目录

第一章：设计任务及要求、目标…………………………………………………………….2

第二章：设计原理、电路设计及仿真……………………………………………………...2

2.1 设计原理及方案………………………………………………………………………..2

2.2 单元模块设计及仿真………………………………………………………………….3

2.2.1 秒信号源设计与仿真……………………………………………………………3

2.2.2 74LS192设计与仿真……………………………………………………………4

第三章：电路的仿真、安装与调试 …………………………………………………………..6

第四章：问题及分析、解决及总结…………………………………………………………….7

附录一：………………………………………………………………………………………………9

附录二: ……………………………………………………………………………………………10

篮球竞赛24秒倒计时器

第一章：设计任务及要求、目标

1.1，设计任务及要求

1）

2）

3）

4） 具有准确的24 s倒计时显示功能，计时器为24 s递减计数； 设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能， 计时器为24 s递减计时器，计时时间间隔为1s； 计时器递减计时至0时，能发出光电警报信号。

1.2，设计任务及目标

（1） 根据给出的电路原理图分析各单元电路的功能；

（2） 熟悉电路中所用到的各集成模块的管脚及其功能；

（3） 进行电路的安装、测试，知道电路能达到设计目标；

（4） 写出完整、详细的课程设计报告。

第二章：设计原理、电路设计及仿真：

2.1，篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。

图（1）

图（2）

根据原理图，进行仿真实验，图（2）是我们仿真时的连线图

（1）； 计数译码显示部分：计数器构成8421BCD码24进制递减计数器，用

74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。

（2）； 秒信号源产生电路：用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信

号。

（3）；时序控制部分：工作时，启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲（CP）,

与此同时，产生预置信号，使数码管显示24字样。启动开关断开，开

始递减计数。当开关2断开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当开关2闭合时，计数器继续递减计数。当计数到零时，LED警报灯亮，停止计数。

2.2 单元模块的设计及仿真

在本次课程设计中，我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。

2.2.1 秒信号源的设计与仿真

为产生秒信号，所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路，通过计算可以确定参数的取值：R1 10K ，R2 2K ，C2 10 F,C1 1nF;因此，产生的脉冲周期为：T 0.7 R1 2R2 C2 0.098s 0.1s，再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频，使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s。如图3所示。

图（3）秒信号源原理图

2.2.2 8421BCD码递减计数器的仿真和设计

74LS192是同步的8421BCD码加/减计数器，具有直接清零、置数、加锁计数的功能。因为本次试验时递减计数，所以选择74LS192减计数器。

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。图（4）是74LS192的引脚图。表（1）为其功能表。

图（4）

表（1）74LS192功能表

其中，CPu为加计数时钟的输入端；CPd为减计数时钟输入端。

LD为预置时钟输入端，低电平有效，异步预置。

CR为复位输入端，高电平有效，异步清零。

CO为进位输出；BO为借位输出。

下图（5）是设计的74LS192计数器原理图：

图（5）

第三章：电路仿真、安装与调试

此次电路采用Multisim11软件进行仿真实验。仿真只是给我们提供一个环境去验证一下自己设计的电路是如何运行的。

对于秒信号源和74LS192计数器这两个单元模块，在仿真时得到了验证。通过上面的计算周期应为1s，仿真时周期也约为1s。如下图（6）所示。

74LS192递减计数器应完成9~0的递减计数，有图（7）可得到验证；

图（7）74LS192递减计数器仿真

在安装电路时要注意线的分布，既要美观又要准确。有时虽元器件完好，但往往由于线的问题导致电路工作失常。像断线、接触不良等。所以在面包板上连接电路时，需要以单元模块为单位，一个一个调试每个器件是否可以正常运行工作，最后进行整个电路的调试。

第四章：实验问题及分析、解决及总结。

4.1实验问题及分析，解决；

此次课程设计的主要问题集中在面包板上，仿真实验也有问题，但通过大家的套路那就能找出问题的所在并加以改正。譬如，在面对如何可以实现暂停功能时，一开始我们想让它清零，在预置就可以实现，通过仿真不能实现，之后经过小组的讨论之后，发现只要在断了脉冲信号就能够实现，于是我们就在

脉冲路径加了个电键。面包板上的问题就比想象的要多，开始以为只要把仿真实验上的线一根一根照样练上去就完成了。但在小组一个个检查线路之后，发现了3处连线错误。一开始倒计时功能倒计时得很快，远远快于1s，这个速度应该是多谐振荡的时间周期，分析可能是161有错误，经过检查发现74LS161的十分频设计错误，后来把它改正了电路也能实现该有的功能了。

4．2实验总结；

篮球竞赛24 s计时器的设计只要分为6个模块。（外部控制，时序控制，24s计数，秒信号源，报警电路和译码显示）。其中计数模块中的两片计数器的加计数器脉冲输入端都要接高电平，且要将低位片的借位信号加到高位片的减计数脉冲端。高位片计数器的借位信号控制警报信号，在进行减计数时，借位信号一直为高，此过程警报信号不工作，当计数器减到零时，借位信号变为低，发光二极管导通，发出警报。在将借位信号和暂停/连续控制信号和时序脉冲信号加到一起作用地位计数器减计计数脉冲输入端，即能实现计数器递减计数到零0时，数码管不灭灯，同时发出光电警报。

通过这次课程设计让我明白了，做设计一定要胆大心细，心细更为重要。否则很有可能要重来一次。面对不能出来正确结果，不要急躁，要多多看看电路图，然后看看自己是否连线有错误，要一处一处慢慢检查、分析出错误。然后做设计前一定要做好充分的准备。要事先查好该用的资料，弄清楚它的功能等一些必要的资料。譬如，像74LS192是我们没有学过的芯片，我们就该去查清楚它各管脚的分布，也同时要弄清它的功能表，如何实现我们想要的功能。

篮球竞赛 24s 倒计时器

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