24秒倒计时--课程设计.doc

目录 摘 要..........................................1 第一章 设计任务及要求 ................................1 2.1设计背景............................ ............1 2.2设计任务及要求 ........... .....................1 2.3设计目标........... .............................1 第二章 电路设计...................................1 3.1 设计原理及组成部分...................... ......1 3.2 单元模块......................................3 第三章 电路仿真与调试..............................5 第四章 问题分析及总结........................... ......6 第五章 运行仿真结果........................... ......7 第六章 参考文献............. .........................9 第七章 原件清单.......................................9 摘 要 本次课程设计以篮球比赛24秒倒计时器为课题，主要能完成：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。 整个电路的设计借助于Multisim仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字 计时器 篮球倒计时器 Multisim仿真 第一章 设计任务及要求 设计背景 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就是犯规。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 设计任务及要求 （1）具有准确的24 s倒计时显示功能，计时器为24 s递减计数； （2）设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能， （3）计时器为24 s递减计时器，计时时间间隔为1s； （4）计时器递减计时至0时，能发出光电警报信号。 设计目标 （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 电路设计 设计原理及组成部分 根据设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能、译码显示电路的显示与灭灯及发光报警的功能。篮球24s计时器的原理框图如下图所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路、控制电路五部分组成。 篮球比赛24秒计时器原理框图 根据原理图，进行仿真实验，上图是仿真时的连线图 （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，启动置数开关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。置数开关断开，开始递减计数。当暂停开关断开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当暂停开关闭合时，计数器继续递减计数。当计数到零时，LED警报灯亮，停止计数。 单元模块 （1）秒信号源的设计 我们用555定时器构成多谐振荡电路。 555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1.R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压下降到1/3Vcc，比较器C2工作输出电压变为高电平，C放电终止，Vcc通过R1。R2又开始充电；周而复始，形成振荡。另外，为了提高精度可以将555设置成产生0.1s脉冲。在用分频器（74LS160连接成10进制计数器）分频长1s脉冲。这样理论误差会缩小。 555定时器构成多谐振