电子技术课程设计 篮球30s计时器的设计
篮球30s计时器课程设计_带仿真效果图(模块分析详细)武汉科技大学
一、设计任务与要求设计任务：设计一个篮球竞赛30S计时器基本要求：1、计时器为30S递减计时，计时间隔为1S2、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能3、计时器递减计时到零时，数码显示器闪烁，同时发出报警信号二、方案论证与设计该设计主要由一个555芯片产生一个时钟脉冲，通过控制电路直接加在递减计时芯片74ls192上，通过七段译码显示电路直接译码显示。
一：用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，再将该脉冲信号加到由74LS161构即周期为1秒，接着将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS248把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输出，这样加在led七段数码管上显示十进制数，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、报警等功能。
二：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，再将该脉冲信号送到DCD_HEX芯片上，经过DCD_HEX内部译码，使LED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、报警等功能。
方案选择：通过原理分析和仿真实验等步骤比较后，采用方案二，更简洁、方便、易于实现和各个功能。
三、单元电路设计与电路原理本设计分为五个部分，脉冲震荡电路、递减计时电路、译码显示电路、报警电路、最后控制电路。
如下系统框图下面是各个单元电路，如下一一赘述：1、脉冲振荡电路该电路由一个555芯片组成：555芯片的工作原理见下表1表1 555工作电压表原理图如下：图2 555脉冲发射电路如上图所示：555电路脉冲计算周期为：T=(R1+2R2)C㏑2；在本图中r1=47K，r2=48k，C=0.1u。
计算下来周期大约为1s钟。
2、递减计时电路该电路由两个74LS192芯片组成，实现30进制的递减计时功能，U2 a,b,c,d 以及U1 c,d输入端全部接地，U1 74ls192 a,b输入端接高电平，实现30进制计数功能。
篮球30秒计时器课程设计
篮球30秒计时器课程设计一、引言篮球30秒计时器是一项非常重要的设备，它在篮球比赛中起到了至关重要的作用。
本文将介绍如何进行篮球30秒计时器课程设计，以便让学生们更好地掌握这项技能。
二、课程目标本课程的主要目标是让学生们了解篮球比赛中30秒计时器的使用方法和规则，并且能够熟练地操作该设备。
通过本课程，学生应该能够掌握以下技能：1. 熟悉30秒计时器的外观和功能；2. 理解30秒计时器在篮球比赛中的作用；3. 掌握30秒计时器的使用方法；4. 能够根据比赛情况灵活操作30秒计时器。
三、教学内容1. 介绍30秒计时器的外观和功能在第一节课中，我们将向学生介绍30秒计时器的外观和功能。
首先，我们会向学生展示一个真实的30秒计时器，并让他们了解每个按钮和指示灯所代表的意义。
然后，我们会向学生演示如何启动和停止计时器，并且讲解不同指示灯所代表的含义。
2. 讲解30秒计时器在篮球比赛中的作用在第二节课中，我们将向学生讲解30秒计时器在篮球比赛中的作用。
我们会向学生介绍什么情况下需要使用30秒计时器，并且让他们了解使用30秒计时器的规则和注意事项。
同时，我们还会向学生演示如何根据比赛情况灵活地使用30秒计时器。
3. 掌握30秒计时器的使用方法在第三节课中，我们将教授学生如何正确地操作30秒计时器。
我们会向学生演示如何启动和停止计时器，并且讲解每个按钮所代表的含义。
然后，我们会让学生自己操作30秒计时器，并且纠正他们可能存在的错误。
4. 灵活操作30秒计时器在最后一节课中，我们将模拟篮球比赛场景，并且让学生根据比赛情况灵活地操作30秒计时器。
这样可以帮助学生更好地掌握该技能，并且提高他们的实际应用能力。
四、教学方法1. 讲授法：通过介绍、演示和讲解等方式向学生传授知识。
2. 实践法：让学生亲自操作30秒计时器，并且纠正他们可能存在的错误。
3. 模拟法：模拟篮球比赛场景，并且让学生根据比赛情况灵活地操作30秒计时器。
电子技术课设(机电电气)--篮球30秒倒计时器
目录前言 (1)一论证 (2)1.1 设计原理1.2 设计方案1.3 各分电路功能分析1.3.1 计数器电路1.3.2 脉冲发生电路1.3.3 译码显示电路1.3.4 控制电路1.4 仿真原理图二课程设计总结......三参考文献......附录电子技术课程设计任务书题目：具有数字显示的篮球竞赛30S计时器1．任务要求设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。
2．性能指标要求：（1）工作时间可在1—30S内任意设定。
（2）30S计时器是递减计时器，间隔为1S。
能用LED数码管显示剩余工作时间，还能显示到1/10秒。
即当计时开始时显示出所设定的总时间，每当计时10个1/10S，显示器的数字立即减1。
(3）减1计时到7S时，发出三声低音预告信号。
(4) 减1计时到零时(工作时间到)，发出三声高声，并自动停止计时。
(5) 具有暂停/继续工作、清零复位和启动计时功能。
3．设计与测试按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。
根据所设计电路原理图，选择所需元器件连接电路，并按照调试步骤进行调试。
4. 成果要求(1)课程设计说明书一本。
要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。
(2)所用元器件清单(3)电路实体和仿真。
要求：电路必须有仿真结果（可利用Multisim进行电路仿真分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。
参考器件：两片74LS192、74LS00，叁片74LS48，一片555、74LS04、CC40161，共阴LED显示器3块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等5．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
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。
课程设计篮球30秒计时器
1课程设计说明书课程设计名称：数字电路课程设计课程设计题目：篮球30秒计时器摘要随着生活水平的提高，人们关于生活品质的高要求。
关于时刻的准确愈来愈发期盼。
比如在田径，足球等体育运动中时刻的分秒必争显的加倍的不可或缺。
在如此的大背景下，计时器也应运而生。
专门在于篮球竞赛中一般是零点几秒能够决定各方的悲喜。
人类最先利用的按时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生进展成熟以后，人们开始尝试利用这种全新的计时工具来改良按时器，达到准确操纵时刻的目的。
在篮球竞赛中，规定了球员的持球时刻不能超过30秒，不然就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球竞赛中，用于对球员持球时刻30秒限制。
目录第一章设计任务及要求……………………………………….. 第二章系统的组成及工作原理……………………………….2.1 系统组成………………………………………………2.2 工作原理………………………………………………第三章单元电路设计、参数计算、器件选择………………..3.1 译码显示电路…………………………………………3.2 555 多谐振荡器……………………………………3.3 计数电路……………………………………3.4 操纵电路……………………………………………第四章调试及结果分析………………. ………………. ……第五章心得体会…………………………………第六章参考文献……………………………………………附录一…………………………………………附录二………………………………………附录三………………………………………第一章设计任务及要求〖设计任务〗设计一个符合功能的30秒篮球计时器电路。
〖大体要求〗1．具有显示30秒的计时功能。
2．系统设置外部操作开关，操纵计时器的直接置数、清零、启动、和暂停功能。
3．计时器为30秒递减计不时，其计时刻隔为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。
第二章系统的组成及工作原理系统组成本课程设计要紧包括秒脉冲发生电路、计数电路、数码显示电路和报警电路，操纵电路是由各外部操作开关组成，而秒脉冲发生器是由555按时器组成，计数电路那么由计数器组成。
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（2020 /2021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：2021年7月5日目录一、课程设计摘要--------------------------------------------二、课程设计正文一、课程设计任务与要求二、方案设计（系统操纵电路框图及说明）3、元器件详细介绍4、系统原理图、印制板图及其说明五、安装、调试及性能测试与分析六、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，培育独立试探、分析问题、解决问题的能力，培育工程实践能力、创新能力和综合设计能力。
依照所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路和模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。
按时电路是数字系统中的大体单元电路，它要紧由计数器和振荡器组成。
按时电路要紧利用分立元件，中规模集成器件555按时器。
用555按时器实现的按时电路要紧应用单稳态触发器原理，实现按时器的功能。
在实际工作中，按时器的应用处合很多，例如，篮球竞赛规那么中，队员持球时刻不能超过30秒，确实是按时电路的一种具体应用。
篮球竞赛30秒按时器电路要紧利用555按时器产生时钟脉冲，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、课程设计正文一、课程设计任务与要求30秒计时功能，两位数字显示，计时刻隔为1秒。
完成硬件制作实现30秒减计数，每次减计时终止后，蜂鸣器报警提示，数码管显示00；电路需设置外部开关，可使按时器直接复位，并具有启动计时、暂停/持续计时功能。
二、方案设计（系统操纵电路框图及说明）设计原理框图：30秒按时器电路的原理框图由图2.1可知，30秒按时电路要紧由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助操纵电路五部份组成。
30s篮球计时器课设报告
30s篮球计时器课设报告引言：30s篮球计时器是一种用于篮球比赛计时的设备，它的作用是帮助裁判员和球员掌控比赛时间，确保比赛的公平性和规范性。
本篇报告将介绍30s篮球计时器的原理、功能、使用方法以及其在篮球比赛中的重要性。
一、30s篮球计时器的原理30s篮球计时器基于电子技术原理，通过内置的计时电路和显示器来实现对比赛时间的准确计时和显示。
它由主控芯片、计时电路、显示屏等组成，通过按键控制和显示屏来完成计时功能。
二、30s篮球计时器的功能1. 计时功能：30s篮球计时器可以精确计时比赛时间，包括正常比赛时间、加时赛时间和暂停时间等。
2. 显示功能：计时器上配备了数字显示屏，可以直观地显示剩余时间，方便裁判员和球员掌握比赛进程。
3. 报警功能：当比赛时间到达设定的时间阈值时，计时器会发出声音和闪光提示，提醒裁判员和球员注意。
4. 暂停功能：计时器支持暂停和继续功能，当比赛暂停时，裁判员可以暂停计时器，等待比赛继续。
5. 重置功能：计时器支持比赛时间的重置，当比赛需要重新开始时，裁判员可以将计时器复位到初始状态。
三、30s篮球计时器的使用方法1. 设置初始时间：在比赛开始前，裁判员需要根据比赛规则设定初始时间，将计时器的时间设置为相应的值。
2. 开始计时：裁判员在比赛开始后，按下计时器的启动按钮，计时器开始计时。
此时，计时器会显示剩余时间。
3. 暂停计时：当比赛需要暂停时，裁判员按下计时器的暂停按钮，计时器暂停计时。
比赛暂停期间，计时器的显示会保持不变。
4. 继续计时：比赛继续时，裁判员按下计时器的继续按钮，计时器继续计时。
此时，计时器会从暂停时的时间继续倒计时。
5. 计时结束：当比赛时间到达设定的时间阈值时，计时器会发出声音和闪光提示，提醒裁判员和球员比赛时间已经结束。
6. 重置计时器：比赛结束后，裁判员可以将计时器复位到初始状态，以备下一场比赛使用。
四、30s篮球计时器在篮球比赛中的重要性1. 保证比赛公平：30s篮球计时器可以精确计时，确保比赛时间的准确性，避免因计时错误而导致的争议和不公平情况发生。
课程设计---篮球30s可控计时器设计
《数字逻辑设计与应用》课程设计篮球30s可控计时器设计。
具体要求：1）具有30s计时、显示功能；2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、装数、启动和暂停/连续功能；3）30s倒计时，其计时间隔为1s；4）计时器递减计时到零时显示器不能灭灯，同时发出报警信号；5）能解除报警信号；6）画出该电路的电路图，用Verilog HDL设计此电路，并进行仿真。
二、设计篮球30s可控计时器原理包括10分频器、30s可控递减计时器及报警电路。
30s可控递减计时器是系统的核心部件，由外部开关键进行清零（CR）直接控制减计时器得复位和解除报警；开关键置数LD低电平有效，则预置30s可控计时器的输出变量QH[3..Q0]和QL[3..Q0]分别为0011和0000，即置数功能；启动递减计时器和暂停/连续是由开关键使能S来控制，S=1作递减计时，S=0做保持。
三、源程序（1）30s篮球可控计时器设计module basketball(CPB,L,QH,QL,CPA,S,LD,CR);output[3:0] QH,QL;output CPB,L;input S,LD,CR;input CPA;reg[3:0] QH,QL;reg CPB;reg L;reg[3:0] i;reg QC;always @(posedge CPA)//10分频if (S==0)CPB<=CPB;else if (i==9)begin i=0;CPB<=1;endelsebegin i=i+1;CPB<=0;endendalways @(posedge CPB or negedge LD or negedge CR)//实现30s可控计时器的功能beginif(!CR) begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;QC<=0;endelse if (!LD) begin QH[3:0]<=3;QL[3:0]<=0;QC<=1;L=0;endelse if ((QH==0)&(QL==0))begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;L=QC;endelse if (QL[3:0]==0)begin QL[3:0]<=9;QH[3:0]<=QH[3:0]-1;endelsebegin QL[3:0]<=QL[3:0]-1;QH[3:0]<=QH[3:0];end endendmodule（2）24s篮球可控计时器设计module basketball(CPB,L,QH,QL,CPA,S,LD,CR);output[3:0] QH,QL;output CPB,L;input S,LD,CR;input CPA;reg[3:0] QH,QL;reg CPB;reg L;reg[3:0] i;reg QC;always @(posedge CPA)beginif (S==0)CPB<=CPB;else if (i==9)begin i=0;CPB<=1;endelsebegin i=i+1;CPB<=0;endendalways @(posedge CPB or negedge LD or negedge CR)//实现30s可控计时器的功能beginif(!CR) begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;QC<=0;endelse if (!LD) begin QH[3:0]<=2;QL[3:0]<=4;QC<=1;L=0;endelse if ((QH==0)&(QL==0))begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;L=QC;endelse if (QL[3:0]==0)begin QL[3:0]<=9;QH[3:0]<=QH[3:0]-1;endelsebegin QL[3:0]<=QL[3:0]-1;QH[3:0]<=QH[3:0];end endendmodule四、编译和仿真波形图1: 24s篮球可控计时器设计仿真图图2：24s篮球可控计时器设计仿真图五、仿真分析及结论由仿真波形图可以看出，在可控计时器能正常递减计数、当开关键使能是S=0时能做保持（暂停）。
篮球30秒计时器课程设计
篮球30秒计时器课程设计简介篮球30秒计时器是一种用于比赛计时的设备，它起到控制比赛时间的作用。
本篇课程设计将介绍篮球30秒计时器的原理、使用方法以及相关的教学内容。
篮球30秒计时器的原理篮球30秒计时器是一种根据篮球比赛规则设计的计时设备，主要用于掌控比赛时间。
其原理如下： 1. 计时器设置在30秒，根据比赛规则，球队进攻时必须在30秒内投篮。
2. 当一支球队控球开始进攻时，计时器开始倒计时。
3. 如果球队在30秒内未能完成投篮，那么球权转移到对方球队。
4. 如果球队在30秒内完成投篮，并且投篮球进入篮筐，那么该球队得到2分。
篮球30秒计时器的使用方法篮球30秒计时器的使用方法非常简单，主要分为以下几个步骤： 1. 首先，将篮球30秒计时器放置在比赛台上，并确保其电源已接通。
2. 在比赛开始前，按下计时器上的“开始”按钮，计时器开始工作，显示屏上显示的时间为30秒。
3.当一支球队控球开始进攻时，教练或裁判员应立即按下计时器上的“开始”按钮，计时器开始倒计时。
4. 如果球队在30秒内未能完成投篮，计时器倒计时结束后会发出警报声，并自动将球权转移到对方球队。
5. 如果球队在30秒内完成投篮，并且投篮球进入篮筐，计时器会停止倒计时，并显示下一次进攻的时间。
篮球30秒计时器课程设计为了帮助学生更好地理解和运用篮球30秒计时器，我们设计了以下课程内容： 1. 介绍篮球30秒计时器的作用和原理 - 讲解篮球30秒计时器在比赛中的重要作用，以及其设计原理和工作原理。
2. 计时器的使用方法和注意事项 - 具体讲解计时器的使用方法，如何按下开始按钮、如何重置计时器、如何处理倒计时结束后的情况等。
- 强调注意事项，如确保计时器连接正常、不要随意更改计时器设置等。
3. 球队协作训练 - 通过分组练习，让学生模拟比赛情境，分两支球队进行攻防对抗。
- 设定每次进攻时间为30秒，要求学生在规定时间内完成投篮，并根据比赛结果进行得分统计。
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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<V R1，V I2<V R2时，比较器输出V C1=1，V C2=0，触发器置1，使得定时器输出V O =1，同时T D 截止。
3、当V I1<V R1；V I2>V R2时，比较器输出V Cl =1，V C2=1，触发器维持原状态不变。
根据以上分析，可得到555集成定时器功能状态表，如表3.1所示。
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 。