1、30秒籃球競賽定時器學 院：電氣工程與自動化專業班級：電信04-5班姓 名：學 號：0401030509指導老師： 目 錄第一章 序言 .2第二章 任務書的設計 .2第三章 電路的組成. .3第四章 設計原理及步驟.4第五章 安裝與調試.11第六章 總結.11第一章 序 言 隨著信息時代的到來，電子技術在社會生活中發揮著越來越重要的作用，運用模電和數電知識設計的電子產品成為社會生活不可缺少的一部分，特別是在各種競技運動中，定時器成為檢驗運動員成績的一個重要工具。第二章 任務書的設計一、設計題目：籃球競賽30秒定時電路二、技術要求1、設計一個30秒計時電路，并具有時間顯示的功能。2、設置外部操作

2、開關，控制計時器的直接清零，啟動和暫停/連續計時。3、要求計時電路遞減計時，每隔一秒鐘，計時器減一。4、當計時器遞減計時到零（即定時時間到）時，顯示器上顯示00。同時發出光電報警信號。三、給定條件及器件1、集成電路：74ls192 2片，74ls48 2片， ne555 1片2、電 阻：10k 4片，15k 68k 1k 各1片3、電 容：10f 1片 ， 0.1f 1片4、其他器件：發光二極管 1只 ，共陰極七段led顯示器 2只 雙刀開關 2只 四、設計內容1.電路各部分的組成和工作原理。2.元器件的選取及其電路圖和功能。3.電路各部分的調試方法。4.在整機電路的設計調試過程中，遇到的問題

3、的原因及解決的辦法。第三章 電路的組成30秒定時器的總體參考方案框圖如圖所示。它包括秒脈沖發生器、計數器、譯碼器、顯示電路、報警電路和輔助時序控制電路（簡稱控制電路）等五個部分。圖1 24秒定時器的方框圖一、秒脈沖發生器產生的信號是電路的時序脈沖和定時標準，但本設計對此信號的要求并不是太高，電路可以采用555集成電路構成。二、計數器完成30秒計時的功能。 三、單元譯碼顯示電路可以用74ls48和共陰極七段led顯示器組成。四、控制電路完成計數器的直接清零、啟動計數、暫停/繼續計數、譯碼顯示電路的顯示與滅燈、定時時間到報警等功能。五、電路報警電路可以用發光二極管組成。第四章 設計原理及步驟一、秒

4、脈沖發生器部分用555集成電路組成多諧振蕩電路為系統提供時鐘，如圖2連接：555定時器應用為多諧振蕩電路時，當電源接通vcc通過電阻r1.r2向電容c充電，其上電壓按指數規律上升，當u上升至2/3vcc，會使比較器c1輸出翻轉，輸出電壓為零，同時放電管t導通，電容c通過r2放電；當電容電壓下降到1/3vcc，比較器c2工作輸出電壓變為高電平，c放電終止，vcc通過r1。r2又開始充電；周而復始，形成振蕩。則其振蕩周期與充放電時間有關，也就是與外接元件有關，不受電源電壓變化影響。圖2 多諧振蕩器輸出波形的振蕩周期可用過渡過程公式計算：tw1 ： uc (0) = vcc /3 v、uc () =

5、vcc、 t1=(ra+ rb)c、 當t= tw1時，uc (tw1) =2 vcc /3代入三要素方程。于是可解出tw1=0.7(ra+ rb)ctw2 ： uc (0) = 2vcc /3 v、 uc () =0v、 t1= rbc、當t= tw2時，uc (tw2) =vcc /3代入公式。于是可解出tw2=0.7rbc振蕩周期t = tw1+tw2=0.7 ( ra + 2rb) c =1 (s)多諧振蕩器的波形：tuctuooo二、計數器部分它是由兩片74ls192的8421bcd碼遞減計數器構成。74ls192是十進制計數器，具有“異步清零”和“異步置數”功能，且有進位和借位輸出

6、端。當需要進行多級擴展連接時，只要將前級的端接到下一級的cp+端，端接到下一級的cp-端即可。此計數器預置數為（0011 0000）8421bcd=（30）10。只有當低位1端發出借位脈沖，高位計數器才做減計數。當高，低位計數器全為零時，且cpd為0時，置數端 2，計數器完成并行置數，在cpd端的輸入時鐘脈沖作用下，計數器進入下一輪循環減計數。圖3 遞減計數器74192功能表：輸 入輸 出r cp+ cp- d0 d1 d2 d3q0 q1 q2 q31 x x x x x x x0 0 x x i0 i1 i2 i30 1 1 x x x x0 1 1 1 x x x x0 1 1 1 x

7、x x x0 0 0 0i0 i1 i2 i3加計數減計數保持三、顯示電路部分用74ls48和共陰極七段led顯示器組成，如圖4連接74ls48輸入信號為bcd碼，輸出端為a、b、c、d、e、f、g共7線，另有3條控制線、。端為測試端。在端接高電平的條件下，當=0時，無論輸入端a、b、c、d為何值，ag輸出全為高電平，使7段顯示器件顯示“8”字型，此功能用于測試器件。端為滅零輸入端。在=1，條件下，當輸入a、b、c、d=0000時，輸出ag全為低電平，可使共陰led顯示器熄滅。但當輸入a、b、c、d不全為零時，仍能正常譯碼輸出，使顯示器正常顯示。端為消隱輸入端。該輸入端具有最高級別的控制權，當

8、該端為低電平時，不管其他輸入端為何值，輸出端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輸出端，記為。當該位輸入的a、b、c、d=0000且時，此時輸出低電平；若該位輸入的a、b、c、d不等于零，則輸出高電平。若將與配合使用，很容易實現多位數碼顯示時的滅零控制。例如對整數部分，將最高位的接地，這樣當最高位為零時“滅零”，同時該位輸出低電平，使下一位的為低電平，故也具有“滅零”功能；而對于小數部分, 應將最低位的接地，個位的端懸空或接高電平，低位的接至高位的。74ls48可直接驅動共陰極led數碼管而不需外接限流電阻。此處要是保持數碼管不黑屏就將bi/rb0，rbi置1就

9、可以了，lt是檢查數碼管的好壞的，如果不需要的話直接接高電平。其他端口按照abcdefg的對應關系連接好以保證顯示正確，確保接地成功。圖4 顯示電路7448功能表：輸 入輸 出顯 示 字 型 d c b ag f e d c b a0 x 1 x x x x1 0 1 0 0 0 0x x 0 x x x x1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 08滅滅 1 1 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 1 1 x 1 0 0 1 0 1 x 1 0 0 1 1 1 x 1 0 1 0 0 1 x 1 0 1 0 1 1 x 1 0 1 1 0 1 x

10、1 0 1 1 1 1 x 1 1 0 0 0 1 x 1 1 0 0 10 1 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 01 0 1 1 0 1 11 0 0 1 1 1 11 1 0 1 1 0 11 1 0 1 1 0 11 1 1 1 1 0 00 0 0 0 1 1 11 1 1 1 1 1 11 1 0 0 1 1 101234567891 x 1 1 0 1 01 x 1 1 1 1 11 0 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0無效輸出四、輔助時序控制電路部分此控制電路可以完成以下四項功能：1、操作“清零”開關，要求計數器清零，2、閉合“啟動”開關，計數器應完成置數功

11、能，顯示器顯示30，斷開“啟動”開關，計數器開始進行遞減計數。3、當“暫停/連續”開關處于“暫停”是，計數器暫停計數，顯示器保持不變，當此開關處于“連續”開關，計數器繼續累計計數4、當計數器遞減計數到零時，控制電路應發出報警信號，計數器保持零狀態不變，同時報警電路工作。同時應注意的是如圖可以知道兩個與非門構成的基本rs出發器，構成防止產生機械開關的毛刺現象，并控制輸入信號的輸入從而達到，占停計時和繼續計時。圖5 控制電路五、報警電路部分當芯片2輸出為低電平時發光二極管工作，發出報警。圖6 報警電路六、總電路圖圖7 總電路圖第五章 安裝與調試一、根據設計的電路圖在面包板上按各個模塊組裝接好實際電

12、路，檢查電路接線正確，然后對各個模塊進行功能檢測校正：1、對7448芯片的譯碼顯示通過一系列輸入測試是否與其功能表相同2、對74192的邏輯功能通過萬用表進行測試，驗證其功能狀態；3、對各芯片組成的觸發器的邏輯功能測試，驗證其功能狀態；二、當檢測出問題后分析出原因，是元器件本身原因還是接線錯誤，更換元件或重新正確接線，保證電路的正確運行。三、檢測正確把各個模塊整體連接，聯調校正，檢測電路是否能滿足系統的設計要求。四、經檢測校正各個模塊正確實現其功能，整體電路滿足系統的設計要求。第六章 總結在此次設計中，我們將課本理論知識與實際應用聯系起來，按照書本上的知識和老師講授的方法，首先分析研究此次電路設計任務和要求，然后按照分析的結果進行實際連接操作，檢測和校正，再進一步完善電路。在其中遇到一些不解和疑惑的位置，還有一些出現的未知問題，我們都認真分析討論，然后對討論出的結果進行實際檢測校正，對一些疑難問題我們也認真向老師詢問請教，和老師一起探討解決。通過此次電路設計，我們加深了對課本知識的認識理解，對電路設計