用74LS190设计篮球进攻24秒倒计
数钟
班级：应电0901
姓名：倪军
学号：20098803
指导老师：胥学金
时间：2011年5月30日
电子设计任务书
一、任务
本设计要求用74LS190设计一个篮球计时器,不使用单片机。
二、要求
1、基本要求
（1）显示器2、显示每队24秒进攻时间。
要求使用32.768KHz 晶振产生1秒时基。
（2）进球、犯规、罚球、暂停等有停表功能，停表后可以重新计时。
2、发挥部分
（1）进攻放8秒未过半场，5秒未发出球有报警功能。
（2）每节结束有声音报警功能。
（3）有加时赛5分钟计时功能，也要求有倒计时。
（4）其它。
三、说明
电源使用外部5V电源，无需自制。
篮球比赛计时器设计
摘要
本设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒倒计时器。
此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。
可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出报警信号。
本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。
本电路主要有四个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路。
控制电路直接控制计数器启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。
当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上显示数字24，每当一个秒脉信号输入到计数器时，数码管上的数字就会自动减1。
关键词：计数器24秒倒计译码显示电路控制电路
目录
第一章总体设计思路、基本原理和框图
1、设计思路
3、总体电路说明
第二章单元电路设计
1、秒脉冲发生器的设计
2、秒倒计数器的设计
3、译码器和显示器的设计
第三章安装、调试步骤
第四章性能测试和结果分析
第五章附录（元器件清单）
第一章、总体设计思路、基本原理和框图
一、设计思路
篮球比赛计时器的主要功能包括：进攻方24秒倒计时计时暂停，重新开启和结束警报提示。
攻方24秒倒计时：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74LS190来实现。
警报提示：当两个计数器中任一个计时到零时，BO端出现低电平。
通过和二极管作用，发光二极管亮，起到报警作用。
主体电路：即倒计时部分，24秒倒计时，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S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，从而计时器在计数到零时停住。
比赛开始后，24秒的置数端也无效，24秒的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。
同样也是选取“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非门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
警报提示：为了给出警报提示，可在计数器的输出端用一个普通二极管和LED二极管。
当计数为0时，QO输出为0，LED灯亮起。
三、总体电路说明：
倒计时功能主要是利用74LS190计数芯片来实现，同时利用反馈和置数实现进制的转换，以适合分和秒的不同需要。
由于该系统特殊的需要，到各计时器到零时，通过停止控制电路使计数器停止计数并用LED发出警报。
第二章、单元电路设计
一、秒脉冲发生器的设计
信号发生器是数字钟的核心。
它的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，可选用晶振的频率为32768Hz的脉冲经过整形、分步获得1Hz的秒脉冲。
如下图所示.输出端正好可得到1Hz的标准脉冲。
J 6Q
1
CLK
3K
5
Q 2
S
7
R
4
U1:A
4027
R4
10k
R5
10k
X1
CRYSTAL
C1
15u
C2
15u
RS
11
MR
12
Q37
Q45Q54Q66Q714Q813Q915Q111Q122Q133CTC
9
RTC
10
U2
4060
D6
BB212
C3
0.1u
R7
1k
二、秒、分倒计数器的设计 1、24秒倒计时电路
计数器的倒计时功能。
用两片74LS190分别做个位（低位）和十位（高位）的倒计时计数器，由于本系统只需要从开始时的“24”倒计到“00”然后停止，所以可以直接运用十进制的74LS190进行减计数。
因为预置的数不是“00”，所以我选用置数端LOAD 来进行预置数。
低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
24秒倒计时电路如图：
三、译码器和显示器的设计
译码电路的功能是将“秒”、“分”计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。
本次驱动LED七段数码管的译码器，我们选用了74LS190.相应的，与LED七段共阴极显示数码管相互连接。
第三章安装、调试步骤
1、按照电路板的规格，设定好各集成芯片的排放位置、测试各芯片是否与面板接触良好。
2、用异步可逆双时钟BCD计数器74LS190及相关门实现定时倒计时电路：
a测试74LS190和门电路的好坏。
b先连24秒倒计时模块，并测试其性能是否达到要求
c加入相应门电路实现暂停和停止/复位功能。
d 加入相应门电路实现暂停和停止/复位功能。
3、整体综合连接，测试整体性能。
第四章性能测试和结果分析
经过测试，可实现的功能有：
1、24秒时置零和启动，也可在暂停的状态下对24秒单独置零，并重新置数启动。
2、可以同时使两个时钟置零。
3、当两个时钟中任意一个时钟置零时，两个时钟都停止调动，并且LED灯亮。
结果分析：
时钟模块为减计数提供一个频率为1Hz的脉冲信号，从而实现计数器计数间隔为1秒钟；
计数、译码显示模块主要是为了达到能显示减计数功能；
报警模块是为了实现当减计数到零时发出光电报警信号；
控制模块主要是为了实现计时器的启动、直接清零和暂停/连续功能，其中在直接清零时，由外控制开关控制译码器消隐端，从而可以实现显示译码器灭灯；通过暂停/连续开关从而实现断点计时功能。
至此，本设计能完成基本要求。
第五章附录（元器件清单）
元件名称规格及作用
74LS190 十进制减计时器
七段数码显示器共阴极
74LS08 四路二输入非门
7432 四路二输入或门
CD4060 14位二进制串行计数器CC4023 三3输入与非门
CC4027 双上升沿JK触发器
CC4069 六反相器
32768Hz的晶振产生脉冲
电容15pf
电容0.1uf
电阻10k
电阻10M
开关普通
开关单刀双匝
导线连接。