電子技術(shù)課程設(shè)計籃球30s計時器的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-09 07:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)撥在暫停位置上時，計數(shù)器停止計數(shù)，處于保持狀態(tài)；當(dāng)暫停／連續(xù) 開關(guān)撥在連續(xù)時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計數(shù)。 系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖 21 所示。 如果根據(jù)實驗所提供的參考器件，還可在秒脈沖發(fā)生模塊上做些變化，前者產(chǎn)生的脈沖周期直接是 1 秒；如果讓其產(chǎn)生的秒脈沖頻率為 10Hz，觸發(fā)脈沖輸出的方波周期為 秒，再將該脈沖信號送到由 74LS161 構(gòu)成的十分頻器，由 74LS161 輸出的脈沖周期為 1秒，再將該信號送到計數(shù)器 74LS192 的 CP 減計數(shù)脈沖端。如此就可得到兩個方案，由于兩方案原理相同，故本設(shè)計只采用 其一 所述，即直接由 555 多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖周期為 1 秒的脈沖。 張瑞 籃球競賽 30s 計時器 10 第三章 單元模塊 根據(jù)設(shè)計思路和原理框圖，對各個單元電路進行分析，逐次設(shè)計出各個單元電路。 秒脈沖發(fā)生器 555 定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 555 定時器電路 的 基本原理 由 圖可以看出， 555 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 包括兩個電壓比較器 C1和 C2，一個基本 RS 觸發(fā)器和一個集電極開路的放電三極管 TD三部分構(gòu)成。 圖 555 定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu) R 5KR 5KR 5KC1C2G1G2G3RdV i1( T H )V i2( T R )V C CTV c oR1VoV o39。D isSR..TH6TR2D is7VCC8Rd4Q3GND1V co55551 2 3 45678GND TR Vo RdV coTHD isV CC555..(a) 555的邏 輯符號(b) 555的引 腳排列圖 555 定時器邏輯符號和引腳 遼寧工程技術(shù)大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計 11 VI1是比較器 C1的反相輸入端，也稱閾值端 ， 用 TH 表示 。 VI2是比較器 C2的同相輸入端，也稱觸發(fā)端 ， 用 TR 表示。 VR1和 VR2是 C1和 C2的基準電壓， VCO是控制電壓 輸入端，當(dāng) VCO懸空時， VR1=2/3VCC， VR2= 1/3VCC。若 VCO接固定電壓時， VR1=VCO， VR2=1/2VCO 。/RD是清零端， 當(dāng) /RD=0 時 ， VO=0； 當(dāng) /RD=1 時， 電路 處于工作狀態(tài)。 555 定時器的邏輯功能主要取決于比較器 C C2的工作狀態(tài)，分析如下 ， 在無外加控制電壓 VCO的情況下： 當(dāng) VI1VR1， VI2VR2時，比較器輸出 VCl=0， VC2=1，觸發(fā)器置 0，使得定時器輸出VO=0，同時 TD導(dǎo)通。 當(dāng) VI1VR1， VI2VR2時，比較器輸出 VC1=1， VC2=0，觸發(fā)器置 1，使得定時器輸出VO=1，同時 TD截止。 當(dāng) VI1VR1； VI2VR2時，比較器輸出 VCl=1， VC2=1，觸發(fā)器維持原狀態(tài)不變。 根據(jù)以上分析，可得到 555 集成定時器功能狀態(tài)表 ， 如表 所示 。 為了提高電路的負載能力，在輸出端接緩沖器 G4。 TD與 /R接成的反相輸出端 VO′與 VO在高、低電平狀態(tài)上完全相同。 秒脈沖發(fā)生器 電路設(shè)計 555定時器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路， 可產(chǎn)生各種脈沖 ,為了給計數(shù)器 74LS192提供 一個時序脈沖信號 ,使其進行減計數(shù) ,本設(shè)計采用 555構(gòu)成的多諧振蕩電路 (即脈沖產(chǎn)生電路 ),其基本電路如圖 . 其中 555管腳圖如 上 圖 .由 555工作特性和其輸出周期計算公式可知 ,其產(chǎn)生的脈沖周期為 : T=(R1+2R2)C 。 因此 ,我們可以計算出各個參數(shù)通過計算確定了 R1 取 15k 歐姆 ,R2取 65k 歐姆 ,電容取 C 為 ,且其輸出周期為 1 秒 . 表 555 定時器控制功能表 輸 入 輸 出 TH TR dR VO Dis 32 VCC 32 VCC 32 VCC 31 VCC 31 VCC L H H H L H 不變 L 導(dǎo)通 截止 不變 導(dǎo)通 張瑞 籃球競賽 30s 計時器 12 圖 555多諧振蕩電路圖 8421BCD 碼遞減計數(shù)器模塊 計數(shù)器選用中規(guī)模集成電路 74LS192進行設(shè)計， 74LS192是十進制可編程同步加 /減計數(shù)器，它采用 8421碼二一十進制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加 /減計數(shù)功能。74LS192的功能表 如表 。 輸出 輸入 MR LD CPU CPD P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 X X d c b a d c b a 0 1 ↑ 1 X X X X 加計數(shù) 0 1 1 ↓ X X X X 減計數(shù) 表 74LS192功能表 74LS192 的工作原理 當(dāng) /LD= 1， CR=0時，若時鐘脈沖加入到 CPu端，且 CPd=l則計數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計數(shù)功能，當(dāng)加計數(shù)到 9時， /CO端發(fā)出進位下跳變脈沖 ； 若時鐘脈沖加入到端 CPd，且 CPu=1，則計數(shù)器在預(yù)置數(shù)基礎(chǔ)上完成減計數(shù)功能，當(dāng)計數(shù)減到 0時， /BO端 發(fā)出借位跳變脈沖 。 由 74LS192構(gòu)成的三十進制遞減計數(shù)器如圖 。 4 8 1 6 2 3 5 7 R1 R2 C 555 uo VCC 10uF
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