篮球比赛计时器

太原科技大学课程设计报告

电子技术课程设计

篮球比赛计时器

学院：太原科技大学电子信息学院专业：电气工程及其自动化班级：电气081502 姓名：李昊轩

学号：200815010207 指导教师：闫晓梅时间：2010年12

月

一、设计任务与要求

二、总体框图

三、器件选择

四、功能模块

五、总体设计电路图

六、实验结果及分析

七、心得体会

八、参考文献

篮球比赛计时器的设计

一、课程设计任务与要求

1、任务：设计一个12分00秒篮球比赛倒计数定时器

2、要求:

1. 篮球比赛全场时间为48分钟，共分为4节，每节12分钟，要求开机自动置节计数器为第“ 1”节，节计数器为“ 12分00秒”。

2. 用数字显示篮球比赛当时节数及每节时间的倒计时，计数器由分秒计数器完成，秒计数器为模60,分计数器应能计满12分钟。

3. 能随时用钮子开关控制比赛的启动/停止，启动后开始比赛，停止期间不计时，重新启动后继续计时。

4. 每节比赛时间结束时，能以音响自动提示并暂停计时，同时节数自动加1。

5. 秒信号不必考虑时间精度，可利用实验仪上所提供的连续脉冲（方波）。

、总体框图

本设计主要由四大模块电路构成：计数器、显示器、音响电路、控制电路。

计数器功能是用两个可预置数减法计数器组成，实现从60秒递减到0 秒，该计数器可以由两块MSI计数器构成，一块十进制，一块六进制，组合起来就构成六十进制计数器，这里用的是两片74LS192;分计数也是用两片

74LS192构成的十二进制减法计数器，实现从12分递减到00分；节计数是用

74LS192构成的加法计数器，实现从第一节到第四节的计数。

仿真和硬件操作中都可以直接接七段数码显示译码器。

仿真和硬件操作中没有音响，所以用发光二极管代替。

控制电路实现的功能有启动，暂停/连续，译码显示电路的显示，灭灯。控制器随着计数器计数的状态发生改变，计时期间，用电器开关断开，当计时完毕时，用电器开关闭合。

图1为计时器的总体参考方案框图,

图1篮球比赛计时器的原理框图

计数器：对时钟信号进行记数并减位，秒和秒之间10进制，秒和分之间60进制；即一个六十进制减法器、一个十二进制减法器、一个四进制加法的计数器。显示器：采用5片LED显示器把各位的数值显示出来，是计数器最终的输出，有节数、分和秒；控制器：控制电路是对计数器的工作状态（记时开始/暂停/

继续/复位等）进行控制的单元，可由触发器和开关组成。

本实验中，我主要设计的是分、秒和节的计数，即课程设计要求中的1、

2两点，实现计数器和显示器；并设计开机和节结束置数的控制器来实现计数器的置数和减计数。

三、选择器件

1、计数器件

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。下面介绍74LS192的引脚图和74L

S192的功能表。

?CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。

?LD为预置输入控制端，异步预置。

?CR为复位输入端，高电平有效，异步清除＜

?CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出,

?BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

表1 74LS192功能表

根据表1中74LS192的功能表，当LD=1, CR=0 CPD=1时，如果有时钟脉冲加

到CPU端，则计数器在预置数的基础上进行加法计数，当计到9（1001）时，CO 端输出进位下降沿跳变脉冲；当LD=1, CR=0 CPU=1时，如果有时钟脉冲加到CPD 端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数，当计到0 （0000）时，BO 端输出借位下降沿跳变脉冲。

2、置数实现器件

74LS04是6非门仮相器）他的工作电压5V，他的内部含有6个coms反相器，

74LS04的作用就是反相把1变成0,把0变成1。

四、功能模块

1、计数器

秒信号经秒、分计数器后分别得到“秒”个位、十位，“分”个位、十位的计时输出信号，然后输出到译码显示电路。“秒”计数器应为60进制，而“分” 计数器可为大于等于12的任意进制。

（1）秒计数器：六十进制计数器

可以由两块MSI计数器构成，一块十进制，一块六进制，组合起来就构

成六十进制计数器。实验室可提供的MSI计数器有T213、T217、74LS90 74LS190 74LS192 74LS160等，在这里我采用74LS192设计，74LS192是十进制同步加法/减法计数器，具有直接清零、异步置数功能。

由篮球比赛的特点，计时器可以设计成距离比赛结束的时间，因此这种方案需用减法计数器，而对每一节的计数实现的又是加法计数器，而74LS192既可以实现加法计数，也可以实现减法计数。

74LS192本身就是十进制，所以图2中U4直接利用借位输出端BQ —旦有借位则BO合U3—个下降沿，U3就开始减计数，从而秒的个位实现十进制。

图2 十进制电路图

要想实现六十进制，则一开始要将 U3置成六，必须使LD=O,才能置数；但要实现减计数，又必须使LD=1所以我使用了 CR 的清零功能，总开关闭合时， CR=1此时显示为0,总开关断开时，CR=O 减计数开始，U4上B0输出借位为 0，LD 接BO=0给U3置数，下一瞬间，B0=1 LD=1,则U3从六开始递减。U4 有借位输出，U3则减1,如此递减，直到U3 U4全减为0, LD 又给U3置数。一直循环形成六十进制。如图3。

nean Q Q

Key= Space

UP COW

B Q3 .

DCD

i u

74LS1S20 -.an

'1010

'74LS192D'