江汉大学物理与信息工程学院。
课程设计报告。
课题名称篮球比赛24秒计时器设计。
英文。专业： 电子信息工程2班
班级： b07073031
学号： 200707303115
学生姓名： 姜帆。
指导教师： 肖运虹。
2024年9月21日。
篮球比赛24s计时器设计。
一、 课程设计目的。
1．学会同步十进制计数器74ls192的使用。
2．学习较复杂电路的设计方法。
3．独立完成自己设计的实验，锻炼学生解决实际问题的能力。
二、 课程设计要求。
1）设计一个24秒计时电路，并具有时间显示的功能。
2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。
3）要求计时器递减时，每隔1秒钟，计时器减1。
4）计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。
三、 原理方框图
原理方框图如图1所示：
图1 24秒计时电路原理框图。
图1中包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、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。
当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太严格，电路可采用555集成电路或ttl与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路用74ls48和共阴极七段led显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管来代替。下面介绍各单元电路。
1．秒脉冲发生器。
秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件r1、r2、c构成多谐振荡器。
输出脉冲的频率为：
经过计算得到．f≈1hz，即1秒。如图2所示：
图2 秒脉冲产生电路。
2．计数器。
计数器由两片74lsl92同步十进制可逆计数器构成，如图3所示。
利用减计数利用预置数，实现计数器按8421码递减进行减计数。利用借位输出端与下一级的cp。连接，实现计数器之间的级联。
利用预置数端实现异步置数。当r。=0，且时，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q2q1q0=d3d2d1d0。
74ls192的时序波形图如图4所示：
图4 74ls192的时序波形图。
3．译码及显示电路。
本电路由译码驱动74ls48和7段共阴数码管组成。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。
74ls48的引脚分布如图5所示。
图6为74ls48的功能表。
图5 74ls48的引脚分布。
图6 74ls48的功能表。
4．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。如图7所示。
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i(2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。
4) 报警电路：当ic5d输出为低电平时，发光二极管d发光，同时蜂鸣器发出报警。
四器材。集成电路：74lslslslsls10 、ne555 ，电阻若干， 电容若干，发光二极管等。
五整体电路图。
见附录1六、心得体会。
这次课程设计是一次很好的动手能力的锻炼，虽然开始还手忙脚乱，但在冷静下来分析原理图后，便觉得也不是那么茫然。从分析到连电路到检查，虽然其中犯了不少错误，但也从错误中吸取了不少经验：
1.连接线路前，应先检查所用芯片的功能是否正常、导线是否好。在插接元件时，需核对集成芯片的型号和外引线排列，布线尽量整齐、有规律，保证接触良好。
2.由于接线复杂，因此调试时要分步进行，一部分调试通过后再接另一部分，以便查找故障。最好不要将线路全部接完后再调试。
3.经验证的实验电路，应经教师检查电路功能后，再拆除线路。
附录1：整体电路图。
附录2：元件清单。
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