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基于Multisim的篮球竞赛中秒倒计时电路的设计.doc
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1.总体概况 1
1.1任务及要求 1
1.1.1设计任务 1
1.1.2设计要求 1
1.2基本元器件介绍 1 1.2.1 555定时器及多谐振荡器 1 1.2.2 74LS192计数器 4 1.2.3 74LS161计数器 4
2.电路设计原理及单元模块设计 5
2.1总体设计思路、基本原理和框图 5 2.1.1设计思路 5 2.1.2 基本原理 6 2.1.3 总体设计框图 7
2.2单元模块设计 7 2.2.1 秒信号发生模块设计 7 2.2.2 10分钟倒计时模块设计 9 2.2.3 24秒倒计时模块设计 11 2.2.4 节次控制模块设计 13
3 总体设计图 13
参考文献 17
基于Multisim的篮球竞赛中秒倒计时电路的设计
随着人们生活水平的提高，社会经济的发展，人们开始注重身体素质的提高。譬如举办篮球比赛需要有一个专门计时的工具。因此有必要设计适合篮球比赛计时器。
现代篮球运动规则为，一方进攻时间为24秒，超过24秒将被判违例。课题设计的“基于Multisim的篮球竞赛中24秒倒计时电路”，会在24秒结束时自动报警。
整个电路功能包括，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。还整合了节次显示电路。
电路设计借助于Multisim 10仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 10下设计和进行仿真，达到预期的结果。
1.总体概况
1.1任务及要求
1.1.1设计任务
篮球比赛计时器是一种体育比赛计时装置，经过改造可满足多种要求和场合。利用中小规模集成电路设计一个数字显示的建议篮球比赛计时器。
1.1.2设计要求
●篮球比赛分为上下半场四节制，每节比赛为10分钟，要求能随时暂停，启动后继续计时，一节比赛结束后应可清零。
●按篮球比赛规则，进攻方有24秒的时间进攻。要求进攻方得到发球权后，必须在24秒内完成一次进攻，否则将球权判给对方，因此需要一个具有24秒倒计时功能的计时器。
●“分”“秒”显示用LED数码管。
●使用开关控制计时器的启动/暂停。
●节次显示用LED数码管
1.2基本元器件介绍
1.2.1 555定时器及多谐振荡器
555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555 定时器成本低，性能可靠。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路结构图如图所示：
（图1-1）555定时器的内部电路结构图
555定时器由比较器和、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管三部分组成。
其内部电路结构：是比较器的输入端（也称阈值端，用TH标注），是比较器的输入端（也称触发端，用）标注。和的参考电压（电压比较的基准）和由经三个5kΩ电阻分压给出。在控制电压输入端悬空时，
1/3 。如果外接固定电压，则 ，
1/2 。是置零输入端。只要在端加上低电平，输出端便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使处于高电平。图中的数码1～8为器件引脚的编号。
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图2所示：
（图1-2）555定时器构成的多谐振荡器
，和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到和C的连接处，将放电端（7脚）接到，的连接处。
由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压为低电平，小于（1/3），故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出为高电平，放电管截止。这时，电源经，对电容C充电，使 电压按指数规律上升，当上升到（2/3）时，输出为低电平，放电管导通，把从（1/3） 上升到（2/3）这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数 （＋）*C*ln2。
由于放电管导通，电容C通过电阻和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数＝*C*ln2。随着C的放电，下降，当下降到（1/3）时，输出。 为高电平，放电管截止，再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，电压总是在（1/3～2/3）之间变化。
通过上面的分析，可以总结出多谐振荡器的振荡周期T + （+2*）*C*ln2
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基于Multisim7软件的24秒倒计时器的设计与仿真
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&&Mlutisim7软件具有强大的仿真分析能力,是专门用于电子线路设计与仿真的工具软件,用它作为电子工作台设计24秒倒计时器,设计过程简单、方便,缩短了设计周期,提高了设计效率.利用电子设计自动化软件进行电路设计和仿真分析,是改革传统课程设计教学的有效途径,可以为学生掌握电路设计及电子产品的开发提供全新的手段和便捷的途径.
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现在可以实现倒计时，我想要加入10个led ，让他们依次点亮，而且点亮的时间间隔递加。如果用74ls138译码器来实现6线-64线译码器要9个芯片啊 有没有什么办法简单一点解决？
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