篮球竞赛24秒计数器设计报告(论文)

一篮球竞赛24秒计数器目的1.学习电路系统的功能需求分析与基本设计考虑，2.学习元器件的选择。3.熟悉篮球竞赛24秒计数器的工作原理。4.掌握分频电路、计数电路、固定脉冲产生电路的设计，5.掌握555时基电路及基本计数器的特性和应用。任务1.具有显示24秒计时功能；2.设置外部操作开关，控制计时器的直接置数24秒、启动和暂停/连续功能；3.计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒；4.计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出关电报警信号。5.在教师的引导下学生自主完成设计的整个过程，包括：设计方案选取，电路图、印制版图的设计及系统功能仿真验证、硬件的装配与调试与故障分析、撰写总结报告方案设计原理框图：原理简述脉冲信号由555计时器组成的多谐振荡器为整个电路提供频率为10Hz的方波脉冲信号，在经过CC40161十分频组成秒脉冲发生器，从而使计数电路开始工作。74LS192的输出端经过译码电路接数码管，两片74LS192分别置数0010和0100。计数电路的置数端接外部控制电路，当置数端输入低电平时，电路实现计数功能，此时数码管显示24，随着cp的接入，数码管示数以一秒为单位递减，当其递减到零时，BO1和BO2同为输出低电平触发报警电路，LED发光。外部控制电路也可以实现使电路重新置数24秒、启动和暂停/连续功能。电路设计系统原理参考电路秒脉冲发生器控制电路外部操作开关计数器译码显示报警电路A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U174LS48A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U274LS48D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U374LS192D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U474LS192R11kREADY/BEGINSW-SPSTR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U5555C10.1uFC210uFR24.7kR35.1k123U6:A74LS00R55.1kSTOP/GOSW-SPSTA3B4C5D6ENP7ENT10LD9CLK2MR1Q014Q113Q212Q311RCO15U740161R61k131211U6:D74LS0012U8:A74LS0434U8:B74LS04123U9:A74LS0056U8:C74LS041110U8:E74LS04D1LED-BLUE单元电路设计a)秒脉冲设计一、10HZ脉冲信号的产生电路，由555的3脚输出，电路的各个元器件参数如上图所示，电路的接法为典型的多谐振荡电路的接法。（如下图）电路工作在两个暂稳态，利用电源通过R2、R3向C2充电，以及C通过R3向Ct端放电，使电路产生振荡。输出信号的时间参数：T=T1+T2;其中T1=0.7(R3+R2)C2（正脉冲宽度）,T2=0.7R2C2（负脉冲宽度）；T=0.7(R3+2R2)C2与非门控制10HZ脉冲的短通CC40161十分频产生秒脉冲555定时器产生10HZ脉冲R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U5555C10.1uFC210uFR24.7kR35.1k二、U6:A与非门控制10HZ脉冲信号放行，当开关打开时信号通过，开关闭合时信号不能通过。（如下图）123U6:A74LS00R55.1kSTOP/GOSW-SPST三、用CC40161计数器接成十进制计数器，实现十分频。达到产生秒脉冲。由15脚输出。（如下图）A3B4C5D6ENP7ENT10LD9CLK2MR1Q014Q113Q212Q311RCO15U740161b)24秒计数功能电路电路利用74LS192十进制计数器接成二十四进制U3为高位，U4为低位。采用预置数24，然后以1递减，直到00结束。为了使U3U4构成从24递减倒00，CLK接4脚构成减法计数器，5脚置为高电平，14脚接地，U3置数0010，U4置数0100,11脚位置数控制端（由外部开关控制），13脚位减法计数器进位端。Q是数据输出。D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U374LS192D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U474LS192c)显示机构在数据输入端用74LS48数码管译码器对数据进行译码显示，用两个独立的数码管显示个位和十位数值。当不同数据，则显示不同数字。A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U174LS48A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U274LS48设计仿真一、用示波器测由555计时器组成的多谐振荡器产生的脉冲信号的周期，仿真结果如下：周期为100ms。说明10HZ信号的产生正确。二、按照电路图在PROTEUS中连接电路，仿真，能够完全达到具有显示24秒计时功能；外部操作开关能够控制计时器的直接置数24秒、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出关电报警信号。六、电路制作用PROTEL99SE画出原理图，然后画出PCB板。a0b1c2d3e4f5g6h7GND8GND9U4SMG12J1CON2BI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g14U674LS48BI/RBO4RBI5LT3A7B1C2D6a13b12c11d10e9f15g14U774LS48CLR14UP5DWN4LD11CO12BO13A15QA3B1QB2C10QC6D9QD7U974LS192CLR14UP5DWN4LD11CO12BO13A15QA3B1QB2C10QC6D9QD7U874LS192P03P14O-014P25O-113P36O-212O-311CET10CEP7CP2TC15PE9MR1U1040161TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U1555456U2B74LS008910U2C74LS00111213U2D74LS0012U3A74LS0456U3C74LS0498U3D74LS041110U3E74LS04a0b1c2d3e4f5g6h7GND8GND9U5SMG1A2KD1LED1122R11K1122R21K1122R31K1122R45.1KR54.7KC210uFC10.1uF1122S1SW-SPST1122S2VCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCBO2BO2BO1BO1BO1VCC七、调试与故障分析（先进行仿真调试调试）八、参考文献《电子线路设计.实验.测试》谢自美华中理工大学出版社。《数字电路实验指导书》李雪梅余江乐山师院物电系实验室编印。《数字电子技术基础》（第五版）清华大学电子教研组编阎石编高等教育出版社。九、元器件参数译码器74LS48共阴数码管SM420501K十进制加/减计数器74ls192十六进制计数器cc40161六反相器74ls04定时器555二输入端与非门74ls00电容10uf电容0.1uf电阻5.1k电阻4.7k电阻1k