一、篮球竞赛30秒定时电路设计

 

 

摘要：设计一个30秒计时电路, 并具有时间显示的功能。设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。该电路可以连续计时,每隔一秒,计时器减1。计时器递减计时到零时,显示器上显示00,同时发出光电报警信号。30秒定时器包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序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。

实验器材

  1、芯片:74LS48(2片)、74LS192(2片)、74LS04(1片)、74LS10(1片)、74LS00(1片)、NE555(1片);

   2、电阻 10KΩ(4只)、15KΩ(1只)、68KΩ(1只)、1KΩ(1只);

   3、电容 10μF(1只)、0.1μF(1只);

   4、其他元件 发光二极管 (1只)、共阴极七段LED数码管(2只)、单刀单掷开关(1只)、单刀双掷开关(2只)。

功能分析

1、基本电路的功能分析

30秒定时器的总体方案框图如图1所示。它包括秒脉冲发生器、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30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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1.1 、30秒定时器的总体参考方案框图

秒脉冲发生器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，电路可采用555集成电路或有TTL与非组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路用74LS48和共阴七段LED数码管组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。

2、篮球竞赛30秒定时电路原理电路

实际中我们所采用的篮球竞赛30秒定时电路如图2所示。本电路是根据所要实现的功能得出的，555定时器起的作用就是产生一个1Hz的秒脉冲；RS触发器是辅助时序电路；74LS192组成计数器，再有74LS48译码驱动数码管显示。

计数器选用中规模集成电路74LS192设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加锁计数器，它采用8421码2—10进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数的功能。

图1.2、篮球竞赛30秒定时电路

为了保证系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系。从系统的设计要求可知，控制电路要完成以下四项功能：

①、操作“直接清零”开关时，要求计数器清零。

②、闭合“启动”开关时，计数器应完成置数功能，数码管显示30秒字样，断开“启动”开关时，计数器开始进行递减计数。

③、当“暂停/连续”开关处于“暂停”位置时，控制电路封锁时钟脉冲信号CP，实数器暂停计数，数码管上保持原来的数不变，当当“暂停/连续”开关处于“连续”位置时，计数器连续累加计数。另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路 工作不稳定。

④、当计数器递减计数到零时，控制电路应发出报警信号，使计数器保持零状态不变，同时报警电路工作。

3、本系统应注意的事项

  555是模数混合的集成电路，为防止它对数字电路产生干扰，步线时，555的电源、地线应与数字电路的电源、地线分开走线。

4、系统的调试

    本系统最关键的地方是555定时器能否产生1Hz的脉冲信号，在实际的操作中应注意这个问题，在对74LS192接线的时候要注意CPu和不要接反了。本是同还可把递减计数改为递增计数，只需将脉冲从Cpu送入，接高电平就行了，其他的电路基本不变。

心得和体会

通过这次对数字小系统的制作，让我明白了一个道理。理论和现实的差距太大，只有多做多练，让理论的在实际中体现出来。才能真正的掌握科学文化知识。

在以后制作小系统时，尽量避免使用面包板，减少系统调试过程中的麻烦。因为面包板接线容易出现搭接不稳定，

参考文献：

1.《电子技术基础》第四版 康华光 主编  高等教育出版社

    2.《数字电子技术基础》 杨志忠  主编   高等教育出版社

    3.《电子技术课程设计》历雅萍   主编  电子工业出版社

4.《电子技术课程设计指导》彭介华 主编 电子工业出版社

5．http://www.queshao.com

实际所做的电路:

                   图1.3 实物图