篮球比赛24秒倒计时电路的设计与
制作
中国工程物理研究院工学院赵应泽
龙江
一、电路组成
电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路五部分组成,见图1。
其整机电路如图2所示,印制板电路如图3所示。
1.秒脉冲发生器
秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、c构成多谐振荡器。
输出脉冲的频率为:
经过计算得到.f≈IHz,即1秒。
2.计数器
计数器由两片74Lsl92同步十进制可逆计数器构成。
利用减计数利用预置数,实现计数器按8421码递减进行减计数。
利用借位输出端与下一级的cP。
连接,实现计数器之间的级联。
利用预置数端实现异步置数。
当R。
=0,且时,不管cPU 和cPD时钟输入端的状态如何,将使计数器的输出等于并行输入数据,即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。
3.译码及显示电路
本电路由译码驱动74Ls48和7段共阴数码管组成。
74Ls48译码驱动器具有以下特点:内部上拉输出驱动,有效高电平输出,内部有升压电阻而无需外接电阻。
4.控制电路
完成计数器的复位、启动计数、暂停
/继续计数、声光报警等功能。
控制电路由Ic5组成。
Ic5B受计数器的控制。
Ic5c、Ic5D组成Rs触发器,实现计数器的复位、计数和保持"24"、以及声、光报警的功能。
(1)K1:启动按钮。
K1处于断开位置时,当计数器递减计数到零时,控制电路发出声、光报警信号,计数器保持"24"状态不变,处于等待状态。
当K1闭合时,计数器开始计数。
(2)K2:手动复位按钮。
当按下I(2时,不管计数器工作于什么状态,计数器立即复位到预置数值,即"24"。
当松开K2时,计数器从24开始计数。
(3)K3:暂停按钮。
当"暂停/连续"
开关处于"暂停"时,计数器暂停计数,显示器保持不变,当此开关处于"连续"开关,计数器继续累计计数。
5.报警电路
当Ic5D输出为低电平时,发光二极管D发光,同时蜂鸣器发出报警。
二、工作原理
由555定时器输出秒脉冲经过R3输
入到计数器IC4的cD端,作为减计数脉冲。
当计数器计数计到0时,IC4的(13)脚输出借位脉冲使十位计数器IC3开始计数。
当计数器计数到"00"时应使计数器复位并置数"24"。
但这时将不会显示"00",而计数器从"01"直接复位。
由于"00"是一个过渡时期,不会显示出来,所以本电路采用"99"作为计数器复位脉冲。
当计数器由"00"跳变到"99''时,利用个位和十位的"9"即"1001"通过与非门Ic5去触发Rs触发器使电路翻转,从11脚输出低电平使计数器置数,并保持为"24'',同时D发光二极管亮,蜂鸣器发出报警声,即声光报警。
按下K1
时,Rs触发器翻转11脚输出高电平,计数器开始计数。
若按下K2,计数器立即复位,松开K2计数器又开始计数。
若需要暂停时,按下K3,振荡器停止振荡,使计数器保持不变,断开K3后,计数器继续计数。