长沙学院
数电课程设计说明书
题目篮球比赛24秒倒计时显示
电路设计
系(部) 电子与通信工程系
专业(班级)
姓名
学号
指导教师
起止日期2013.6.8-2013.6.15
数字电子技术课程设计任务书(12)
系（部）：电子与通信工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：刘亮
课题名
称
篮球比赛24秒倒计时显示电路设计
设计
内
容
及
要
求基本任务：
1.十进制显示“秒”。
2.具有手动启动和复位功能，能实现连续计时，暂停和报警功能。扩展任务：
1.能将24秒倒计时功能转换成秒表功能。
2.能精确到秒后一位。
设计
工
作
量1、系统整体设计；
2、系统设计及仿真；
3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；
4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试
过程，参考文献、设计总结等。
进度
安
排起止日期（或时间
量）
设计内容（或预期目标）备注第一天
课题介绍，答疑，收集材
料
第二天设计方案论证
第三天进行具体设计
第四天进行具体设计
第五天编写设计说明书
教研室意
见
年月日
系（部）
主管领导意
见
年月日
长沙学院课程设计鉴定表
姓名王淇圳学号2011024412 专业电气工程及
其自动化
班级4班
设计题目篮球比赛24秒倒计时显示电路设计指导
教师
刘亮
指导教师意见：
评定等级：教师签名：日期：
答辩小组意见：
评定等级：答辩小组长签名：日期：
教研室意见：
教研室主任签名：日期：
说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；
目录
前言 (5)
一、设计任务 (5)
二、设计框图 (5)
三、设计的主要元器件选择及其构成电路工作原理 (6)
1，NE555芯片 (6)
2,计时器74LS192芯片 (6)
3，控制电路的选择 (7)
4，LED、蜂鸣器组成的声光报警电路 (7)
四、设计总图及电路仿真 (8)
1，总设计图（仿真图） (8)
2，设计工作原理 (8)
3，仿真结果 (9)
五、设计总结 (11)
六、心得体会 (11)
七、参考文献 (12)
前言
篮球比赛倒计时24秒电路设计，本设计是脉冲数字电路的简单应用，此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。
本电路主要有五个模块构成：秒脉冲发生器(NE555)、计数器(74LS192)、译码显示电路、控制电路和报警电路。控制电路直接控制计数器启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上显示数字24，每当一个秒脉冲信号输入到计数器时，数码管上的数字就会自动减1，当计时器递减到零时，报警电路就会蜂鸣报警。
关键词：计数器 24秒倒计、译码显示电路、控制电路、报警电路
一、设计任务
这个电路组成包括秒NE555芯片组成的多谐振荡脉冲发生器、74LS192芯片组成的24秒倒数计时器、开关控制的控制电路、报警电路、译码显示器等5个部分构成。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，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/继续计数、复位功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号间的时序关系。在松开复位按钮B时，译码显示电路复位为24，当闭合时，电路开始递减计数。当打开启动按钮A时，电路开始启动计数，当闭合时，电路关闭，显示为00。当打开暂停（继续）按钮C时，计数暂停，当闭合按钮时，递减计数继续。当减计数到00时，声光报警。
二、设计框图
设计思路即，秒脉冲多谐振荡电路、计数器、显示数码管、报警电路及控制工作的控制电路。如下结构框图图一所示。
图一
三、设计的主要元器件选择及其构成电路工作原理
1、NE555芯片
这次电路设计采用NE555芯片构成秒脉冲多谐振荡电路来提供脉冲信号。其管脚图及原理图二如下所示。
图二
由555工作特性和其输出周期计算公式可知，其产生的脉冲周期为：
2)2(22121Ln C R R T T T ⨯⨯⨯+=+=S
S 057.1101.010)68215(7.063=⨯⨯⨯⨯+⨯=-。因此，我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取28k 欧姆，R2取58K 欧姆，电容取C2为10nF ，C1为1nF ，这样我们得到了比较稳定的脉冲，且其输出周期为0.1秒。
2、计时器74LS192芯片
TRIG 2Q 3R
4
CVolt
5
THR 6DIS 7VCC 8GND 1CD555
此设计采用两片74LS192构成24进制计数器。秒脉冲信号从左下方输入，经过控制电路的与非门后输入U3的DOWN端，使系统从预置数9开始递减计数，递减到0后，从借位输出端BO端输出一个脉冲，使U2减一，也就是个位减一。当U1和U2都递减到0后，U1的的借位输出端输出一个脉冲，使U1和U2都导入预置数，并且重新开始计数。
3、控制电路的选择
开关B为复位开关，当断开B时，产生一个低电平信号，与U7A逻辑与后，仍是低电平信号，并将信号输入到U1\U3和U2的置数端，使其复位到预置数24，闭合后，产生高电平信号，与U7A逻辑与后，输入高电平到U1和U2的置数端，使其继续计数。
开关A为启动开关，当闭合A开关时，产生高电平到U1，U3和U2的CLR端，使电路清零。当打开A开关后，产生低电平使得CLR端不工作，从而电路开始计数。
开关C为暂停/继续开关，当开关C打开时，产生低电平，与输入信号（上图左下角）与后，封锁了门，进而封锁了DOWN端使得计数器暂时停止计数。当开关C闭合时，产生高电平，门打开，使得DOWN端继续输入脉冲信号，计数器继续工作。
4、LED、蜂鸣器组成的声光报警电路
声光报警电路由蜂鸣器、LED灯及非门74LS04(反相器)构成，当计数器递减到00时，产生低电平，经过反相器变为高电平，使蜂鸣器发声以及亮灯报警。（如下图所示）
图三
