(整理)数字电路课程设计实例---24秒计时器.pdfVIP

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1计数器概述

1.1篮球竞赛24秒计时器功能

数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，在生活中有着各种各样的应

用。因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，它将学生的理论知识和

实践能力统一起来，为以后的工作做好准备。

在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。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，它就自动报警从而判定此球员的犯规。

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒计时器。此计时器

功能齐全，有显示24秒倒计时的功能，同时系统设置外部操作开关，控制计时器的直

接清零、启动、暂停、连续功能。而在直接清零时，数码管显示器灭灯，计时器为24

秒递减计时其计时间间隔为1秒，计时器递减计时到零时，数码管显示器不灭灯，同时

发出光电报警信号。

1.2设计任务及要求

1.2.1基本要求

（1）显示24秒计时功能。

（2）设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。

（3）在直接清零时，要求数码显示器灭灯。

（4）计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒。

（5）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。

（6）秒脉冲由555多谐振荡器给出。

1.2.2设计任务及目标

（1）根据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块的管脚及其功能；

（3）进行电路的装接、调试、直到电路能达到规定的设计要求；

（4）写出完整、详细的课程设计报告

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1.2.3主要参考器件

555晶体定时器

74LS74双D触发器

74LS47译码器

74192双时钟十进制计数器

2电路设计原理与单元模块

2.1设计原理

24秒计时器的总体参考方案框图如图2.1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、

译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路

是系统的主要模块。计数器完成24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接清零、启

动计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。

译码译码

显示显示

定时到

秒脉冲递减递减

发生器计数器计数器

启动控制报警

暂停/连续

电路

清除电路

图2.124秒计时器系统设计框图

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但是设计对此信号要求

并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡其构成。

译码显示电路由74LS47(译码器)和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在试验

中可用发光二极管与蜂鸣器代替。

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2.2设计方案

分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24s计时功能，

而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示和

灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的

时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。

当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译

码显示电路显示“24”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关

拨