篮球24秒倒计时器Word文档格式.docx
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总计资料
5
6
湖南工业大学
2016年~2017学年第1学期
电气与信息工程学院(系、部)电气工程专业1401班级
课程名称:
电子技术课程设计
设计题目:
篮球角逐24秒计时器设计
完成期限:
自2016年11月14日至2016年11月18日共1周
内
容
及
任
务
一、篮球角逐24秒计时器
(1)设计指标
1、具有24秒计时功能;
2、设置外部操纵开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;
3、在直接清零时,要求数码显示器灭灯;
4、计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒;
5、计时器递减到零时,数码显示器不克不及灭灯,同时发出光电报警信号;
6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器,试问电路要作哪些相应的改动。
(2)设计要求
1、画出电路原理图(或仿真电路图);
2、元器件及参数选择;
3、列出实验数据和时序波形;
4、电路仿真与调试(用EWB软件)。
(3)编写设计陈述写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
二、设计工作量
电子钟电路设计说明书一份;
电子钟电路原理图一份;
篮球角逐24秒计时器设计说明书一份;
篮球角逐24秒计时器原理图一份;
进
度
安
排
起止日期
工作内容
20164
讲授设计的一般步调和方法、设计的要求、安插设计题目。
20165--17
学生进行设计
2015.11.18
学生修改、打印设计陈述
主
要
参
考
资
料
[1]康华光电子技术基础模拟部分(第五版)高等教育出版社2007年
[2]欧伟明.实用数字电子技术.北京:
电子工业出版社,2012
[3]陆应华.电子系统设计教程.北京:
国防工业出版社,2005
[4]李忠波等.电子技术仿真与实践.北京:
机械工业出版社,2004
指导教师(签字):
年月日
系(教研室)主任(签字):
设计说明书
起止日期:
2016年11月14日至2016年11月18日
学生姓名
谢富
班级
电气工程1401
学号
成绩
指导教师(签字)
电气与信息工程学院(部)
设计目的及要求
一、设计要求
1、具有24秒计时功能。
2、设置外部操纵开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。
3、在直接清零时,要求数码显示器灭灯。
4、计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒。
5、计时器递减到零时,数码显示器不克不及灭灯,同时发出光电报警信号。
它包含秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等五个部分组成。
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,而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。
为包管系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系:
1.操纵直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯。
2.当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP(秒脉冲信号),同时计数器完成置数功能,数码显示器显示24秒字样;
当启动开关断开时,计数器开始计数。
3.当暂停/连续开关闭合时,控制电路封锁时钟信号CP,计数器处于锁存状态;
当暂停/连续开关断开时,计数器继续累计计数。
3、列出实验数据和时序波形。
4、电路仿真与调试(用EWB软件);
设计任务
一、计时器概述
1、计时器的特点及应用
在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育角逐,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机,还可以用来做为各种药丸、药片,胶囊在指定时间提醒用药等等,由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。
在篮球角逐中,规定了球员的持球时间不克不及超出24秒,否则就违例了。
本课程设计“智能篮球角逐倒计时器的设计”,可用于篮球角逐中,用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超出了24秒,它自动的报警从而判定此球员的违例。
二、电路设计原理及单元模块
1、设计原理
24秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。
它包含秒脉冲发生器、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。
秒脉冲发生器发生的信号是电路的时钟脉冲和定时尺度,但本设计对此信号要求其实不太高,故电路可采取555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由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代替。
主体电路:
24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关,角逐开始后,24秒的置数端无效,24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时,逐秒倒计到零。
选取“00”这个状态,通过组合逻辑电路给出截断信号,让该信号与时钟脉冲信号通过一个与门将时钟截断,使计时器在计数到零时停住。
2、设计方案
图1、电路框图
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,以适合分和秒的分歧需要。
由于该系统特殊的需要,到计时器到零时,通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。
3、单元模块
3.1、所用各个芯片功能
3.1.1、555定时器
555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲发生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子丈量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图如右图所示。
图2、555定时器内部结构
它内部包含两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,则电压比较器C1的反相输入端的电压为2VCC/3,C2的同相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则C1的输出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为低电平。
表6—1555定时器的功能表
清零端
高触发端TH
低触发端TR
Q
放电管T
功能
×
导通
直接清零
x
坚持上一状态
截止
置1
清零
表1555定时器的功能表
3.1.2、74LS48
7448是7段显示译码器,输出高电平有效的译码器。
工作电压为5V,用于驱动共阴极数码管,7448除了有实现8段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端外,7448还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI),以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出(BI/RBO)端。
功能或数字输入输出显示字形
abcdefg
灭灯×
00000000灭灯
试灯0×
111111118
动态灭灯10000000000000灭灯
0110000111111100
11×
0001101100001
21×
0010111011012
31×
0011111110013
41×
0100101100114
51×
0101110110115
61×
0110100111116
71×
0111111100007
81×
1000111111118
91×
1001111110119
101×
101010001101无效输出
111×
101110011001
121×
110010100011
131×
110111001011
141×
111110001111
151×
111110000000
表2、74LS48功能表
3.1.3、74LS192
74LS192是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置数
等功能,其引脚排列及逻辑符号如下所示:
图中:
为置数端,
为加计数端,
为减计数端,
为非同步进位输出端,
为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,
为
清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如下:
操纵
置数
↑
加计数
减计数
坚持
3.1.4、数码管
数码管也称LED数码管,晶美、光电、分歧行业人士对数码管的称呼纷歧样,其实都是同样的产品。
数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元,也就是多一个小数点(DP)这个小数点可以更精确的暗示数码管想要显示的内容;
按能显示多少个(8)可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管,共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一
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- 篮球 24 计时器