电子技术课程设计 篮球30s计时器的设计
课程设计名称：电子技术课程设计
题目：篮球竟赛30s计时器设计
专业：电气工程与自动化
班级：电气09-2
姓名：张瑞
学号：09005040229
摘要
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。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光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。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。
此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
关键字计时器 ; 光电报警 ; 模块化
前言
人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。随着工业水平的进步和人民生活水平的提高，在很多领域都需要几个甚至上百个定时电路去控制多项操作，从而实现工业生产的自动化，最终提高劳动生产率促进经济的发展。定时器在实际工作中用到的场合很多，它成为今天工业控制领域、通讯设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的电路之一，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒，用于各种竞赛的计时器、竞赛用定时器、数控电梯、数控机床、交通灯管理系统、各种智能医疗器械等，定时器是家用电器中的常用产品。
随着电子技术的高速发展和计算机技术的普遍应用，电子设计也越来越普遍地应用于整个电子行业中。电子设计是人们进行电子产品设计、开发和制造过程中十分关键的一步，其核心就是电子电路的设计。电子设计自动化(EDA)是在电子产品向更复杂、更高级，向数字化、集成化、微型化和低耗能方向发展过程中逐渐产生并日趋完善的电子设计方法，在这种方法中，设计过程的大部分工作（特别是底层工作）均由计算机自动完成，是电子技术发展历程中产生的一种先进的设计方法，是当今电子设计的主流。
在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。
定时器的应用范围极为广泛，其中首推由555构成的定时电路。集成器件555芯片是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其逻辑功能强，使用灵活，可方便组成多种逻辑功能电路，能够更加简单更加快捷的实现定时功能，满足在日常生产和生活中的要求，所以555定时器电路在各个领域的应用及其广泛，在数字电路中占有重要位置，受到人们的普遍重视。本设计的秒脉冲发生器就是用由555构成的定时电路。
目录
摘要 (4)
前言 (5)
第一章计数器概述 (7)
1.1 计时器的特点及应用 (7)
1.2 设计任务及要求 (7)
1.2.1 基本要求 (7)
1.2.2 设计任务及目标 (7)
1.2.3 主要参考器件 (7)
第二章电路设计原理 (8)
2.1电路组成 (8)
2.2 设计思路 (8)
2.3 设计方案 (8)
第三章单元模块 (9)
3.1秒脉冲发生器 (10)
3.1．1计时器的基本原理 (10)
3.1.2秒脉冲发生器电路设计 (11)
3.2 8421BCD码递减计数器模块 (12)
3.2.1 74LS192的工作原理 (12)
3.2.2计数器单元电路 (13)
3.3译码显示器 (14)
3.3.1 74LS48七段显示译码器 (14)
3.3.2共阴极七段LED显示器 (16)
3.4辅助控制电路 (17)
3.4.1报警电路 (17)
3.4.2暂停工作电路 (17)
3.4.3置数工作电路 (19)
3.4.4清零工作电路 (19)
总电路 (20)
第四章总结 (21)
参考文献 (22)
第一章计时器概述
1.1计时器的特点及应用
随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域占有不可或缺的核心地位。在我国现代化建设的发展进程中，数字电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。而计时器恰恰是数字电子技术的一个重要组成部分，计时器是一个用来实现计数功能的时序部件，它不仅可以用来计脉冲个数，还常用来做数字系统的定时、分频，执行数字运算，以及其他特定的逻辑功能等等。
计时器的种类很多。按构成计时器的各触发器是否使用同一个时钟脉冲源来分，可以分为同步计时器和异步计时器。根据计时制的不同，可以分为二进制、十进制和任意进制计时器。根据计时器的增减趋势，又可以分为加法、减法和可逆计时器。还有可预置数和可编程序功能计时器等等。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，多有品种较齐全的中规模集成计时器，使用者只要借助于期间手册提供的功能表和工作波形图及管脚图排列，就能正确地使用这些器件。
1.2 设计任务及要求
1.2.1 基本要求：
（1）具有显示30s计时功能；
(2) 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；
(3) 计时器为30s计时器，其计时间隔为1s;
(4)计时器计时到最大值（或最小值）时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。
1.2.2 设计任务及目标：
（1）根据原理图分析各单元电路的功能；
（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；
（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；
（4）写出完整、详细的课程设计报告。
1.2.3 主要参考器件：
NE555 74LS192 74LS48
第二章电路设计原理
2.1电路组成
30秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
图2-1 30秒计时器系统设计框图
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。
2.2设计思路
定时电路主要由振荡器和计数器组成。该电路设计思路如下：
1．设计一个秒脉冲发生器，这里采用555定时器来产生这个计时脉冲。
2．设计30秒递减计时电路，由秒脉冲发生器控制其计数，每隔1秒钟，计数器减
1。
3．设计译码显示电路，显示器能显示计数器的即时计数数值。
4．设计报警电路，当计数器递减计时到零时（即定时时间到，显示器上显示00），发出报警信号。
5．设计外部操作开关控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。
2．3设计方案
分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。
当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。
系统设计框图如图2-1所示。
如果根据实验所提供的参考器件，还可在秒脉冲发生模块上做些变化，前者产生的脉冲周期直接是1秒；如果让其产生的秒脉冲频率为10Hz，触发脉冲输出的方波周期为0.1秒，再将该脉冲信号送到由74LS161构成的十分频器，由74LS161输出的脉冲周期为1秒，再将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端。如此就可得到两个方案，由于两方案原理相同，故本设计只采用其一所述，即直接由555多谐振荡器产生脉冲周期为1秒的脉冲。
第三章 单元模块
根据设计思路和原理框图，对各个单元电路进行分析，逐次设计出各个单元电路。
3.1 秒脉冲发生器
555定时器内部结构图如图3.1所示。 3.1.1 555定时器电路的基本原理
由3.1图可以看出，555内部结构包括两个电压比较器C 1和C 2，一个基本RS 触发器和一个集电极开路的放电三极管T D 三部分构成。
图3.1 555定时器内部结构
Vi1
(TH)
Vi2
(TR)
Vco
.
.
.
(a) 555的逻辑符号
(b) 555的引脚排列
图3.2 555定时器逻辑符
号和引脚
V I1是比较器C 1的反相输入端，也称阈值端，用TH 表示。V I2是比较器C 2的同相输入端，也称触发端，用TR 表示。V R1和V R2是C 1和C 2的基准电压，V CO 是控制电压输入端，当V CO 悬空时，V R1=2/3V CC ，V R2= 1/3V CC 。若V CO 接固定电压时，V R1=V CO ， V R2=1/2V CO 。/RD 是清零端，当/RD=0时，V O =0；当/R D =1时，电路处于工作状态。
555定时器的逻辑功能主要取决于比较器C 1、C 2的工作状态，分析如下，在无外加控制电压V CO 的情况下：
1、当V I1>V R1，V I2>V R2时，比较器输出V Cl =0，V C2=1，触发器置0，使得定时器输出V O =0，同时T D 导通。
2、当V I1 3、当V I1 为了提高电路的负载能力，在输出端接缓冲器G 4。TD 与/R 接成的反相输出端V O ′与V O 在高、低电平状态上完全相同。 3.1.2 秒脉冲发生器电路设计 555定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路， 可产生各种脉冲,为了给计数器74LS192提供一个时序脉冲信号,使其进行减计数,本设计采用555构成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如图3.3示. 其中555管脚图如上图3.2示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期为: T=0.7(R 1+2R 2)C 。 因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取15k 欧姆,R2取65k 欧姆,电容取C 为10uF.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期为1秒. 图3.3 555多谐振荡电路图 3.2 8421BCD 码递减计数器模块 计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192是十进制可编程同步加/减计数器，它采用8421码二一十进制编码，并具有直接清零、置数、加/减计数功能。74LS192的功能表如表3.2所示。 表3.2 74LS192功能表 3.2.1 74LS192的工作原理 当/LD= 1，CR=0时，若时钟脉冲加入到CPu 端，且CPd=l 则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到9时，/CO 端发出进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加入到端CPd ，且CPu=1，则计数器在预置数基础上完成减计数功能，当计数减到0时，/BO 端发出借位跳变脉冲。由74LS192构成的三十进制递减计数器如图3.4所示。 C 47K 51K 图3.4 三十进制递减计数器 图中CP U 、CP D 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升沿有效）。/LD是异 步并行置数控制端（低电平有效）。/CO、/BO分别是进位、借位输出端（低电平有效）。 CR是异步清零端，D 3~D 是并行数据输入端，Q 3 ~Q 是输出端。 3.2.2 计数器单元电路 74LS192的计数原理是：只有当借位/BO 1 端发出借位脉冲时，高位计数器才作减 计数。当高、低位计数器处于全零，且CPd为0时，置数/LD 2 端等于0，计数器完成并行置数，在CPd端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。计数器单元电路如图3.5 所示。 3.5 计数器单元电路 该电路图上的两个74192的输出端分别接译码器7447的ABCD端作为译码输入，计数器预置数为30，但计数器减为00时，高位的计数器/BO端输出报警信号报警电路报警。 3.3 译码显示电路 此模块主要是由74LS48译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过计数器加 到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从 30递减到零的计数显示功能。 3.3.1 74LS48七段显示译码器 其管脚图如下图3.6所示。现将各管脚功能介绍一下： A、B、C、D是BCD码的输入端； a,b,c,d,e,f,g是输出端； 试灯输入端LT：低电平有效。当LT＝0时，数码管的七段应全亮，与输入的译码信号无关。本输入端用于测试数码管的好坏； 动态灭零输入端RBI：低电平有效。当LT＝1、RBI＝0、且译码输入为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。本输入端用于消隐无效的0。如数据0034.50可显示为34.5； 灭灯输入/动态灭零输出端RBO：这是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。当RBO作为输入使用，且RBO＝0时，数码管七段全灭，与译码输入无关。当RBOBI/作为输出使用时，受控于LT和RBI：当LT＝1且RBI＝0时，RBO＝0；其它情况下RBO＝1。本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。 图3.6 74LS48管脚图 74LS48功能表： 3.3.2 共阴极七段LED显示器 共阴极七段LED显示器是较常用的显示数码管，但在使用时要注意的是： 1.看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在焊之前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图2-10所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地；如果为共阳极的，起管脚COM段要接高电平。 2.还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。 图3.7 共阴极七段LED显示器管脚图 3.4 辅助控制电路 为了保证系统的设计要求 , 在设计控制电路时 , 应正确处理各个信号之间的 时序关系。从系统的设计要求可知 , 控制电路要完成以下四项功能 : ①操作“清零”开关，要求计数器清零；闭合启动，减计时器进入计数状态。 ②闭合“启动” 开关时 , 计数器应完成置数功能 , 显示器显示 30 秒字样 ; 断开“启动”开关时 , 计数器开始进行递减计数。 ③当“暂停 / 连续”开关处于“暂停”位置时 ,控制电路封锁时钟脉冲信号CP , 计数器暂停计数 , 显示器上保持原来的数不“暂停 / 连续” 开关处于“连续”位置时 , 计数器继续累计计数。 ④当计数器递减计数到零 ( 即定时时间到 ) 时 , 控制电路应发出报警信号 , 使计数器保持零状态不变 , 同时报警电路工作。 3.4.1 报警电路 报警电路用二极管设计。报警电路如图3.8所示。 图3.9 光电报警电路 图3.8 报警电路 当计数到零时,两计数器借位端输出多为低（0）,故本设计将高位片借位 BO反 2 馈到二极管负极性端,此时+5V电源经1k电阻使发光二极管发出光电报警信号,完成报警功能,而在递减计数时, BO端输出为高（1）,二极管不报警. 2 3.4.2 暂停/连续电路（时钟信号控制电路） 暂停/连续电路如图3.9所示。 图 3.9 暂停/工作电路（时钟信号控制电路） 同时应注意的是，如图可以知道两个与非门构成的基本RS 触发器，构成去抖动电路，防止产生机械开关的毛刺现象，并控制输入信号的输入从而达到，暂停计时和继续计时。 控制电路中SR 锁存器功能表： S R Q ˉQ 锁存器状态 0 0 不变 不变 不确定 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 保持 LD 接 74LS192 的预置数控制端, 当开关 1S 合上时 , LD =0,74LS192 进 行置数 ; 当 1S 断开时, LD =1,74LS192 处于计数工作状态 , 从而实现功能②的要求，当然本设计只要将启动信号直接加到置数端。图3.9是时钟脉冲信号 CP 的控制电路 ,控制 CP 的放行与禁止。当定时时间未到时 ,74LS192 的借位输出信号路 , 2BO =1, 则 CP 信号受 “暂停 / 连 续” 开关2S 的控制 , 当2S 处于“暂停” 位置时 ,门 3G 输出 0, 门 2G 关闭 , 封锁 CP 信号 , 计数器暂停计数 ; 当2S 处于 “连续”位置时 , 门 3G 输出 1, 门 2G 打开 , 放行 CP 信号 , 计数器在 CP 作用下 , 继续累计计数。 当定时时间到时2BO =0, 门 G 2 关闭, 封锁 CP 信号, 计数器保持零状态不变。从而实现了功能③、④的要求。注意 ,2BO 是脉冲信号 , 只有在 D CP 保持为低电平时,2BO 输出的低电平才能保持不变。至于功能①的要求, 可通过控制 74LS192 的异步清零端CR 实现 ( 图中未画出 ) 。 3.4.3 置数/工作电路 由于置数为“30”，所以要将高、低电平加在两片74LS192组成的30进制计数器的输入端D 、C 、B 、A 的相应端。第一片74LS192的DC 端接高电平，BA 端接低电平；第二片74LS192的四个输入端均接低电平；两片74LS192的/LOAD 端均接高电平。 当开关闭合时，计数器置数，数码管显示“30”字样；当开关断开时，计数器开始进行计数。 3.4.4 清零/工作电路 清零/工作电路由单刀双掷开关与电阻组成。当开关打到清零端，即接高电平时，输出高电平至74192的CLR 端，计数器清零；当开关打到工作端，即接地，输出低电平至74192的CLR 端，清零端无效，计数器处在工作状态。 总电路图 注：此处用数码管代替了译码显示管与七段显示管 数字电路课程设计报告 课程设计名称篮球比赛24s计时器设计 指导老师XXXXXX 学院水电学院 专业班级XXXXXXXXXXX1班 姓名XXXX 学号XXXXXX 联系电话XXXXXXX 日期2011-12-29 摘要 数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能.555定时器等. 随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。 数字电子技术课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应有，设计了篮球竞赛24秒计时器。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光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便的实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多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。 此计时器的设计采用模块化结构，主要有以下3个部分组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计计时器时，采用模块化设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。 在本课程设计任务书中对篮球竞赛24秒计时器的功能以及它的原理做了介绍。 关键字：24秒计时器七段数码管译码显示电路控制电路报警电路 一计数器概述 1.1篮球竞赛24秒计时器功能 数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，在生活中有着各种各样的应用。因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，它将学生的理论知识和实践能力统一起来，为以后的工作做好准备。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它就自动报警从而判定此球员的犯规。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒计时器。此计时器功能齐全，有显示24秒倒计时的功能，同时系统设置外部操作开关，控制计时器的直 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。 一、设计目的 1．培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力 2．学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3．运行基本技术训练，如基本仪器仪表的使用，产业元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 4．培养学生的创新能力。 二、设计要求 1．30秒计时器具有显示30秒的计时功能。 2．系统设置外部操作开关，控制计时器的直接置数、清零、启动、和暂停功能。3．计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。 4．当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，LED变亮报警。 三、总体设计 本实验的核心部分是要设计一个30s计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开 时，计数器开始计数；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。系统设计框图如图下图所示。 图1 四、单元电路设计 1、译码显示电路 用发光二极管（LED ）组成字型来来显示数字。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED 数码管或LED 七段显示器。因为计算机输出的是BCD 码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD 码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD 码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。 在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方 面用于监视数字系统的工作情况。因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动 器和显示器等部分组成，如下图所示。下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。 目录 摘要...................................................... I 1 总体设计思路、基本原理 (1) 1.1 设计思路 (1) 1.2 基本原理 (1) 2单元电路设计与各单元电路图 (2) 2.1 秒脉冲发生器的设计 (2) 2.2 秒、分倒计数器的设计 (2) 2.2.1 24秒倒计时电路 (2) 2.2.2 12分钟倒计时电路设计 (3) 2.3 译码器和显示器的设计 (5) 3 总设计 (6) 4 总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10) 附录1 (10) 附录2 (11) 简易篮球比赛计时器 摘要 本设计主要能完成：显示篮球竞赛24秒和12分倒计时功能；此计时器功能齐全，系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时蜂鸣器会发出声报警信号等。本设计是脉冲数字电路的简单应用，应用七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能。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。 本电路主要有五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路。当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上显示数字24和12：00，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，当计时器递减到零时，报警电路会发出蜂鸣信号。控制电路能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。 关键词：计数器24秒倒计译码显示电路报警电路 EDA设计基础实验课程论文 题目篮球24S可控计时器 学院通信与电子工程学院 专业班级电子101 学生姓名大彬哥 指导教师大力会 2013年6月18日 摘要 本次设计是基于FPGA的篮球计时器设计，利用Verilog HDL语言和Quartus II软件以及FPGA的实验操作平台来实现的。重点是用硬件语言Verilog HDL来描述篮球计时，偏重于软件设计。本次通过Verilog HDL语言编写一个具有显示24秒倒计时功能的计时器，计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 关键词：Verilog HDL语言 Quartus II软件篮球计时器 Abstract This design is the basketball timer design based on FPGA, using Verilog HDL language and Quartus II software and FPGA experimental platform to achieve. The focus is on using Verilog language HDL to describe time basketball, focused on the software design. Through this Verilog HDL language with a display timer of 24 seconds countdown timer, timer of 24 seconds decrease time the time interval of 1 second; timer decrease time to zero, digital display does not light, issued at the same time, photoelectric alarm signal. Keywords: Verilog HDL Quartus II basketball timer 学号： 课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 篮球24秒记时器的设计与制作 初始条件： （1）具备显示24秒记时功能 （2）计时器为递减工作，间隔为1S （3）递减到0时发声光报警信号 （4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~6月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：2014年 6月日 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 课程设计报告-篮球30秒倒数计时器 信电学院 课程设计说明书（2011 /2012学年第二学期） 课程名称：电子技术课程设计 题目：篮球30秒倒数计时器 专业班级：自动化3班 学生姓名：程江峰 学号：100410317 指导教师：马志钢 设计周数：两周 课设成绩： 2012年7月5日 目录 一、课程设计摘要-------------------------------------------- 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求 2、方案设计（系统控制电路框图及说明） 3、元器件详细介绍 4、系统原理图、印制板图及其说明 5、安装、调试及性能测试与分析 6、课程设计总结及心得 三、课程设计总结 四、附录（PCB图） 五、参考文献 一、课程设计摘要 通过电子技术课程设计的综合训练，培养独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。 定时电路是数字系统中的基本单元电路，它主要由计数器和振荡器组成。定时电路主要利用分立元件，中规模集成器件555定时器。用555定时器实现的定时电路主要应用单稳态触发器原理，实现定时器的功能。在实际工作中，定时器的应用场合很多，例如，篮球比赛规则中，队员持球时间不能超过30秒，就是定时电路的一种具体应用。 篮球竞赛30秒定时器电路主要利用555定时器产生时钟脉冲，触发计数器进行从30至00倒计数，并将计数结果通过译码电路和数码管显示，当计数器减至00时，报警电路进行报警。 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求30秒计时功能，两位数字显示，计时间隔为1秒。完成硬件制作实现30秒减计数，每次减计时结束后，蜂鸣器报警提示，数码管显示00；电路需设置外部开关，可使定时器直接复位，并具有启动计时、暂停/连续计时功 电子信息工程学院 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 篮球竞赛30S计时器 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 基本要求：1)具有显示30S计时功能，启动和暂停/连续功能， 2)在直接清零时，要求数码显示器灭灯， 3)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零， 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S， 5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 主要元器件：NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2) I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2天） 2.电路布线和焊接（3天） 3.电路的调试（2天） 4.课程设计总结和报告（7天）Ⅳ、主要参考资料： 1.杨志忠.数字电子技术（第二版）.北京：高等教育出版社，2000 2.胡宴如.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，2005 3.王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.北京：高等教育出版社，1999 专业名称：电子信息工程班级学号： 06041304 学生姓名：李莉 摘要 随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性也越来越高，篮球30秒倒计时器也就孕育而生了。 设计一个篮球30秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为0.1秒的脉冲，再通过74LS161十分频来产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合30秒读数的需要。译码部分采用74LS248芯片，74LS248是把8421BCD 码经过内部作和电路“翻译”成七段（a ，b ，c ，d ，e ，f ，g ）输出，然后直接推动LED ，显示十进制数。显示部分采用七段数码管，数码管的使用很广泛，价格也不会很贵。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。 在许多领域中，计时器都得到了普遍应用，比如在体育比赛中的计时器、安全措施中的定时报警器、游戏中的倒计时、维持秩序的交通信号灯、红绿灯、交通信号控制机、闹钟等等......可见计时器在现代社会中是很重要的。在设计计时器时，采用了模块化的思想，使得设计简单、快捷。本设计完成了中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪，在社会生活中会具有广泛的应用价值。 关键字： 控制 倒计时 译码显示 光电报警 指导教师： 万在红 设计时间： 2008.9.1——2008.9.15 课程设计名称：电子技术课程设计 题目：篮球竟赛30s计时器设计 专业：电气工程与自动化 班级：电气09-2 姓名：张瑞 学号：09005040229 摘要 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。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光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。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。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。 关键字计时器 ; 光电报警 ; 模块化 前言 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。随着工业水平的进步和人民生活水平的提高，在很多领域都需要几个甚至上百个定时电路去控制多项操作，从而实现工业生产的自动化，最终提高劳动生产率促进经济的发展。定时器在实际工作中用到的场合很多，它成为今天工业控制领域、通讯设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的电路之一，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒，用于各种竞赛的计时器、竞赛用定时器、数控电梯、数控机床、交通灯管理系统、各种智能医疗器械等，定时器是家用电器中的常用产品。 随着电子技术的高速发展和计算机技术的普遍应用，电子设计也越来越普遍地应用于整个电子行业中。电子设计是人们进行电子产品设计、开发和制造过程中十分关键的一步，其核心就是电子电路的设计。电子设计自动化(EDA)是在电子产品向更复杂、更高级，向数字化、集成化、微型化和低耗能方向发展过程中逐渐产生并日趋完善的电子设计方法，在这种方法中，设计过程的大部分工作（特别是底层工作）均由计算机自动完成，是电子技术发展历程中产生的一种先进的设计方法，是当今电子设计的主流。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 定时器的应用范围极为广泛，其中首推由555构成的定时电路。集成器件555芯片是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其逻辑功能强，使用灵活，可方便组成多种逻辑功能电路，能够更加简单更加快捷的实现定时功能，满足在日常生产和生活中的要求，所以555定时器电路在各个领域的应用及其广泛，在数字电路中占有重要位置，受到人们的普遍重视。本设计的秒脉冲发生器就是用由555构成的定时电路。 湖南工业大学 数字电路课程设计 指导老师：张学毅 学院：电气与信息工程 班级：电气工程1001 姓名：席献斌 学号：10401701008 一、制作任务 制作一个时间计时器，用于篮球赛控制时间的限时警示电路。 二、设计要求 1、具有24秒计时功能 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。 3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯。 4、计时器为24秒递减时，计时间隔为1秒。 5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 三、总体参考方案 包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。当计时器递减计时到零（既定时时间到）时，显示器上显示00，同时二极管闪亮。 设计思路：秒脉冲信号经过递减计数器，译码器，再由数码管显示出来，中间包括控制电路。 四、主要元器件原理介绍 1、共阴极数码管 数码显示器可显示系统的运行状态及工作数据，我们所选用的是发光二极管（LED）显示器，它分为两种，共阴极（BS201/202）与共阳极（BS211/212），我们所选的是共阴极，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共极，当驱动信号为高电平时，阴极必须接低电平，才能够发光显示。共阴极数码管的外引脚及内部电路如下图： 2、七段显示译码器74LS48 驱动共阴极显示器的译码器输出为高电平有效，所以选用74LS48驱动共阴极的发光二极管显示器。 下图是74LS48外引线排列图与功能表： 74LS48工作原理：译码器输入端为二进制码，经译码器后，输出端分别与七段显示器的的输入端对应连接。⑴消隐（灭灯）输入端BI为低电平有效。当消隐（灭灯）输入端BI =0 时，不论其余输入端状态如何，所有输出为零，数码管七段全暗，无任何显示；当消隐输入端BI =1 时译码器译码。⑵灯测试（试灯）输入端LT 为低电平有效。当灯测试（试灯）输入端=0（/ =1）时，不论其余输入端状态如何，所有输出为1，数码管七段全亮，显示8。可用来检查数码管、译码器有无故障；当灯测试输入端LT =1 时译码器译码。⑶脉冲消隐（动态灭灯）输入RBI 为低电平有效。当RBI =1时，对译码器无影响；当BI =LT =1 时，若RBI =0，输入数码是十进制的零时，数码管七段全暗，不显示；输入数码不为零时，则照常显示。在实际使用中有些零是可以不显示的，如004.50 中的百位的零可不显示；若百位的零可不显示，则十位的零也可不显示；小数点后第二位的零，不考虑有效位时也可不显示。脉冲消隐输入RBI =0 时，可使不显示的零消隐。 电子课程设计 ——篮球24秒计时器 学院：电子信息工程 专业：电子101501 姓名： 学号：201015020131 指导教师： 2012年12月 篮球24秒计时器 一设计任务与要求 （1）有显示24秒的计时功能； （2）置外部操作开关，控制计时器的直接清零，起碇和暂停\连续功能； （3）计时器为24秒递减计时器，其间隔时间为1秒； （4）计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，就发出光电报警信号。 二、总体框图 方案一：利用VHDL语言构成的24s篮球可控计时器 方案二：由各个单元模块构成的24s篮球可控计时器 从框图可知：方案一是完全利用VHDL语言编写各个模块，然后将所有模块连接进行仿真及测试；而方案二是利用已有的芯片构成相应模块，后组合连接仿真。方案二在设计中有一定的简便性且不用编写繁琐的程序，因此，以下设计采用方案二。 篮球24秒计时器，它包括秒脉冲发生器、计数器译码显示、控制电路和报警电路五部分组成。其中计数器和控制电路是电路的主要部分。计数器完成24秒计时功能。而控制电路完成电路的直接清零、启动计数、暂时/连续计数；译码显示电路的显示与亮灯和到时间启动报警功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准。 注：（1）由于实验箱具备提供不同频率的脉冲，在具体设计时将省略秒脉冲发生器部分。 （2）为了能下载到实验箱验证结果，方案二的译码电路部分采用方案一的显示电路。 三、选择器件 (1)同步十进制双时钟加减计数器74LS192（以下简称74192） (2)四2输入与非门74LS00（以下简称7400） (3)EP1C12核心板白色按钮（PB0,PB1） (4)EP1C12核心板贴片二极管（LED3） (5)EP1C12核心板数码管（仅两位） 四、功能模块 （1）25进制减法计数器 此部分采用两个74192构成25进制减法计数器，具备置数和清零的功能。 课程设计--篮球竞赛24秒计时器 一、课题名称 二、内容摘要 本设计主要是完成篮球竞赛24秒计时器，显示24秒倒计时功能，系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为24秒递减计时，其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于Multisim 10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字：计时器；数码显示器；Multisim 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 三、设计内容及要求 1.2.1基本要求 (1）显示24秒计时功能。 （2）控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。 （3）计时器为24秒递减计时器。 （4）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 1.2.2 设计任务及目标 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 四、方案论证及比较 本设计的核心部分是要设计一、 个24s倒计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提 到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生电路，计数器电路，译码显示电路，控制电路和电路报警电路5部分。其中，计数器电路和控制电路时系统的主要部分。计数器电路完成24s倒计时功能，而控制电路具有直接控制计 时钟仿真实验报告 一、任务及要求 用51单片机设计时、分、秒计时器，具体要求如下。 1、具有时、分、秒计时功能和8位数码管显示功能，显示格式为：“时－分－秒”； 2、用Proteus设计仿真电路进行结果仿真； 3、4人组成设计小组完成，小组成员有明确分工，1人负责总体方案设计及报告撰写，2人负责功能模块函数设计，1人负责仿真电路设计及调试。 4、完成程序设计、仿真电路设计、结果仿真，完成报告并上传空间课程栏目中的课程设计报告子栏目中。 二、设计方案： 1、总体方案构思：通过使用定时计数器以及中断溢出，50ms中断溢出一次，溢出20次为1S。所以当定时溢出计数变量temp自加20次时计数变量miao自加1，直到加到第60次时miao(秒)清零，并且计数变量fen自加1，直到fen加到第60次时，fen(分)清零且shi(时) 自加1，直到shi加到第24次时,shi(小时)清零。最后经译码后，通过扫描显示模块程序将得到的时钟结果以动态显示的方式显示在8位一体共阳数码管上。 2、程序功能模块说明：此时钟程序包括时钟中断计时、延时函数、显示函数等模块 3、仿真电路构成：此次时钟程序的仿真电路的设计较简单，硬件部分主要有AT89C52单片机芯片一块、八位一体LED共阳数码管一块、8个普通电阻以及8个逻辑非门。其中8个普通电阻用作P0口上拉电阻。另外，由于数码管是共阳的，而实际程序中的位码是以低电平有效的，所以八个逻辑非门用来取反单片机输出的位码。 4、时钟计时程序设计思想分析：采用定时计数器T0，工作方式1，定时50ms，再对定时溢出中断次数计数，若溢出了20次则时间为1秒！ 5、函数模块程序流程图： 电子技术课程设计 ---篮球比赛计时器 目录 一、设计任务与要求--------------------------------------------------3 二、总体框图--------------------------------------------------------3 三、器件选择--------------------------------------------------------4 1、我设计的模块选择的器件---------------------------------------4 2、器件介绍-----------------------------------------------------4 （1）十进制可逆计数器74LS192----------------------------------4 （2）二输入四与非门74LS00-------------------------------------5 （3）六反相器74LS04-------------------------------------------6 （4）RS触发器-------------------------------------------------7 （5）发光二极管------------------------------------------------7 （6）七段数码显示器--------------------------------------------7 四、功能模块--------------------------------------------------------8 1、闪灯报警电路-------------------------------------------------8 2、暂停/连续电路------------------------------------------------9 五、总体设计电路图-------------------------------------------------11 1、电路说明----------------------------------------------------11 2、电路仿真----------------------------------------------------11 3、实验总体电路------------------------------------------------12 六、硬件验证-------------------------------------------------------13 1、硬件连接及实验过程------------------------------------------13 2、硬件连接问题及相应处理--------------------------------------13 3、实验结果----------------------------------------------------13 课程设计报告 课题名称：篮球比赛24秒倒计时电路的设计 (Basketball 24 seconds countdown circuit design)专业：xxxxxxx 班级：xxxxxxx 学号：xxxxxxx 学生姓名：xxxxxxx 指导教师：xxxxxxx x年x月x日 课程设计目的 1、围绕课程设计的内容，培养学生查询相关资料以及文献检索的能力； 2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力；在理解透课堂所讲知识的基础上，提高学生 的自学能力； 3、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程，养成良好的科学态度以及实事求是、严 谨塌实的工作作风；培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力； 课程设计内容 (1)设计要求: ① 设计一个篮球比赛24秒计时器，具备显示24秒计时功能； ②计时器为递减工作，时间间隔为1S ： ③设置外部开关，控制计时器的启动、暂停及清零； ④递减到零时发出声光报警 ： ⑵原理方框图图： 包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路） 等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1其中计数器和控制电路是 系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计 数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。当计时器递 减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。 ⑶实际电路图： 秒脉冲 发生器 计数器 译码 显示 控制电路 报警 电路 ⑷单元电路： ①8421BCD 码加法计数器模块 计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同 步加锁计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。 图1是74LS192外引脚及时序波形图。图中U CP 、D CP 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升沿有效）。LD 是异步并行置数控制端（低电平有效）， CO 、BO 分别 是进位、借位输出端（低电平有效），CR 是异步清零端，D3-D0是并行数据输入殿，Q3-Q0 是输出端。 图1 74LS192外引脚及时序波形 74192的功能表见下表2所示。其工作原理是：当LD =1，CR=0时，若时钟脉冲加到U CP 端，且D CP =1则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到9时，CO 端发出 进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加到U CP 端，且D CP =1，则计数器在预置数的基础上完成加计数功能。 表2 74LS192功能表 电子课程设计报告 题目名称：篮球竞赛30秒倒计时器 姓名： 专业： 班级： 学号： 同组人： 指导老师: 南昌航空大学电子信息工程学院 二零零八年九月 电子信息工程学院 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 篮球竞赛30S计时器 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 基本要求：1)具有显示30S计时功能，启动和暂停/连续功能， 2)在直接清零时，要求数码显示器灭灯， 3)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零， 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S， 5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 主要元器件：NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2) I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2天） 2.电路布线和焊接（3天） 3.电路的调试（2天） 4.课程设计总结和报告（7天）Ⅳ、主要参考资料： 1.杨志忠.数字电子技术（第二版）.北京：高等教育出版社，2000 2.胡宴如.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，2005 3.王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.北京：高等教育出版社，1999 专业名称：电子信息工程班级学号： 06041304 学生姓名：李莉 摘要 随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性也越来越高，篮球30秒倒计时器也就孕育而生了。 设计一个篮球30秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为0.1秒的脉冲，再通过74LS161十分频来产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合30秒读数的需要。译码部分采用74LS248芯片，74LS248是把8421BCD 码经过内部作和电路“翻译”成七段（a ，b ，c ，d ，e ，f ，g ）输出，然后直接推动LED ，显示十进制数。显示部分采用七段数码管，数码管的使用很广泛，价格也不会很贵。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。 在许多领域中，计时器都得到了普遍应用，比如在体育比赛中的计时器、安全措施中的定时报警器、游戏中的倒计时、维持秩序的交通信号灯、红绿灯、交通信号控制机、闹钟等等......可见计时器在现代社会中是很重要的。在设计计时器时，采用了模块化的思想，使得设计简单、快捷。本设计完成了中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪，在社会生活中会具有广泛的应用价值。 关键字： 控制 倒计时 译码显示 光电报警 指导教师： 万在红 设计时间： 2008.9.1——2008.9.15 课程设计报告 题目 30S定时器设计 院部名称 班级 学生姓名 学号 指导教师 目录 前言 一、电路设计原理与方案 (4) 1.1 设计原理 (4) 1.2 设计方案 (4) 二、各单元电路设计 (4) 2.1 脉冲发生电路 (4) 2.2 计数电路 (6) 2.3 译码显示电路 (8) 2.4 控制电路 (10) 三、仿真原理图 (11) 四、总结 (13) 附录、元件清单 (14) 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为0.1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发光二极管LED点亮，停止减计数等。 整个电路的设计借助于Multisim 12.0仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 12.0下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 一、电路设计原理与设计方案 1.1 设计原理 我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出周期为0.1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。 1.2 设计方案 该系统应包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)等几部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能以及工作时间的调节。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当按下十位调节开关时，计数器加1；当按下个位调节开关时，计数器同样加1；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。 二、各单元电路设计 2.1 脉冲发生电路 555定时器 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这 目录 摘要 ............................................................................................................. 1 篮球计时器概述 ......................................................................................... 1.1 篮球竞赛24秒计时器功能............................................................... 1.2 主要参考器件..................................................................................... 1.3 单片机的概述..................................................................................... 1.3.1 AT89C51单片机简介............................................................... 1.3.2 AT89C51单片机引脚功能简介............................................... 2 硬件设计 ..................................................................................................... 2.1 设计原理............................................................................................. 2.2 硬件设计流程图................................................................................. 2.2.1 功能单元模块............................................................................ 2.3 硬件设计电路图................................................................................. 3 软件设计 ..................................................................................................... 3.1 程序流程图......................................................................................... 3.2 程序设计............................................................................................. 3.3 仿真及仿真结果................................................................................. 4 课程设计体会 ............................................................................................. 参考文献 ........................................................................................................篮球24s计时器课程设计
篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作
数字电子技术课程设计篮球比赛30s计时器
篮球比赛计时器(课程设计)剖析
篮球24S可控计时器
篮球竞赛24秒计时器设计-
课程设计报告-篮球30秒倒数计时器
篮球计时器-篮球24秒计时器
电子技术课程设计 篮球30s计时器的设计
篮球比赛24秒计时器
篮球24秒计时器
课程设计--篮球竞赛24秒计时器
24小时制时、分、秒计时器设计报告
篮球比赛计时器
数电课程设计-篮球24s倒计时器
篮球24秒倒计时器报告
30秒计时器设计报告
篮球比赛24s计时器 课程设计