篮球24秒定时器设计与实现——基于数字电路

"这篇文档是华中科技大学人工智能与自动化学院的一份实验报告，主题是篮球24秒定时器的设计与实现。实验旨在让学生掌握集成计数器递减计数方式设计定时电路，熟悉定时电路的安装与调试，以及用示波器测试计数器输出波形的方法。实验采用了包括CC40192计数器、CC4511、七段显示器、74HC00、NE555等电子元件。" 在篮球比赛中，24秒定时器是一项重要的规则，确保比赛的公平进行。本实验通过设计一个24秒定时器，让学生深入理解数字系统的定时原理和操作。这个定时器由三部分组成：时钟脉冲产生电路、计数译码显示电路和控制电路。时钟脉冲产生电路生成1Hz的标准计时信号，计数器（如CC40192）对这些信号进行递减计数，每秒减1，显示剩余时间；当计数达到0时，报警电路启动，发出报警信号。控制电路则用于实现定时器的启动、暂停和连续计时等功能。 实验中使用的CC40192是一种十进制可编程同步加/减计数器，支持8421BCD码二-十进制编码，并具有直接清零、置数和加/减计数功能。计数器的计数脉冲可以通过CPU或CPD输入，CR端用于异步清零，D3-D0端口进行并行数据输入，而和是进位输出端，分别在加计数到最大值和减计数到0时给出低电平信号。 为了设计一个24进制递减计数器，预置数设置为N=(00100100)，这需要对CC40192进行特定的配置和连接。电路图中展示了如何连接这些元件以实现所需的功能，包括计数器的初始化、计数方向控制以及显示驱动等。 通过这个实验，学生不仅能够学习到数字电路的基础知识，还能够将理论知识应用到实际的电子系统设计中，增强他们的动手能力和问题解决技巧。此外，使用示波器观察和分析计数器的输出波形，有助于他们更深入地理解数字信号的特性和计数器的工作机制。