24秒篮球倒计时器芯片(2)(1) - 图文

河南科技学院新科学院

电子课程设计

设计题目：篮球比赛24秒倒计时器 学生姓名： 裴春浩 学 号： 2013190315 班 级： 电气133 指导老师： 王详勇 时 间： 2015.5.18-5.31

前言

电子课程设计是我们学习电子课程系列中的一门设计课程，其目的是锻炼我们综合运用电子技术基础知识以及动手的能力，提高我们使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力，同时了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用，为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。本次我们的课程设计题目是“篮球比赛24秒计时器”，其作用是用于对球员的持球事件进行限制，当一方持球超时，警报器会报警提示持球方犯规。

通过对这个课程设计的完成，我们不仅加强了对数电及模电技术的理解，也学会了查阅资料、方案比较、方案选择以及原理图设计、计算、制作、调试等基本的技能，增强了分析、解决实际问题的能力，真正的做到了将所学的知识实践化。

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目 录

前言 ...................................................................................................................................................... 1 1 电子课程设计任务及要求. ............................................................................................................. 3

1.1 课程设计的目的 ................................................................................................................... 3 1.2 课程设计的任务及要求 ....................................................................................................... 3

1.2.1 根据课题任务进行设计并绘制电路原理图。 ........................................................ 3 1.2.2 根据原理图，用相关元器件搭建并测试电路，制作实物。 ................................ 3 1.2.3 撰写设计报告（交打印稿）。 .................................................................................. 3 1.2.4 设计报告格式要求： ................................................................................................ 3 1.3 课程设计成品要求 ............................................................................................................... 3

1.3.1 课程设计报告1份； ................................................................................................ 3 1.3.2 制作成品1套。 ........................................................................................................ 3

2 总体设计思路，框图和选用的元件，仪器 .................................................................................. 3

2.1 设计思路 ............................................................................................................................... 3 2.2 总体设计框图 ....................................................................................................................... 4 2.3 选用的元件，仪器 ............................................................................................................... 4 3 主要芯片的介绍 .............................................................................................................................. 5

3.1 74LS192 ................................................................................................................................. 5 3.2 74LS48 ................................................................................................................................... 5 3.3 555 .......................................................................................................................................... 6 4 总设计（总设计图） ...................................................................................................................... 7 5 安装、调试步骤 .............................................................................................................................. 7 6 心得体会总结 .................................................................................................................................. 7 7 参考文献 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

7.1 康华光.电子技术基础(数字部分).北京:高等教育出版社 ................................................. 9 7.2 21IC中国电子网（http://www.21ic.com） ......................................................................... 9 7.3 阎石．数字电子技术基础．第四版．北京.高等教育出版社 .......................................... 9 7.4 百度文库文档：篮球比赛24秒倒计时器的设计（赣南师院 物理与电子信息学院）9

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1 电子课程设计任务及要求. 1.1 课程设计的目的

电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”后开设的设计课程。目的是锻炼学生运用电子技术基础知识以及动手的能力，提高学生使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力，同时了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用。通过课程设计，使学生加强对数字及模拟电子技术的理解，学会查阅资料、方案比较、方案选择以及原理图设计、计算、制作、调试等基本技能，增强分析、解决实际问题的能力。 1.2 课程设计的任务及要求

1.2.1 根据课题任务进行设计并绘制电路原理图。

1.2.2 根据原理图，用相关元器件搭建并测试电路，制作实物。 1.2.3 撰写设计报告（交打印稿）。 1.2.4 设计报告格式要求： （1) （2) （3) （4) （5)

课题任务的相关参数与指标。 选择集成电路芯片，列出材料清单。 绘制EDA电路原理图，分析电路工作原理。 测试逻辑功能，描述调试方法。 写出心得体会（1000字左右）。

1.3 课程设计成品要求

1.3.1 课程设计报告1份； 1.3.2 制作成品1套。

2 总体设计思路，框图和选用的元件，仪器 2.1 设计思路

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球比赛24秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接启动、暂停和置数以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。工作时，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。

篮球竞赛记时系统的主要功能包括：进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。攻方24秒倒计时，当比赛准备开始时，屏幕上显示24.0秒字样，当比赛开始后，倒计时从24.0逐秒倒数到00.0。这一模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；警报提示：当计数器计时到零时，给出光电报警信号。

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此电路系统主要由6部分组成，其中脉冲发生器由555定时器外加2个合适阻值的电阻和电容构成发出0.1s的方波脉冲，递减计数由74LS192外加74LS48驱动构成，显示电路采用3个7段共阴极数码管排列构而成，当系统计数至00.0s时，LED灯点亮报警提示。 2.2 总体设计框图

三位译码驱动显示脉冲发生控制开关递减计数报警电路控制电路

图 2-1 倒计时设计总体框图

2.3 选用的元件，仪器

可逆十进制计数器74LS192三片 三输入或非门74LS27一片

七段译码器74LS48（内有驱动）三片 共阴极数码管SM120501K三个 二输入与非门74LS00一片 四输入与非门74LS20一片

六反相器74LS04一片、555定时器一片 二输入与门74LS08一片

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开关3个，电容0.01、0.51、1微法各1个，电阻10k、100k、22k、2k、470欧姆若干，LED4个等，实验板，稳压电源，万用表。 3 主要芯片的介绍 3.1 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图 3-1所示：

图 3-1 74LS192的引脚排列及逻辑符号 （a）引脚排列 (b)逻辑符号

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， 为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3

为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为数据输出端。

其功能表如图 3-2所示：

图 3-2

3.2 74LS48

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7段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器，其管脚及主要功能如图 3-3所示:

由74ls48真值表可获知74ls48具有7段译码功能（LT=1，RBI=1）

在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入DCBA经74ls48译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符，除DCBA = 0000外，RBI也可以接低电平。 3.3 555

555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测，其管脚如图 3-4所示：

图 3-3

图 3-4

555定时器

在本次课程设计中，将555用与多谐振荡器使用，使其可以发出10HZ的脉冲，其中选取电阻和电容依据如下公式：

公式 3-1

其中5管脚接0.01uf的电解电容，R1=42K,R2=33K。

1. 43

f? (R1?2R2)?C

图 3-5

555定时器构成的多谐振荡器

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4 总设计（总设计图）

图 4-1 总设计图

5 安装、调试步骤

1、按照面模板规格，设定好各集成芯片的排放位置、测试各芯片是否与面板接触良好。 2、用相应的芯片和元件组装好相应的模块电路。

3、当检测出问题后分析其原因，是元器件本身原因还是接线错误，更换元件或重新正确接线，保证电路的正确运行。

4、整体综合连接，测试整体性能。 6 心得体会总结

在这次的课程设计中，我们将课本理论知识与实际应用联系起来，运用书本上的知识以

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及自己查阅的资料，与同组的同学一起完成了24秒篮球比赛倒计时器。我也从中学到了很多的东西，体会到很多实践操作的意义。有以下几个方面：

1．本次课程设计，我对74LS48、74LS192、555等芯片加深了认识，也巩固了对它们的使用。对于数字、模拟电路的综合运用则是有了更深一步理解，我想这次课程设计一定会为我以后的电路分析和设计打下坚实的基础。

2．提高实践动手操作能力。在大学中，我们许多的时间都是在学习理论知识，很少参与实践操作，对于电子技术的学习更是这样。这次课程设计给我提供了一个很好的机会，将我们学到的知识用于实践，从元件芯片的了解，电路设计，模拟仿真，安装调试，每一步的进行，都给我带来受益非浅的感悟，学到了许多我们在课本上学不到的实践经验，对此，我真的很开心很有成功感。

3.增强了我的团队意识和观念。这次的课程设计是我们小组一起完成的，在这个过程中，我们分工明确，进度有序，在规定的时间里完成了这个任务。很喜欢我们一起讨论方案的畅所己言，很享受我们为了一个目标的共同努力，很快乐我们交流自己的心得东西的互换。

4.通过这次课程设计，自己也明白了设计报告的书写模式和要求，懂得了科技类文章的书写规范，对于自己这个工科生而言，真的也很重要的。

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参考文献

[1] 康华光.电子技术基础(数字部分).北京:高等教育出版社 [2] 21IC中国电子网（http://www.21ic.com）

[3] 阎石．数字电子技术基础．第四版．北京.高等教育出版社

[4] 百度文库文档：篮球比赛24秒倒计时器的设计（赣南师院 物理与电子信息学院）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ore6.html