比赛倒计时设计

河南科技学院机电学院电子课程设计报告

题目：比赛倒计时器设计任务书

专业班级：应用电子技术教育111班

姓名：季传帅

时间：2013.12.9～2013.12.27

指导教师：张伟邵锋完成日期：2013年12月20日

比赛倒计时器设计任务书

1．设计目的与要求

设计一个倒计时牌。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：

（1）设计的倒计时牌，能直接显示时间；

（2）能同时实现60秒计时，9秒暂停倒计时；

（3）60秒计时结束有声音提示，9秒计时结束有灯光提示。

2．设计内容

（1）画出电路原理图；

（2）元器件及参数选择；

（3）电路仿真；

（4）搭接所设计的电路完成设计功能。

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

1引言 (1)

2总体设计方案 (1)

2.1设计思路 (2)

2.2总体设计框图 (2)

3设计原理分析 (2)

3.1单元模块 (3)

3.1.1时钟模块 (3)

3.1.2报警电路模块 (3)

3.1.3倒计数器模块 (4)

3.1.4数码换显示模块 (5)

4总结与体会 (5)

参考文献 (6)

附录1实际电路图 (7)

附录2总体电路图 (8)

比赛倒计时器设计

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60秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接置数、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、分频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，分频触发，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。

关键词:比赛倒计时;控制;计时器;译码显示;555定时器

1引言

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。

在许多领域中倒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。

本设计主要能完成：显示60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60秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，同时发出光电报警信号等，当有触发信号时，实现9秒暂停倒计时。

整个电路的设计借助于Multisim10仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim10下设计和进行仿真，得到了预期的结果。

2总体设计方案

用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲，即输出周期为1秒的方波，再将该脉冲信号加到由74LS93构即周期为1秒，接着将该信号送到计数器74LS00的CP减计数脉冲端,再通过译码器4511BD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，启动用第一种方案和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及声音报警等功能，声音报警用蜂鸣器来实现，蜂鸣器发声代表报警，电路图见图2。也可以用555构成的多谐振荡器直接产生频率为1Hz的秒脉冲，由于两

个方案的原理基本相同，且实现的功能也相同，为了确保输出这里采的脉冲的稳定。2.1设计思路

分析设计任务，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60秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能、译码显示电路的显示与灭灯及蜂鸣器报警等功能。为满足设计要求，设计控制电路及控制开关时，应该正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，辅助控制电路应该封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示60s字样，计数器开始进行递减计数；当暂停/连续开关闭合（即拨到暂停位置）时，计数器停止计数，处于保持状态；当断开时计数器继续递减计数。

2.2总体设计框图

图1总体设计图

3设计原理分析

3.1单元模块

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5个部分构成。

3.1.1时钟模块（脉冲发生器）

本设计采用555构成的多谐振荡电路（即脉冲产生电路），其内部管脚图如下图，通过计算可以确定参数的取值：R1=2KΩ，R2=2KΩ,C2=220uF,C1=10nF.因此产生的脉冲周期为：T=0.7(R1+2R2)C2=1s,之后经过74LS93用异步清零法十分频，使得74LS93输入的脉冲周期为1s。

图2正弦波振荡器

3.1.2报警电路模块

报警电路包括两部分，分别为发光二极管与蜂鸣器报警，若给图5一个信号，发光二极管会由于555定时器的作用延迟9秒，从而实现9秒暂停倒计时的功能；当计数器倒记到00时，图4的蜂鸣器会报警，这两部分组成报警电路。

图3蜂鸣器报警图

图4发光二极管电路图

3.1.3倒计数器模块

这一部分实现60进制倒计时，是次此设计的核心。两个74LS93芯片实现60加计数器，当在给U7一个脉冲时，74LS93开始计数，U7从0到9循环，直到10时U7会向U4的1端进一个10位的脉冲，U4开始计数，实现5进制记数，因此U7U4完成了60进制正计数器。

图5计数器图

3.1.4数码换显示模块

CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。显示部分主要是由4511构成，记数模块将信号传到4511芯片的A B C D输入端，由4511进行转换，其后接数码显示。4511的使能端BT LT接高电平，EL接低电平。

图6显示模块图

4总结与会体

比赛60S倒计时器的设计主要分为五个模块：时钟模块（即秒脉冲发生模块）、计数模块、译码显示模块、辅助时序控制模块（简称控制电路）和报警电路，其中计数模块中的两片计数器的加计数器脉冲输入端都要接高电平，且要将低位片的借位信号加到高位片的减计数脉冲输入端。高位片计数器的借位信号控制报警信号，在进行减计数时，借位信号一直为高，此过程报警信号不工作，当计数器减计数到零时，借位信号变为低，发光二极管导通，这样就产生了光电报警信号，在将借位信号和暂停/连续控制信号和时序脉冲信号加到一起作用低位计数器减计数脉冲输入端，即实现计数器递减计数到零时，显示器不灭灯，同时发出光电报警信号。

课程设计实验须要的是活学活用。在两周与同学们交流以及电路焊接过程中，我认识到合作的重要性。首先，基础知识的掌握是课程设计的基础，没有理论知识的后盾就不能将电路设计得当，或者说就根本设计不出来。其次，理论的掌握也要靠实践来体现。我对这次的实践有如下几条结论：

第一，做事要胆大心细，不要怕烫到手，更不能粗心大意，否则很可能要重来。好

久没有拿电烙铁会有一种莫名的恐惧感。面对困难，要冷静大胆，不能慌。焊接电路最忌讳的就是粗心大意。有时候结果出不来很可能就是焊接某个地方时想别的事去了，这也是很多高年级学长常犯的错，这里我们一定要吸取教训。

第二，遇到困难一定要冷静思考其中的缘由，不能动不动就叫老师检查，这样根本就提高不了自身的水平。比如说，数码管倒计时至0时，报警灯不亮。首先的话要检查电路有没有虚焊，这是必须的。其次，假如没有虚焊，电路的线路也没有接错，那很可能要换一个发光二极管了。

第三，做事前一定要做好充分准备，机会往往留给有准备的人。要焊接电路最原始的准备应该是做好仿真，并且打印好。一些芯片的管脚也是必须要弄清楚的。这次我们做的不够好，因为老师要我们暑假查好资料，但确实因为自己的懒惰，一些资料没有查到位，这是我要深刻检讨的地方。

第四，最重要的放在最后讲吧！就是合作精神，在前面我也提到了，实验是两个人的事。设计，焊接，描电路图，都要两个人讨论。不能因为某个人哪方面强就分工，这样的话锻炼的只是自己的强项，就片面了。遇到错误更加需要合作，因为两个人的是视角不一样的，检查到的方面更加广。这是人多的优势，得珍惜利用。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础（第三版）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，1989

[2]阎石.模拟电子技术基础（第三版）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，1989

[3]邵锋.数字电子技术实验指导［Ｍ］.河南科技学院,2012.02

实际电路图

总体电路图

倒计时牌设计

倒计时牌设计《计算机原理及接口技术》课程综合实验报告题目学院电子与控制工程学院专业建筑设施智能技术班级320601 学生姓名学号指导教师前言微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，其中很多的原理、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。在进行课程设计的过程中，可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。本次设计的基于单片的倒计时器相较传统机械式倒计时器具有可以灵活可调、性价比高等优点，有在现实生活中得到广泛应用的发展潜力。本课程设计共同设计。摘要本次设计采用的是8255A、8253、5255、数码管以及按

键开关组成的一个实现具有天、时、分、秒倒计功能的倒计时器。电路具有时间显示功能，能在八位数码管每隔1秒钟，计时器减1。有外部键盘能输入初始值，在倒计时为整数小时出现声光报警目录一．引言本次计算机原理及接口技术课程综合实验我们的课题是：。综合性实验设计能够很好地培养学生综合运用所学知识的能力，提高学生解决实际问题的能力；培养学生查阅资料，使用工程设计标准、手册及编写设计技术的能力；培养学生初步掌握设计开发产品的能力，了解微机控制系统的一般设计方法；提高学生的计算机绘图能力。倒计时牌的设计应该满足以下要求：显示倒计时天数以及小时、分钟、秒。参数可手动设置每当剩余时间为整数个小时时，声光报警提示设计基于Protues仿真的8086、8253、8255等和EMU8086汇编完成设计要求。二．设计方案阐述 1、方案整体思想本系统设计以8086微处理器作为CPU，用8253做定时计数器产生时钟脉冲，8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路，8259做中断

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告

实验二60秒倒计时电路设计的实验报告一、实验目的 1.进一步熟悉Quartus II混合层次化设计方法。 2.学习7段数码管的驱动设计方法。二、实验内容 60秒倒计时电路如图1所示。其中，模块cnt_d60完成60倒计数，输出结果为2位十进制BCD码。模块SCNA_LED完成BCD码到7段数码管显示译码功能。图1 60秒倒计时电路图2 60秒倒计时底层电路 60倒计数模块cnt_d60底层电路如图2所示。主要由2片74192（双向十进制计数器）

构成。模块cnt_d60和SCNA_LED的源设计文档（cnt_d60.bdf和SCAN_LED.vhd）提供给大家。要求大家建立新工程，为模块cnt_d60和SCNA_LED新建封装（*.bsf），并根据图1完成顶层60秒倒计时电路设计。完成以上程序设计，编译时器件选择Cyclone系列的EP1C12Q240C8。引脚锁定参考表1内容。注意：应把未分配管脚置为三态输入，切记！！表1 实验连线 1.原理图设计输入（1）首先将模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件放在等一下需要建立的文件中，打开QuartusII软件。（2）选择路径。选择File/New Project Wizard。添写后以后，单击“NEXT”进入下一步。（3）添加设计文件，在File name中选择路径然后添加模块cnt_d60和SCNA_LED的源文件，点击“Next”。（4）选择FPGA器件。Family选择Cyclone，先在Packge选择Any QFP，Pin Count 选择240，Speed grade选择8；然后在Available device中选择EP1C12Q240C8，点击“Next”。（5）选择外部综合器、仿真器和时序分析器。设置好后，单击“NEXT”进入下一步。（6）结束设置。“工程设置统计”窗口，列出了工程的相关设置情况。最后单击“Finish”，结束工程设置。（7）建立原理图文件。点击cnt_d60文件，然后点击File/Crete/Update/Create Symbol Files For Current file以新建原理图封装文件方式，然后以同样的方式创建原理图SCNA_LED封装文件，文件格式都为*bdf。保存原理图文件。选择File/Save As…菜单，存为testone文件，选择Edit/Insert Symbol…（或直接双击原理图空白处）打开元器件库窗口，选择合理的器件（封装好的cnt_d60文件和SCNA_LED文件都在里面）按图1完成60秒倒计时电路原理图设计，完成后选择File/Save…保存原理图。（8）综合编译。编译之前，打开原理图文件，选择Project/Set as Top-Level Entity，以确保当前编译的文件为顶层的实体文件。然后选择Processing/Start Compilation，进行综合分析，直至编译通过为止。（9）保护设计中没有使用到的引脚。对于FPGA芯片（包括EP1C12Q240C8），在做Quartus II工程时必须将未分配的管脚置为三态输入。选择Assignments\Device… 打开工程设置窗口。在Category中选择Device项，然后在Available Devices栏中，选中EP1C12Q240器件，再单击Device & Pin Options…按钮，在弹出窗口（中选择Unused Pins栏，然后设置Reserve all unused pins为AS input tri-stated。推荐把未分配管脚置为三态输入。如未将未分配管脚置为三态输入，将可能导致主芯片或外围芯片损坏，切记！！

24秒倒计时牌

1 设计任务描述 1.1设计题目：24秒倒计时牌 1.2设计要求 1.2.1 设计目的 (1)掌握24秒倒计时牌的组装方法与技巧； (2)掌握元器件的实现功能与使用； (3)能够通过对元器件组装来实现各种功能的电路；1.2.2 基本要求 (1)可手动暂停,还原； (2)到0时有长报警,到倒数5秒时每秒有一声短报警； (3)可显示计数，每过十秒有一次闪烁； 1.2.3 发挥部分 (1)24秒可调；

2 设计思路 24秒倒计时器牌的核心部分是倒计时部分，我选择了两个74HC290连级来实现，因为它有置数端和预置端，可完成可调的倒计时器。本次设计有基本要求：可手动暂停、还原；每十秒显示器闪烁一次；到倒数5秒时每秒有一声短报警，到0秒时是长报警，发挥部分是24秒可调。首先是要给计时器提供一个秒脉冲发生器，由于555定时器内部的比较器灵敏度非常高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率手电源电压和温度变化的影响很小，因此采用555定时器来提供发生脉冲。手动暂停还原中，由于需要暂时锁住显示器显示的数，所以可以在秒脉冲的输出端加一个开关，当要计数时关闭开关进行计数，需要暂停时断开开关终止秒脉冲的输入，即可实现手动暂停还原此时显示器保持原来的数字。每十秒显示器闪烁一次，若想有闪烁效果需要给需要给显示器提供5~10赫兹的脉冲信号才能有闪烁效果，只要当个位为“0000”时闪烁即为每十秒闪烁一次，通过各种门电路把“0000”的信号与5~10赫兹的脉冲信号共同作用提供给显示器。到5秒时开始每秒都有一次短报警，到0秒时是长报警，则十位输出是“0000”，5秒时个位的最高位也为零，使个位输出“101”、“100”、“011”、“010”、“001”时有效列真值表，通过门来连接；当为“000”时，为长报警。给短报警一个500赫兹的脉冲信号，给长报警一个1000赫兹的脉冲信号，再通过一个或门来控制输出那个报警信号提供给报警电路。 24秒可调，在74HC192的预置端加入开关来调节想要预置的秒数。

篮球竞赛24秒计时器设计-

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。

倒计时牌 (1)

信息科学与技术学院微机原理与接口技术课程设计报告题目名称：倒计时牌学生姓名：冉婷婷学号： 2009082244 专业年级：计科09级2班指导教师：张更新时间： 2012-01

目录 1.课程设计题目及要求 (1) 1.1课程设计的题目: (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.功能设计 (2) 2.1功能模块. (2) 2.2功能图 (2) 3.详细设计. (3) 3.1设计方法. (3) 3.2各功能模块及流程图 (3) 4.运行结果 (7) 5. 课程设计总结 (8) 6参考书目. (8) 附录. (10)

1、课程设计题目及要求 1.1课程设计的题目：倒计时牌 1.2课程设计的要求： 1．能实现日历功能 2．能实现倒计时功能（显示天、时、分、秒）扩展功能：实现倒计时的时间人为设定 2、功能设计 2.1、功能模块：宏定义：置光标位置（setf）————定义光标定位宏清屏（clearscreen）————用于将屏幕清成指定的前景背景色输入（input）————定义输入宏程序：主程序模块：根据选择显示日历的时间，或倒计时时间初始化窗口模块：给出操作提示。系统时间子程序：取得时间，并将时间存于数据段的。系统日期子程序：取得日期星期，并将日期星期信息存于数据。转换子程序：将阳历转换成阴历，将阴历信息存于。显示子程序：通过数据段的shuzi，将时间显示成数码管的形式。延时子程序：通过检测61h端口，实现延时一秒。减一秒子程序：执行延时程序后，时间减少一秒。

减一天子程序：若时间00:00:01减少一秒，则执行减一天的操作。输出子程序————输出指定的字符串。 2.2、功能图： Y 开始操作提示进行阴阳历的转换倒计时功能日历功能是否有字符输入？显示时间、操作提示退出

软件延时实现60秒计时器

一、实验任务如下图所示，在A T89S51单片机的P0和P2端口分别接有两个静态共阴数码管，P0口驱动显示秒时间的十位，而P2口驱动显示秒时间的个位。二、电路原理图图11.1 三、硬件连线参照教程十的方法完成硬件连线（只是去掉按键部分）。四、程序设计内容 1在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到0，从新秒计数。 2对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法仍采用对10整除和对10求余。 3在数码上显示，仍通过查表的方式完成。 4一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成，经过精确计算得到1秒时间为1.002秒。 DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET 五、程序框图图11.2 六、汇编源程序 Second EQU 30H ORG 0 START: MOV Second,#00H NEXT: MOV A,Second MOV B,#10 DIV AB MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A LCALL DELY1S INC Second MOV A,Second CJNE A,#60,NEXT LJMP START

DELY1S: MOV R5,#100 D2: MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END 七、C语言源程序 #include unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char Second; void delay1s(void) { unsigned char i,j,k; for(k=100;k>0;k--) for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { Second=0; P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; while(1) { delay1s(); Second++; if(Second==60) { Second=0; } P0=table[Second/10]; P2=table[Second%10]; } }