24秒计时器的总体参考方案框图如下图所示。它包括时信号发生、计数、显示、声光报警、暂停和置数复位等六个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
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、暂停/连续计数；译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。
信号发生器产生的信号要求是1hz的方波脉冲，但是设计对此信号要求并不太高，故电路可采用含555集成定时电路组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由74ls48(译码器)和共阴极七段led显示器组成。
报警电路可用发光二极管与蜂鸣器组成，进行声光报警。
图3-1 24秒计时器系统设计框图。
该篮球竞赛倒计时电路的最重要的部分是24进制计数器，用 74ls192进行24进制同步减法计数。同时选择74ls48作为bcd码译码器来对7段数码显示管进行译码驱动，选择两个七段数码显示管进行显示。根据设计要求，本课程设计采用555定时器制成的多谐振荡器，对24进制计数器进行秒脉冲的输入。
在本设计中，因为我们需要对其进行暂停、清零、报警等控制，所以我们使用了三个开关来控制计数器的各功能的实现。设计的电路如图2-2所示，不再赘述。
秒脉冲产生电路，由555定时器和外接元件r1、r2、c等构成多谐振荡器。下图：其中r1相当一个定时电阻决定c的放电的持续时间，起始时，电容c上电压vc因放电而下降，当其值低于下阈值1/3vcc时定时器被触发端触，输转换为高电平，释放电晶体管截止。
电容c开始充电，以（r１＋r2）c的常数趋向vcc。当电容上电压vc上升到上阈值2/3vcc时，输出又转换为低电平，并使放电晶体管导电。电容c又重新通过r1和放电晶体管放电，近似以r2c的时常数趋向于零。
当电容c上电压下降到1/3vcc时，开始新的循环。如此反复，定时器连续**，在输出端产生矩形脉冲在电容c上形成近似锯齿波的波形。
根据上述分析，利用电路暂态分析的三要素法，得电容c充电的电压表为。
式中， t=tph时vc =vcc ，充电结束。即：
从上式中可求得
同理可求得c放电的电压表示为
t=tpl时，vc=1/3vcc，，放电结束，从式（2.5）可得。
振荡周期为
振荡频率为此555定时器频率为1hz，故令c1=10nf，r1=28kω，r2 =58 kω，输出脉冲频率约为1hz。
图4-1 时钟脉冲信号发生器的逻辑电路。
计数器由两片74ls192同步十进制可逆计数器构成。
74ls192功能简介如下：具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图2.2.
2所示。其中pl为置数端，cpu为加计数端，cpd为减计数端，tcu为非同步进位输出端，tcd为非同步借位输出端，p0、p1、p2、p3为计数器输入端，mr为清除端，q0、q1、q2、q3为数据输出端。
图4-2 74ls192的引脚图及逻辑符号。
**软件multisim10中74ls192的图形如图2.2.3所示。
其中a、b、c、d为置数输入端，~load为置数控制端，clr为清零端，up为加计数端，down为减计数端，qa、qb、qc、qd为数据输出端，~co为非同步进位输出端，~bo为非同步借位输出端。
图4-3 **软件中的74ls192引脚图。
74ls192的功能表如表4-1所示：
表4-1 74ls192的功能表。
本例为利用减计数器端输入秒脉冲信号，进行减法计数，也就是倒计时。这时计数器按8421码递减进行减计数。利用借位输出端~bo（tcd）与下一级74ls192的down（dn）端连接，实现计数器之间的级联。
利用置数控制端~load实现异步置数。当clr(mr)=0，且~load（/pl）为低电平时，不管up和down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q3q2q1q0=d3d2d1d0。
24循环的设置为，个位片的q3q2q1q0为1001~0000递减循环，每循环一次，十位片的tcd端产生短脉冲，供给十位片的dn时钟，由开始置数的“2”递减，当各位片循环两次后，个位为“0”，十位片再递减到“0”时，两者会同时变为“9”，此时，由于是异步清零，为了达到效果，将两片的最高位q3“与”（同为“1”时为“1”），并与复位开关“或”起来，接入key_cr。
译码及显示电路分两种， 一种电路是74ls192接译码驱动器74ls48和7段共阴数码管组成。74ls48芯片具有以下功能：七段译码功能、消隐功能、灯测试功能、动态灭零功能，此电路中我们用到的是七段译码功能。
作为译码器，74ls48具有以下特点：74ls48是bcd-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动led七段共阴极显示数码管。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。
七段数码管分共阴、共阳两种，其内部由发光二极管构成，内部有七个发光段，即在发光二极管两端加上适当的电压时，就会发光。
我们此处利用74ls48显示译码器作为译码器，七段共阴极数码管显示。
译码及显示电路如下图所示：
图4-5 声光报警电路图。
元器件清单如表4-2所示：
表4-2 元器件清单。
计时预备阶段：数码管显示数值“24”；计时阶段：数码管开始倒计时；声光报警阶段：当数码管计数到“00”时，蜂鸣器响和led灯闪亮。
1）分块调试法。
分块调试是把总体电路按功能分成几个模块，对每个模块分别进行调试。模块调试的顺序最好按信号的流向，一块一块进行，逐步扩大调试范围，最后完成总调。实施分块调试有两种方法一种边安装边调试；另一种是总体电路一次组装完毕后再分块调试。
分块调试的优点：问题出现范围小，可及时发现，易于解决。
2）整体调试。
此种方法是把整个电路组装完毕后，不进行分块调试，实行一次性总调。
1）检查电路对照电路图认真检查电路，首先查看电源是否接错或与地短接，然后检查各芯片是否安装牢固，最后对照电路图认真查看各芯片的管脚是否接错、漏接。
或出现多接线的现象。
2）接通电源观察在检查电路无误后，接通电源，如果出现异常现象立即关闭电源，观察各个单元电路是否能够正常工作，找出出错的单元电路，如果有错，则用万用表对各个电路逐个检查，直至查出错误，并加以改正。
3）对各个功能电路的检测闭合工作开关，观察显示结果是否正确，如果存在问题继续调试。调试结束后观察调试后的结果是否符合设计要求。
该篮球竞赛24秒计时电路正常工作，将复位开关至低，置数后将置数开关置高，再将暂停开关sw1置高电平，电路开始正常减计数。当sw1置地时，计数暂停；当sw1再重新至高时，进行连续计数。当计数器减至00时，报警电路工作，同时进行声光报警。
在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互**，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
刚开始分到设计题目时，觉得思路还蛮清晰，觉得应该蛮容易，可是设计好电路草图后，用multisim**时就出了问题，先是数码管始终不亮，后来上网查资料后知道，数码管和译码器之间的每个引脚都要加电阻，**软件才能识别。最终排除各种问题，**成功，虽然计数器设计的不完善，有轻微跃变。然后便是实物连接了，连接的过程中也存在着各种各样的困难，比如，面包板接触不良，导线太多、太乱，插错孔，芯片没插紧等。
对于该实验还有可以有改进的地方，主要就是信号发生器的改进，为了得到更加稳定的时钟脉冲，我们可以用石英晶体振荡器，它具有高精度和高稳定性。
在设计中，我充分应用所学的知识，例如，集成电路74ls系列，三极管，二极管，整定时器555等元件的应用。这次实践使我受益匪浅，在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增强了我的实际操作能力。在让我体会到设计电路艰辛的同时，更让我体会到了成功的喜悦和快乐。
希望以后能多参加这样的活动，不断提升自己的各方面能力，为今后的学习和工作打下扎实基础。
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