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篮球竞赛30秒计时器设计课程设计报告.doc
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篮球竞赛30秒计时器设计课程设计报告.doc
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一、 概述
在篮球比赛中,规定了一方的持球时间不能超过 30 秒,否那么就被判做
犯规。本课程设计的“篮球竞赛 30 秒计时器〞,就可用于篮球比赛中,用于对
球员持球时间 30 秒进展限制。一旦球员的持球时间超过了 30 秒,计时器便自
动报警。
30 秒计时器不仅可用于篮球比赛中,生活中也有许多地方可以用到,比方
通过对预置时间的更改,可以用于辩论赛等场合。
此次课设设计了一个篮球竞赛 30 秒计时器电路。它由秒脉冲发生器、计
数器、译码显示电路、报警电路和时序控制电路五个局部组成。通过控制电路
来完成计时器的直接清零、启动、计数、暂停/连续等功能。计时器为 30 秒递
减计时器,其时间间隔为 1 秒;计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,持
续发光报警。并自行设计直流稳压电源。
这次实践,旨在增强学生思考问题,解决问题,以及将知识运用于实际的
能力,作为一名学生应该好好珍惜这样的时机。
二、 方案论证
图 1 篮球竞赛 30 秒计时器原理框图
30 秒计时器的原理框图如图 1 所示。30 秒计时器主要由秒脉冲发生器、
计数器、译码显示电路、时序控制电路和报警电路 5 局部构成。计数器完成 30
秒减计时功能,而控制电路是控制计时器的直接清零、启动、计数、暂停 /连续
功能等功能。操作清零开关时能够使计数器清零并使显示器显示“00〞,报警灯
发光;当启动开关闭合时,控制电路应封锁脉冲信号,同时计数器完成置数功
能,显示器显示“30〞;当启动开关断开时,计数器开场计数;当暂停/连续开
关闭合时,控制电路封锁脉冲信号,计数器处于封存状态,计数器停顿计数;
当暂停/连续断开时,计数器连续累计计数;当计数器递减计数到零时,报警灯
发出报警信号。
三、 电路设计
1. 直流稳压电源电路
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直流稳压电路由电压变压器、整流滤波电路及稳压电路组成,构造框图如
图 2 所示。
交 流 输 入 直流输出
图 2 直流稳压电源电路构成
电压变压器的作用是将电网 220 的交流电压变成整流电路所需要的交流电
压,通常为降压变压器。整流电路是将输入的交流电压变换为单向脉动电压和
电流,这是还需在整流电路的输出端接入滤波电路滤除交流分量,使输出为平
滑的直流电压。稳压电路的作用是将滤波电路输出的电压经稳压后,输出较稳
定的电压。直流稳压电源的电路图如图 3 所示。
图 3 直流稳压电路图
2.计数器电路
本实验中计数器选用中规模集成电路 74192 进展设计,74192 是十进制同步加
法/减法计数器,它采用 8421BCD 码二-十进制编码,其功能表如表 1 所示。
表 1 74192 的功能表
CPU CPD
CR
操作
×
× 0 0
置数
↑ 1 1 0
加计数
. .word.zl.
变 压
器
整流
电路
滤波
电路
稳压
电路
. .
1 ↑ 1 0
减计数
× × × 1
清零
74192 的引脚图如图 4 所示。
结合整机电路〔见附录 I〕可看出,当 J3 接 5V 时,CR 为高电平,计时器清
零;当 J3 接地时,CR 为低电平、LD 为低电平时,D0-D3 端输入的数据 d0-d3 被
置入计数器,Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0。当 CR 为低电平,LD 为高电平时,如果 CP
D 为高电平,由 CPU 端输入计数脉冲,进展加计数。如果 CPU 为高电平,由 CPD
端输入计数脉冲,那么进展减计数。如果 CPU 和 CPD 端都为高电平,计数器保
持状态不变。用两片 74192 实现 30 秒定时器的计数如图 5 所示。当 J3 接地时
〔即 CR=0〕,同时启动开关 J2 打向下端时,两片 74HC192 的 LD=0,计数器置
30 秒.当 J2 打向上端时,LD=1,计时器工作,CPD 端输入秒脉冲时进展减数。
当计时器计时到 0 时,BO1 和 BO2 同时输出低电平 0。
图 4 74192 引脚图
BO 接显示器接显示器
. .word.zl.
. .
脉冲信号
图 5 三十进制减法计时器
3.时序控制电路
图 6 是时序控制电路。J1 是暂停/连续开关。开关 J1 打向右端时,U3 输出
高电平,控制门 U4 翻开,秒脉冲信号可以通过控制门 U4 使计数器进展减数;
开关 J2 打向左端时,U3 输出低电平,U4 门关闭,秒脉冲信号被封锁,计数器
处于锁存状态。计数器完成 30 秒倒计时或清零后,BO 为低电平,二极管发光,
同时 U1 门关闭,计数器不再进展计数,并显示“00〞。
. .word.zl.
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gjmm89
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