篮球比赛计时器设计Word格式.docx
- 文档编号:15360212
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:110.46KB
篮球比赛计时器设计Word格式.docx
《篮球比赛计时器设计Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《篮球比赛计时器设计Word格式.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
胡吉全学号:
10
指导老师:
郭照南
审批:
任务书下达日期2010年5月24日星期一
设计完成日期2010年6月4日星期五
设计内容与设计要求
一.设计内容:
设计制作一个篮球竞赛计时系统:
1、具有显示每节12分钟比赛时间的倒计时功能;
具有显示24S倒计时功能:
用四个数码管分别显示分、秒,其计时间隔为1S。
并用四个LED分别自动指示比赛节数
2、设置启动键和暂停/继续键,分别控制两个计时器的直接启动计数,暂停/继续计数功能。
3、设置复位键:
按复位键可随时返回初始状态,时间显示电路显示分别为12。
00和24S。
4、计时器递减计数到‘00。
00’时,计时器停止工作,并给出报警信号.
5、功能扩展(自选);
二.设计要求:
1.设计思路清晰,给出整体设计框图;
2.设计各单元电路,给出具体设计思路、电路器件;
3.总电路设计;
4.安装调试电路;
5.写出设计报告;
主要设计条件
1.提供直流稳压电源、信号源、示波器等仪器;
2.提供各类TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接件等元器件.
3.提供电子综合实验装置。
说明书格式
1、课程设计封面;
2、课程设计任务书;
3、说明书目录;
4、设计总体思路,基本原理和框图;
5、单元电路设计(各单元电路图);
6、总电路设计(总电路图);
7、安装、调试步骤;
8、故障分析与电路改进;
9、总结与设计调试体会;
10、附录(元器件清单);
11、参考文献;
12、课程设计成绩评分表。
注意:
课程设计报告说明书要求用16开纸打印!
进度安排
第一周:
星期一上午安排任务、讲课。
星期一~星期二:
查资料、设计
星期三~星期四:
设计仿真<
四楼现代设计实验室〉
星期四:
领元件〈四楼电子综合实验室〉
星期四~星期五调试电路;
第二周:
星期一~星期四安装调试电路;
〈四楼电子综合实验室〉
星期五写总结报告,答辩;
参考文献
《电子技术课程设计》历雅萍、易映萍编
《电子技术课程设计指导》彭介华主编高等教育出版社
《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编 华中理工出版社。
第一章设计总体思路、基本原理和框图
1、设计思路………………………………………………8
2、基本原理………………………………………………9
3、总体设计框图…………………………………………10
第二章
单元电路设计(各单元电路图)
1、秒、分倒计数器的设计……………………………11
2、显示器的驱动设计……………………………14
3、节次控制电路的设计………………………………14
第三章总电路设计(总电路图)………………………15
第四章安装、调试步骤……………………………16
第五章测试和结果分析………………………………17
第六章总结与设计调试体会…………………18
第七章附录(元器件清单)………………………19
第一章、设计总体思路、基本原理和框图
一、设计概要:
1、篮球竞赛计时器主要有五个功能部分:
(1)脉冲发生电路:
实验箱中有自带脉冲发生器,所以在此没有重新设计此电路.
(2)12分钟倒计时:
一节比赛总时间是12分钟,所以比赛开始时,时间显示为12:
00,开始后以秒为单位开始倒减,直到00:
00。
这部分的中心芯片选用74ls192,它是十进制的加减计数器,选用减数管脚,然后以级联的方式相连,用后面芯片的借位信号当做前一芯片的减数脉冲,如此类推,即可实现时间的分、秒、时的递减.
(3)24秒倒计时:
24秒是一次进攻的时间,也需要倒计时,所以跟12分钟倒计时相似,进攻开始时时间显示24,开始后总时间从24开始递减直至00,所以也可以选用74ls192来实现这个模块的功能,同样选用减数管脚和级联的方式.
(4)节次显示:
一场篮球比赛总共分为四节,所以要求用四个LED分别来表示四节比赛的节数,在此可以选用D触发器来进行移位显示。
(5)警报:
用二极管灯亮来表示警报,警报要求不论哪个时间倒计时到零,相应的二极管则被自动点亮,表示此时间已到,相应的本节比赛或本次进攻时间已到。
当某部分时间到零时,最高位的74ls192的BO端口会出现低电平,可
用它来点亮二极管,从而起到警报作用.
二、基本原理
1、倒计时电路:
在比赛工程中对时间的置数、复位、清零、暂停与继续工作均由手动完成。
比赛开始之际,按复位开关,则比赛时间停在24和12:
00,当比赛正式开始,再按暂停/继续开关来开始比赛,此时时间开始以秒为单位开始倒计时,当在24秒进攻时间里面有暂停需要,则等裁判吹哨同意后可按暂停/继续开关来暂停时间,时间则停在即时时间不在变化(24秒与12分钟的时间均暂停),暂停结束之后重新回到比赛,则再按暂停/继续开关来让时间继续倒计时.当24秒倒计时到零,则进攻时间结束,换另一方进攻,此时按24秒电路的复位开关使进攻时间重新置为24,再进行另一轮的进攻。
12分钟的倒计时电路开始计时同24秒,不同的是在倒计到00:
00时是不要复位的,而暂停则与24秒倒计时电路同时暂停,当计时到00:
00,则表示一节比赛结束,当下一节比赛开始时按复位开关进行复位。
(1)暂停与继续的实现:
把开关引出的信号通过锁存器,再把脉冲输出信号同时通过与非门,再通过一个非门,然后分别接到24秒与12分钟倒计时电路的最低位的减数管脚,而192需要上升沿才会减一,则开关为零电平时则可以让减数管脚停在低电平从而停止计数。
还有就是当某个时间倒计时到零时也要求能自动暂停,则还要把两个倒计时电路的最高位的BO端也要同时接入与非门,这样不论是哪个时间倒计时到零或者是开关需要暂停都可以实现。
(2)复位功能的实现:
24秒和12分钟都需要分别复位功能,74ls192芯片都有复位管脚,则可以设置两个复位开关与各自的复位管脚相连,由芯片的管脚功能可知,74ls192的复位管脚是低电平复位,所以当开关打在接地端时,可以对时间进行复位。
(3)清零功能实现:
应为12分钟时比赛总时间,要一直倒计时到零,故不需要清零处理,而24秒则不同,因为可能总比赛时间已经结束,而最后一次的进攻时间还有多余,此时就要用到清零功能,而清零功能实现很简单,只要用开关控制芯片的清零管脚即可。
(4)节次电路:
用四个D触发器和适当的组合逻辑电路搭成四位的移位寄存器,四个LED分别接在这四个D触发器的输出Q上,12分钟重置时,电路自动移位指示节次。
(5)警报功能的实现:
在此设计中的警报即是在任意计时器计时到零是相应的LED被点亮。
此时自然我们会想到显示时间的最高位的借位信号,即BO管脚,当需要借位时,BO管脚处即会出现一个下降沿信号,而前面已经讲到BO端同时会被接到暂停用的与非门,所以此时计数器将会暂停计数,则此时BO处将被置定为低电平,此时则可用这个电平来点亮LED,达到报警的作用.
三、总体设计框图
报警电路
秒脉冲发生器
计数器
译码驱动
12分钟显示
24秒显示
控制电路
四节显示
总体电路说明:
倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现,同时利用反馈和置数实现进制的转换,以适合分和秒的不同需要。
由于该系统特殊的需要,到各计时器到零时,通过停止控制电路使计数器停止计数并用LED发出警报。
而节次计数是通过12分钟的重置来实现的.
第二章、
一、秒、分倒计时电路设计
1、24秒倒计时电路设计:
24秒的计时电路采用十进制的74LS192的级联方式来实现,首先把各个输入管脚接成相应的2和4,再把芯片的置位管脚(LOAD)接到一个开关上,用此来完成置位功能。
当计时开始直至个位芯片计数到零,个位芯片的BO端会发出下降沿信号,此信号可把它用来当做十位上芯片的脉冲信号,从而使十位递减完成倒计时功能。
计数器的倒计时功能.
24秒倒计时电路如图:
2、十二分倒计时电路设计
12分钟倒计时电路芯片同样采用级联方式,即低位的芯片的借位管脚接上一位芯片的脉冲输入管脚(也即减数管脚DOWN),使下级的芯片的借位脉冲成为上一级的输入脉冲,也即减数脉冲,从而达到递减功能。
同时输入管脚也接成相应的初始数据12:
50,此时为什么第三块芯片要接成5呢,因为12分钟的秒计时器不在是十进制计数了,而应该是60进制计数了,当时间从12:
00开始,减一就必须变成11:
59,所以第三块芯片必须要置成5,再从五开始减数直至零。
那么第三块芯片怎么一下从0变成5呢,这就需要置位,而且是从12:
00减一秒后就置位,我们知道,计数器从零减一就会变成9,此时第三块芯片的输出管脚输出的也是9,也就是1001,这就可以利用1001的D3位的1,通过取反接到第三块芯片的置位管脚进行强制置位,而一开始必须显示的零就可以通过清零管脚清零实现。
12分钟倒计时电路如下:
二、显示器的驱动设计
译码电路的功能是将“秒"
、“分"
计数器的输出代码进行翻译,在显示管上变成相应的数字。
但本次试验,试验箱中本来带有四管脚的显示器(显示器中本身是带有译码电路的),故不用译码可直接相连进行驱动。
三、节次控制电路的设计
节次控制电路图:
这四个D触发器从左至右依次为D1、D2、D3、D4。
四个D触发器级连,前一个输出送入下一个输入,用一个共同的时钟脉冲,形成同步动作。
为了保证每次输出只有一位是高电平,用个或门把Q2、Q3进行或运算后,送入或非门与Q1进行运算后送回D1。
当电源刚接通、开关G没有接地,整个计时系统没有进行工作,Q1-Q4为低电平(0000状态),D=1,四个LED都不亮。
合上G,接高电平,这样,当G接通时就有了一个电平的上升沿跳变,Q1=D1=1;
1000状态,LED1亮,指示第一节比赛。
电路进入循环状态,倒计时电路重置一次,该电路状态转换一次,实现节次自动指示。
(若需开关动作,可直接四个LED被四个开关直接控制)。
第三章、总设计(总电路图)
简要说明:
左边第一个开关的作用是对24秒进行置数(复位).左边第二个开关是对24秒进行清零。
左边第三个开关是对整个时间进行暂停和继续控制。
左边第四个开关是对12分钟的置数开关。
第四章安装、调试步骤
1、在模拟软件上进行模拟成功之后,确定所需芯片器材.
2、对芯片器材进行测试,看是否有损坏等问题。
3、确定好电路板规格,在电路板上排定芯片位置,再测试整体通电情况。
(因为接线比较多,所以芯片的排定一定要合理)
4、对电路进行连线。
(连线过程中切忌整体一起连,因为这样不利于故障出现时排故,而芯片之间单独连接,且及时连接及时测试会让以后的工作简单很多)
5、接线完成以后进行通电测试,看是否符合要求.
6、排错检测,查看错误来源及时改正.
在实际接线过程中主要存在以下值得注意的问题:
(1)带电操作导致导线或芯片烧坏.
(2)芯片与电路板连接不好导致电路不通。
(3)导线插接不好中途脱落导致短路。
(4)在接线过程中不小心导致的短路或其他连接错误.
7、整体综合连接,测试整体性能。
第五章性能测试和结果分析
经过测试,此篮球竞赛计时器可实现以下功能:
1、分别对24秒和12分钟计时电路启动和置数(复位)。
2、对24
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 篮球比赛 计时器 设计