篮球竞赛24s计时器
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电子课程设计
——篮球竞赛24s计时器
学院：电子信息工程学院
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指导教师：
2014年12月
目录
一、设计任务与要求----------------------------3
二、总体框图----------------------------------3
三、选择器件----------------------------------4
四、功能模块---------------------------------10
五、总体设计电路图---------------------------14
六、硬件调试---------------------------------17
七、心得与总结-------------------------------17
计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。
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、定时时间到报警等功能。
(2) 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高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
(3) 译码显示器是DCD_HEX七段发光二极管。
报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器组成。
三、选择器件
1.原件清单
该设计所用的器件如表3-1所示。
表3-1 元器件清单
入信号驱动，当某个输入为低电平时，相应的发光二极管点亮。
由于计数器输出的是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字，为了让数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。
本设计采用DCD_HEX七段发光二极管译码显示器。
DCD_HEX 为共阴极LED数码管。
显示器引脚从左到右依次为：4,3,2,1。
该显示包含了译码功能，所以无需专门的译码器。
数码管的符号如图3-4所示。
图3-4 数码管的逻辑符号
（4）与门
与门是实现“与”运算的门电路。
与门的逻辑符号如图3-5所示，与门的功能表如表3-4所示。
功能表如表3-5所示。
图3-6 或门的符号
表3-5 或门的功能表
图4-1 秒脉冲发生器
2. 24S倒计时电路
根据设计要求实现二十四进制递减，所以该电路需要使用两个十进制同步减法计数，因此使用2个74LS192芯片级联来实现技术功能；又因为该计数器是24进制循环，所以还使用了8输入或门。
74LS192级联是把两个置数段相连，因为要求是递减的24进制，所以把up端接在电源处，把第一个芯片的减计数脉冲DOWN与第二个芯片的借位端BO相连；另一要求是24进制循环，因此还需要使用8输入或门来实现，当两个芯片计数到“00”时，8输入或门输出“0”送给置数端，使芯片又显示成“24”,24秒倒计时电路的电路图如图4-2所示。
图4-2 24s倒计时电路
3. 控制开关的设计
在本次设计中，由于设计的要求，要实现计数器的暂停、置数和回秒控制，所以需要设计三个开关来控制电路。
（1）置数开关、清零开关
该设计要求24进制递减且循环具有置数、清零的作用，因此需要加入与门和或门。
将8输入或门的输出端连接在与门的一端，与门的另一端接在置数开关之前；将或门的一端接在与门的输出端，或门另一端接在清零开关之后，其输出端接在两个芯片的置数端LOAD
图4-4 暂停开关电路图
4. 报警电路
当数码管显示00的时候，即倒计时结束，灯泡和蜂鸣器会发出报警。
报警电路如图4-5所示。
图4-5 报警电路图
五、总体设计电路图
根据设计要求用555集成电路构成的多谐振荡器组成的秒脉冲
计数，开始仿真时，置数、清零、暂停3个开关全都处于断开状态，数码管显示的是24。
电路如图5-2所示。
图5-2 计时具备阶段电路
2. 计时阶段
电路开始计时的电路图如图5-3所示。
图5-3 电路计时阶段的电路
3. 暂停电路
在电路运行的状态下，按下开关3使暂停开关接通，计数停止，
电路如图5-4所示。
图5-4 暂停电路
4. 电路报警
在电路运行的状态下，电路持续递减直到数码管显示为“00”时，电路发生报警，灯x1亮，电路如图5-5所示。
图5-5 报警电路
六、硬件调试
实验室里没有足够的元器件，所以有些元件需要筛减并对主要电路进行了硬件操作验证。
我只做了一个74LS192异步置数从9递减到0是把借位端BO和非门相连，之后非门输出和置数端LOWN相连；把清零端CLR接在开关上；因为实验室没有四输入或非门，因此可用或门和非门来替代，输出端Y接在LED上。
开关S1接高电平显示器显示0，接低电平正常工作。
显示器显示0输出端Y输出1，LED灯亮，其他情况则不亮。
七、设计心得与总结
这次的课程设计我学到了好多，通过Multisim软件，可以很方便的实现计算机仿真和虚拟实验，与传统的实验方法相比，通过Multisim仿真可实现设计与实验可以同步进行，且修改电路容易，连线直观。
但是在调试的过程中也遇到了很多麻烦，浪费了很多时间，有的是电路图设计的不对，有的是因为对逻辑电路的理解不到位，所以在修改的过程中困难也是不小的。
在这期间，我查了很多资料，有的器件在理论上可行，但是在实际运行的过程中确是不可以的，因此我有时得不到仿真的结果就不断换器件重新连线是电路运行。
Multisim 软件有时会出问题，在理论上可行的电路在调试中未必能显示出来，这就需要不断地尝试才能得出正确的答案。
通过课程设计我对学过的数电知识有了总体上的把握，对数电课程系统认真的复习了一遍，特别对一些能见如74LS192.多谐振荡器555等有了深刻的理解和认识，对逻辑门电路的理解也进一步理解了。
同时在设计的过程中学会了独立思考解决问题，提高了逻辑思维能力，在逻辑电路的分析和设计上有了很大进步。
纵观整个课程设计，收获颇丰。
