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篮球赛计时器的数字电子设计与实现
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更新于2024-07-03
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篮球计时器的数字电子技术课程设计文档旨在让学生通过实践应用加深对数字电子技术的理解和掌握。该设计项目的主要目标是培养学生的动手能力和理论联系实际的能力,让他们了解和熟悉常用的半导体元器件工作原理和基本电子电路的构造与功能。 设计的核心是基于数字电子技术,利用7.5版本的Proteus仿真软件来构建一个篮球竞赛专用的计时器。该计时器包含了三个主要模块:脉冲发生电路、分、秒倒计时计数器以及节次控制电路。脉冲发生电路负责提供精确的时间脉冲,分、秒倒计时计数器则分别实现24秒和12分钟的计时,而节次控制电路则用于切换不同的比赛阶段,如进攻和防守。 74LS192和24秒倒计时电路采用的是特定的计数器设计,而12分钟倒计时可能采用了更复杂的时序逻辑设计。通过这些模块的集成,形成了一个完整的篮球计时系统,能够在实际比赛中准确计时,体现数字电路在信号处理方面的高效性和精确性。 设计过程中,学生不仅需理解并运用基本的数字逻辑原理,还需学会如何根据实际需求设计电路,如何调试和检查电路的性能。此外,文档强调了在整个设计过程中,教师的指导和同学们的合作对于顺利完成项目的重要性。 通过这次篮球计时器的课程设计,学生能够深化对数字电子技术的理解,提升电路设计、分析和解决问题的能力,为今后在相关领域的发展打下坚实的基础。设计总结部分会回顾整个设计过程,总结经验教训,以及讨论可能的改进和优化方向。最后,附录中列出所需的元器件清单,以便于其他学生或教师参考和复制这个项目。 这项课程设计是将理论知识与实际操作相结合的实战演练,旨在通过具体项目的实施,提升学生的电子技术实践水平和创新能力。
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12 分钟倒计时:这部分电路完成 12 分钟倒计时的功能,比赛
准备开始时,屏幕上显示 12:00 字样。当比赛开始时,倒计时从
12:00 开始逐秒递减到 00:00。这一模块主要利用双向计数器
74LS192 的减计数功能来实现。
攻方 24 秒倒计时:这部分电路与 12 分钟倒计时功能类似,
当比赛准备开始时,屏幕上显示 24 秒字样,当比赛开始后,倒计
时从 24 逐秒倒数到 00。这一模块主要也是利用双向计数器
74LS192 来实现。
节数记次:这部分电路时通过 12 分钟倒计时到零后,给出信
号递增,比赛开始屏幕显示数 1 递增为 2。这一模块用同步可预置
计数器 74LS160 实现。
警报提示:当两个倒计时计数器中任一个计时到零时,BO 端
都出现低电平,使得 LED-BIRG。
此计时器的模块化结构,主要有以下 3 个部分组成,即倒计
时模块、控制模块、以及脉冲信号模块。
2、3 基本原理
倒计时模块:包括 12 分钟、24 秒倒计时及节次的递增。12
分钟倒计时的基本原理:比赛处于准备开始阶段,扳动启动开关
SW3 使倒计时计数器相应的置数或清零端有效,显示设定的时间
12:00、24 秒,开关自动复位,当主裁判抛起球,比赛开始,扳
动 SW1,倒数计时器开始工作,计时器逐秒进行倒计显示。当有球
员犯规,裁判吹哨,整个计时系统的倒计时暂停,这个功能通过
暂停开关 SW1 截断时钟脉冲的传输来实现。当倒数计时器计数到
零时,选取“00:00”这个状态,通过组合逻辑电路给出截断信
号,让其与时钟脉冲在与非门中将时钟脉冲截断,从而计时器在计
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