24秒篮球倒计时数电实验报告
法商学院
《数字电路课程设计》
课程设计报告
专业: 应用电子技术
班级: 应电11301
姓名: 周灵
姓名: 李雄威
指导教师：沈田
课程设计任务书
设计题目：篮球竞赛24秒倒计时器
设计任务与要求：
设计一个篮球竞赛24秒倒计时电路，该电路能实现如下功能：
1）24秒倒计时显示功能；
2）设置外部控制开关，控制计数器的重置“24”、启动和暂停功能；
3）计数器递减至0（即时间到）时，数码管显示“00”，同时发出光电报警信号。
一、电路设计原理
经过对电路功能的分析，整个电路主要由控制电路、秒脉冲信号发生器、计数器、译码器和报警电路五个部分组成。示意图如图1所示。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、定时时间到报警等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不是太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非组成的多谐振荡器构成。主体电路：24秒倒计时。24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计一之到零。选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停止。
图1-1 24秒计时器系统设计框图
二、单元电路分析
（一）控制电路
控制电路由74LS00芯片和74LS10芯片组成，实现计数器的复位、计数和保持“24”数字显示，以及报警的功能。如图2-1-1为EWB控制电路仿真图。
图2-1-1 EWB控制电路仿真图
（1）开关A：启动按钮、复位按钮
开关A接地时，计数器保持“24”状态不变，处于等待状态；
当开关A闭合时，计数器开始计时，当计数器递减计数到零时，控制电路产生报警信号；
当开关A再次接地时，计数器立即复位到预置数值，即“24”。
（2）开关B：归零按钮
当开关B接高电平时，不管计数器显示任何数值，计数器立即归零，即“00”。（3）开关C：暂停按钮
当暂停/连续开关（开关C）暂停时，计数器暂停计数，显示器保持不变；
当暂停/连续开关（开关C）处于连续时，计数器继续倒计时计数。
（二）秒脉冲发生器
为了给计数器74LS192提供一个时序脉冲信号,使其进行减计数,本设计采用555构成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如图2-2-2。
其中555管脚图如图2-2-1示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期为: T=0.7(R1+2R2)C 。
因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取15k欧姆,R2取68k 欧姆,电容取C为10uF、C1为0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期为1秒.
图2-2-1 555管脚图图2-2-2 555多谐振荡电路图（三）计数器
计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。结合我们所学习的各芯片特点，只有74LS19系列芯片属于可减计数器，而74LS191和74LS193是十六进制，实验室没有74LS190芯片，所以只能选取74LS192芯片进行实验。
74LS192是十进制可编程同步加锁计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。如图2-3-1为74LS192引脚图。如图2-3-2为74LS为同步十进制逻辑功能表。
图2-3-1 74LS192引脚图
图2-3-3 74LS192构成的二十四进制递减计数器
其预置数为N=（00100100）2= (24)10。
它的计数原理是 : 只有当低位1BO 端发出借位脉冲时 , 高位计数器
才作减计数。当高、低位计数器处于全零 , 且
D CP 为 0 时 , 置数端2LD =0, 计数器完成并行置数 , 在
D CP 端的输入时钟脉冲作用下 , 计数器再次进入
下一循环减计数。 （四）译码显示电路
此模块主要是由74LS48译码器和共阴极七段LED 显示器组成，通过计数器加到译码器，从而实现共阴极七段LED 显示器从24递减到零的计数显示功能。
1.74LS48是七段显示译码器，其管
脚图如图2-4-1所示。现将各管脚功能
介绍一下：
A 、
B 、
C 、
D 是BCD 码的输入端；
a,b,c,d,e,f,g 是输出端；
试灯输入端LT ：低电平有效。当
LT ＝0时，数码管的七段应全亮，
与输入的译码信号无关。本输入端
用于测试数码管的好坏；图2-4-1 74LS48引脚图
动态灭零输入端RBI：低电平有效。当LT＝1、RBI＝0、且译码输入为0
时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。本输入端用于消隐无效的0。
灭灯输入/动态灭零输出端RBO：这是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。当RBO作为输入使用，且RBO＝0时，数码管七段全灭，与译码输入无关。当RBOBI/作为输出使用时，受控于LT和RBI：当LT＝1且RBI＝
0时，RBO＝0；其它情况下RBO＝1。本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。
2.共阴极七段LED显示器，用发光二极管（LED）组成字型来显示数字。这
个数码管的每个线段都是一个发光二极管，为了使数码管能将数码所代表的显
示出来，必须将数码经译码器译出，然后经驱动器点亮对应的段，如图2-4-2
所示。
图2-4-2 74ls48引脚分布（左）及对应灯状态（右）
