)始時(shí)，屏幕上顯示 24 秒字樣，當(dāng)比賽開(kāi)始后，倒計(jì)時(shí)從 24 逐秒倒數(shù)到 00。這一模塊主要是利用雙向計(jì)數(shù)器 74LS192 來(lái)實(shí)現(xiàn)；和一些門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。.-可修遍-.此計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由以下3 個(gè)組成，即計(jì)時(shí)模塊、控制模塊、以及譯碼顯示模塊。在設(shè)計(jì)此計(jì)時(shí)器時(shí)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來(lái)更加簡(jiǎn)單、方便、快捷。此電路是一時(shí)鐘產(chǎn)生，觸發(fā)，倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，譯碼顯示、報(bào)警為主要功能，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造主體電路和輔助電路兩個(gè)部分。2.基本原理24 秒計(jì)時(shí)器的總體參考方案框圖如圖 1 其中計(jì)數(shù)器和控制電路是系統(tǒng)的主要模塊。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

3、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)，但本設(shè)計(jì)對(duì)此信號(hào)要555集成電路或由TTL與非門組成的多諧振蕩器構(gòu)成。譯碼顯示電路由 74LS48 和共陰極七段 LED 顯示器組成。報(bào)警電路在實(shí)驗(yàn)中可用發(fā)光二極管和鳴蜂器代替。主體電路： 24 始后，24 秒的置數(shù)端無(wú)效，24 秒的倒數(shù)計(jì)時(shí)器的倒數(shù)計(jì)時(shí)器開(kāi)始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，“00”號(hào)與時(shí)鐘脈沖在與門中將時(shí)鐘截?cái)?，使?jì)時(shí)器在計(jì)數(shù)到零時(shí)停住。.-可修遍-.3.總體設(shè)計(jì)框圖總體電路說(shuō)明：倒計(jì)時(shí)功能主要是利用 192 計(jì)數(shù)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)利用反饋和置數(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，以適合分

4、和秒的不同需要。由于該系統(tǒng)特殊的需要，到計(jì)時(shí)器到零時(shí)，通過(guò)停止控制電路使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并發(fā)出蜂鳴警報(bào)。.-可修遍-.各單元電路設(shè)計(jì)74LS4874LS48 輸入信號(hào)為 BCD 碼，輸出端為 a、b、c、d、e、f、g 共 7 線，另有 3 條控制線。LT 0時(shí)，無(wú)論輸入端 輸出全為高電平，使7 段顯示器件顯示“8”字型，此功 1 時(shí)，輸出 ag 全為低電平，可使共陰 LED 顯示器熄滅。但當(dāng)輸入 端為消隱輸入端。該出端 ag 均為低電平，這可使共陰顯示器熄滅。另外，該端還有第二功能滅零信號(hào)輸出端。當(dāng)該位輸入的 A、B、C、D=0000 時(shí)，此時(shí)輸出低電平；若該位輸入的 不等于零，則輸出高電平。

5、若將與配合使用，很容易實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示時(shí)的滅零控制。74ls48 功能表如下：.-可修遍-.555 定時(shí)器555 定時(shí)器應(yīng)用為多諧振蕩電路時(shí)，當(dāng)電源接通Vcc通過(guò)電阻 R1.R2 向電容 C充電，其上電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng) u 上升至 2/3Vcc，會(huì)使比較器 C1 輸出翻轉(zhuǎn)，輸出電壓為零，同時(shí)放電管 T 導(dǎo)通，電容 C通過(guò) R2 放電；當(dāng)電容電壓下降到1/3Vcc，比較器 C2 工作輸出電壓變?yōu)楦唠娖?，C放電終止，Vcc通過(guò) R1。R2 又開(kāi)始充電；周而復(fù)始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時(shí)間有關(guān)，也就是與外接元件有關(guān)，不受電源電壓變化影響。輸出波形的振蕩周期可用過(guò)渡過(guò)程公式計(jì)算：V R R

6、 uu Vtw1:0 、 、1CCCVCCCCabV 當(dāng)t tw1時(shí)， 把utw1 代入三要素方程。于是可解出:CC3C.-可修遍-. R Rtw1 0.7abV 0 uu、 V 、1 RBCtw2:CCVCCV tw當(dāng)t tw2時(shí)，u2 代入公式,于是可解出：CC3CRtw2 0.7CbR R C 振蕩周期T tw tw 1 2 0.7s21 Tab于是為了產(chǎn)生周期為 1 秒的脈沖，可以使Ra 20、Rb62、C 10F74LS19274LS192“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且有進(jìn)位和借位輸出端。當(dāng)需要進(jìn)行多級(jí)擴(kuò)展連接時(shí)，只要將前級(jí)的端接到下一級(jí)的CP端，端接到下一級(jí)的 CP端即可。+-

7、74192 功能表：CP CPLDUD 單塊元 模發(fā) 生脈沖的0111加計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)保持信號(hào)部分110秒產(chǎn)生由 555 .-可修遍-.時(shí)，555 定時(shí)器產(chǎn)生周期為 1s 的脈沖；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路不能輸出信號(hào)，于是沒(méi)有脈沖輸入 74LS192 中，故 74LS192在保持狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)暫停功能。圖 2 信號(hào)發(fā)生電路倒計(jì)時(shí)部分24 秒倒計(jì)時(shí)電路。這部分電路的主體部分在時(shí)鐘脈沖的輸入情況下工作，下面進(jìn)行具體分析。計(jì)數(shù)器的倒計(jì)時(shí)功能。用兩片 74LS192分別做個(gè)位（低位）和十位（高位）.-可修遍-.的倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器，由于本系統(tǒng)只需要從開(kāi)始時(shí)的“24”倒計(jì)到“00”然后停止，所以，這里的高位不需要做成六十

8、進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。因?yàn)轭A(yù)置的數(shù)不是“00”，所以我選用置數(shù)端LOAD來(lái)進(jìn)行預(yù)置數(shù)。時(shí)鐘脈沖分別通過(guò)兩個(gè)與門才再輸進(jìn)個(gè)位（低位）的down端，當(dāng)停止控制電路送來(lái)停止信號(hào)時(shí)，截?cái)鄷r(shí)鐘脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電路的停止功能。低位的借位輸出信號(hào)用作高位的時(shí)鐘脈沖。 接+5V 接地；時(shí)鐘脈沖從與門輸出后接到低位的 down，然后從低位 接到高位的 down；輸入端低位 B接電源，其他引腳和CLR 接到開(kāi)關(guān) C 的另外兩引腳分別接G 的活.-可修遍-.-可修遍-.圖 3 24 秒倒計(jì)時(shí)電路停止控制電路“24”狀態(tài) 24 秒計(jì)到“00”，從各引腳引出線接到二腳與非門，當(dāng)計(jì)數(shù)器從“00”狀LD 。使電路轉(zhuǎn)換到“24”。由于

9、數(shù)字 99 是在很短的時(shí)間才能看到，用肉眼是“00”到“24” 74LS192路。.-可修遍-.停止控制電路圖4警報(bào)提示裝置警報(bào)提示就是完成任一計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)給出連續(xù)的提示音。當(dāng)電路由“00” 到“”時(shí)，下面一個(gè)與非門輸出低電平，而鳴蜂器的和LED1 的正極已經(jīng)接了高電平，故這時(shí)由于兩端存在電壓差，所以鳴蜂器和LED1均能正常工作。從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖 5 警報(bào)提示電路設(shè)計(jì)仿真演示.-可修遍-.圖 6 仿真電路圖.-可修遍-.由 555 定時(shí)器輸出秒脈沖經(jīng)過(guò) R30 輸入到計(jì)數(shù)器 IC4 的 CD當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)到 0 時(shí)，IC4 的(13)腳輸出借位脈沖使十位計(jì)數(shù)器 IC3 開(kāi)始計(jì)數(shù)。數(shù)器由“00”跳變到“99”時(shí)，利用個(gè)位和十位的“9”即“1001”通過(guò)與非門IC5 去觸發(fā) Rs 觸發(fā)器使電路翻轉(zhuǎn)，從 11 腳輸出低電平 使計(jì)數(shù)器置數(shù)，并保持為“24”，同時(shí) LED 發(fā)光二極管亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，即聲光報(bào)警。按下 J1 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) 11 J2，振蕩器停止振蕩，使計(jì)數(shù)器保持不變，斷開(kāi) J3 后，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。(1)J1：手