1、名 称： 综合训练项目 三 题 目： 篮球比赛 24 秒倒计时器设计 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 辽宁工程技术大学 数字电子技术 综合训练项目三成绩评定表 评 定 标 准 评定指标 标准 评定 分值 得分 设计内容 思路清晰 1 方案论证 1 方案合理、 电路完整 2 仿 真结果正确 1 设计报告 格式正确 顺序合理 1 内容充实、 语言流畅 1 图表清晰 1 答 辩 叙述清晰， 回答正确 4 总成绩 日期 2017 年 月 日 综合训练项目三任务书 一、综合训练题目 篮球比赛 24 秒倒计时器设计 二、目的和要求 1、 目的 ：学习数字电路的模块化设计方法；会运用计数器、显示器等
2、器件设计简单的时序逻辑电路。 2、 要求 ： 设计一个 数码管显示的 24 秒倒计时器 ， 计时间隔 1 秒；设置三个外部控制开关，分别 控制系统的启动、暂停 /继续、复位（清零）功能；计时器递减计数到零时，给出报警信号。 用中规模集成电路 配合门电路 完成控制任务；有研究方案比较，能够应用 绘图 软件绘制逻辑图 ，用仿真软件验证电路功能 。 成果形式：每小组提交综合训练报告一份；现场或视频答辩；有能力的同学制作实物。 上交时间：在讲授完第六章时序逻辑电路后的一周之内提交 。 三、训练计划 项目综合训练课下 1 周，课上 1 节。 第 1 天：针对选题查资料，确定整体设计方案； 第 2 5 天
3、：设计电路，并利用仿真软件仿真设计电路，验证功能是否正确； 第 6 7 天：按格式要 求编写整理设计报告。 四、设计要求 1. 每名同学按照自己分配的任务要求完成训练。 2. 绘图统一采用 Visio2010。 指导教师： 日期： 2017 年 月 摘要 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来 做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。本次设计要求做一个篮球比赛 24 秒倒计时器，本次可以用555 定时器 74LS190 显示管等器件制造。 关键词：
4、555 定时器 ； 74LS190；显示管 目录 综述 . 1 1 方案设计与分析 . 2 2 电路设计框图及功能描述 . 2 3 电路设计及其原理 . 2 3.1 555 定时器 . 2 3.2 74LS190 . 3 3.3 门电路 . 3 3.4 显示管 . 4 3.5 继电器 . 4 4 仿真结果 . 5 5 测试结果分析 . 6 设计体会 . 7 1 综述 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过 24 秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，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违例
5、。本次的课程设计是利用数字电子技术的知识做一个 24 秒倒计时器的设计 电路，要求 24 秒倒计时器 能够正常工作。 数字电子技术综合训练也是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。 2 1 方案设计与分析 方案一：本题是要求设计一个 24 秒的篮球倒计时器， 74ls190 是一个十进制的可逆计时 器，因此可以利用其减计数功能，周期是由 555 定时器产生的脉冲提供。可先给计数器置一个初始的值，然后利用计数器的减计数功能，使 555 定时器的周期为 1 秒，完成减计数。当减到零时， 555 定时器脉冲被切断，
6、蜂鸣器鸣叫，显示管保持在零不动。 方案二：本题是要求设计一个 24 秒的篮球倒计时器，也可用一个 16 进制的单时钟的可逆计数器，利用其减计数功能，周期也是由 555 定时器提供。可先给计数器置一个初始的值，然后利用计数器的减计数功能，使 555 定时器的周期为1 秒，完成减计数。当减到零时，给芯片一个置零信号，蜂鸣器鸣叫 ，显示管保持在零不动。 因方案二的芯片和课本上不一样，端口不知道，所以选择方案一进行仿真。 2 电路设计框图及功能描述 555 定时器是为了提供一个脉冲的，因此需要调节电阻值控制电容的充放电，来实现周期为 1s 的脉冲。脉冲来临， 74LS190 得提前置数，因此需要一个单
7、刀双掷开关， load 端口置数时选择低电平，计数时选择高电平。开始计数，当到达零时 ， 555 定时器脉冲被切断，蜂鸣器鸣叫，显示管保持在零不动。 3 电路设计及其原理 3.1 555 定时器 555 定时器是提供一个脉冲的，因此需要接成多谐震荡电路，所以它的 5 端口接一个电容后接地， 2 和 6 端口接在一起连接在 R2 下面， Vcc 下俩接 R1 电阻，R2 电阻和一个电容，最后接地。通过调节 R1， R2，电容的值可以调节周期。 555 提供脉冲 190 置数 190 倒计时 190 置零 3 FCRCRRTTTm102210 0R1sl n 22212121 ）（图 1 555
8、定时器 3.2 74LS190 芯片 本方案里面用主要器件就是 74LS190 芯片，其称为十进制可逆计数器。 Cten端需要置低电平。因为要利用其减计数功能，所以 u/d 端需要置高电平，置数端口为 load，高电平为有效。 Max/min 端为借位或进位端。 555 定时器来的脉冲需要接 clk，第一个为个位，所以需要提前置数为 4，所以 a b d 低电平， c 高电平。输出端接显示部分。第二个为十位， clk 通过一个反相器接个位片的 min口，十位需要从 2 开始减，所以提前置数。 A c d 为低 电平， b 为高电平。 其他使用与个位片相同。 图 2 74LS190 芯片 3.3
9、 门电路部分 因为显示器到零时，需要蜂鸣器响动，因为 190 输出全是零，所以就需要一个转换器，能把全是 0 的给转成 1 的，就需要一个 8 端口输入的或非门。八端口输入的或非门找不到，就找了两个四端口输入的或非门，然后进行与逻辑。保证4 显示管为 00 时，蜂鸣器能 响。 图三 或非门 3.4 显示部分 显示部分用的是一个 4 位二进制的显示管，输入对应的二进制编码就能显示对应的数字。 图 4 显示器 3.5 继电器 减到 00 时，需要一个装置使计数器保持 00 的状态，不减下去。所以 00 时蜂鸣器引出个高电平给 继电器，让继电器工作，吸附脉冲开关断开 。 图 5 继电器 5 4 仿真结 果
